2025届高三物理一轮复习课时作业：2.3受力分析 物体的平衡

2025届高三物理一轮复习课时作业 §2.3受力分析 物体的平衡 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题：本题共12小题，每小题6分，共72分。在每小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项正确；第9～12小题，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．质量为m的长方形木块静止在倾角为θ的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是(　　) A．沿斜面向下　 B．垂直于斜面向上 C．沿斜面向上　 D．竖直向上 2．如图所示，物块a、b质量分别为2m、m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力F作用下，两物块均处于静止状态，则(　　) A．物块b受四个力作用 B．物块b受到的摩擦力大小等于2mg C．物块b对地面的压力大小等于mg D．物块a受到物块b的作用力水平向右 3．如图所示，甲、乙、丙三个物体叠放在水平面上，用水平力F拉位于中间的物体乙，它们仍保持静止状态，三个物体的接触面均为水平，则乙物体受力的个数为(　　) A．3个　 B．4个　 C．5个　 D．6个 4．如图所示，木板B放在粗糙的水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上，用水平恒力F向左拉动B，使其以速度v做匀速运动，此时绳水平且拉力大小为FT，下面说法正确的是(　　) A．若木板B以2v匀速运动，则拉力仍为F B．绳上拉力FT与水平恒力F大小相等 C．木块A受到的是静摩擦力，大小等于FT D．木板B受到一个静摩擦力和一个滑动摩擦力 5．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的内表面光滑，一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m1、m2，当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60°、30°，则碗对两小球m1、m2的弹力大小之比是(　　) A．1∶2 B．∶1 C．1∶ D．∶2 6．如图所示，在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板，在木板A上放着质量为m的物块C，木板与物块均处于静止状态．A、B、C之间以及B与地面间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，现用水平恒力F向右拉木板A，下列说法正确的是(　　) A．A、C间的摩擦力大小一定等于μmg B．A、B、C有可能一起向右做匀速直线运动 C．A、B间的摩擦力大小不可能等于F D．不管F多大，木板B一定会保持静止 7．如图所示，质量为M的斜面体静止在水平地面上，质量为m的滑块在沿着斜面向上的恒力F作用下向下做匀速运动，斜面体始终处于静止状态．已知重力加速度为g，在滑块下滑的过程中，下列说法正确的是(　　) A．滑块与斜面体之间的动摩擦因数μ大于tanθ B．撤去恒力F后，地面对斜面体的支持力不变 C．地面对斜面体的支持力大于(M＋m)g D．地面对斜面体的摩擦力方向水平向左 8．拆卸高楼旧空调外机时，常用电动机通过缆绳进行牵引，为避免其与竖直墙壁碰撞，地面上的工人(图中未画出)用一根拉绳拽着外机，如图所示。设缆绳拉力的大小为F1，方向与竖直方向成α角；拉绳拉力的大小为F2，与竖直方向的夹角为β．工人拉拉绳使β保持不变，外机沿竖直方向缓慢下降，则(　　) A．F1不断增大 B．F2不断减小 C．α＝β D．F1＝F2 9．如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上，物块A放在斜面体B上，开始时A、B静止．现用水平力F推A，A、B仍静止，则此时A、B受力个数的组合可能是(　　) A．3个、5个 B．3个、3个 C．4个、5个 D．3个、4个 10．一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中(　　) A．细线拉力逐渐增大 B．铁架台对地面的压力逐渐增大 C．铁架台对地面的压力逐渐减小 D．铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大 11．如图所示，竖直杆固定在木块C上，两者总重为20 N，放在水平地面上．轻细绳a连接小球A和竖直杆顶端，轻细绳b连接小球A和B，小球B重为10 N．当用与水平方向成30°角的恒力F作用在小球B上时，A、B、C刚好保持相对静止且一起水平向左做匀速运动，绳a、b与竖直方向的夹角分别恒为30°和60°，则下列判断正确的是(　　) A．力F的大小为10 N B．地面对C的支持力大小为40 N C．地面对C的摩擦力大小为10 N D．A球重为10 N 12．如图所示，倾角θ＝30°的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接滑轮的轻杆沿竖直方向，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，已知C的质量为2m，A、B质量均为m，则下列说法正确的是(　　) A．定滑轮受到轻杆的作用力为mg B．C受到水平面的摩擦力为mg C．B受到C间摩擦力大小为mg D．水平面对C的支持力为mg 二、非选择题：本题共2小题，共28分。考生根据要求做答 13．(14分) 如图所示，三个物块重均为100 N，叠放于水平桌面上；小球P重20 N，挂在c绳下端，a绳一端系在物块3上，b绳一端系在水平天花板上，现用水平向左的拉力F＝20 N作用在物块2上，整个系统处于静止状态时，a绳水平，b绳与水平方向成45°角。求： (1)a、b绳中的拉力大小； (2)1与2间，2与3间，3与桌面间的摩擦力大小。 14．(14分) 如图所示，倾角θ＝37°，质量M＝5 kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m＝2 kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t＝2 s到达底端，运动路程L＝4 m，在此过程中斜面保持静止(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2)．求： (1)地面对斜面的摩擦力大小与方向； (2)地面对斜面的支持力大小． 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三物理一轮复习课时作业参考答案 §2.3受力分析 物体的平衡 一、选择题： 1．答案：D 解析：如图所示，物体受重力mg、支持力FN、摩擦力F而处于 静止状态，故支持力与摩擦力的合力必与重力等大反向，D正确． 2．答案：B 解析：物块b受重力、地面的支持力、物块a的水平弹力、物块a的竖直向下的摩擦力及外力F作用而静止，A错；物块a受重力、墙壁的弹力、物块b的水平弹力和竖直向上的摩擦力作用而静止，所以物块a受到物块b的作用力是斜向右上方的，D错；物块b对物块a的摩擦力大小为2mg，所以物块b受到的摩擦力大小等于2mg，B对；由整体法可知物块b对地面的压力大小等于3mg，C错． 3．答案：C 解析：以甲物体为研究对象，受重力和乙对它的支持力，共2个力的作用，甲、乙两物体间无摩擦力作用；以乙物体为研究对象，受重力、甲对其压力、外力F、丙对其支持力和丙对其向左的静摩擦力共5个力的作用．故正确选项为C． 4．答案：A 解析：以B为研究对象分析受力，当其匀速运动时，受力平衡，受力情况与速度大小无关，A正确；以A、B整体为研究对象分析受力可知F＝FT＋Ff地，故绳子拉力小于水平恒力，B错误；木块A与B之间发生相对滑动，所以A所受摩擦力为滑动摩擦力，C错误；木板B受到两个滑动摩擦力，D错误． 5．答案：B 解析：m1、m2组成的系统处于平衡状态，对m1、m2整体受力分析如图所示，FN1、FN2分别为碗对m1和m2的弹力，水平方向上合力为零，FN1·sin30°＝FN2sin60°，则FN1∶FN2＝∶1，B正确． 6．答案：D 解析：当拉力F较小时，A、B、C都处于静止状态，A、C间的摩擦力大小为零，故A错误；设A、B的质量均为M，因A对B的最大静摩擦力为μ(m＋M)g，小于地面对B的最大静摩擦力μ(m＋2M)g，故木板B一定静止不动，当A、B、C均静止不动时，A、B间的摩擦力大小为F，故B、C均错误，D正确． 7．答案：B 解析：滑块匀速运动，沿斜面方向，由平衡条件得：mgsinθ＝f＋F，则：f<mgsinθ，又f＝μFN＝μmgcosθ，即有：μmgcosθ<mgsinθ，得：μ<tanθ，A错误；撤去恒力F后，滑块对斜面体的压力和摩擦力不变，则斜面体的受力情况不变，因此，地面对斜面体的支持力不变，B正确；以滑块和斜面体组成的整体为研究对象，受力分析如图所示，根据平衡条件得，竖直方向有：FN′＋Fsinθ＝(M＋m)g，可知FN′<(M＋m)g，水平方向有：f′＝Fcosθ，且地面对斜面体的摩擦力f′方向水平向右，C、D错误． 8．答案：B 解析：由题意可知，外机在缓慢竖直下降的过程中，处于动态平衡状态，将力F1和F2沿着水平和竖直方向分解，由平衡条件可得F1cosα＝G＋F2cosβ，F1sinα＝F2sinβ，联立解得F1＝，F2＝，由题意可知，β不变，α随着外机的下降逐渐减小，则F1和F2都在逐渐减小，所以A错误，B正确；外机在三个力作用下处于动态平衡状态，可知F2和G的合力与F1等大反向，由平行四边形定则可得F1>F2，α<β，C、D错误． 9．答案：CD 解析：先对A、B整体受力分析，A、B整体受推力、重力、地面的支持力、墙壁的支持力；再对物块A受力分析，A受重力、推力、斜面体的支持力，可能还受到静摩擦力，所以A可能受到3个或4个力，分析B的受力情况，B受到重力、墙壁的支持力、地面的支持力、A对B的压力，可能还受到A对B的静摩擦力，所以B可能受到4个或5个力，故C、D均正确． 10．答案：AD 解析：对小球受力分析知其受重力、线的拉力及水平力(如图甲所示)，因为缓慢运动所以小球处于动态平衡状态， 有F＝mgtan θ，F拉＝，θ增大，F、F拉都变大，A正确，将小球、线和铁架台看成一个整体，对其受力分析，如图乙所示，则知Ff＝F，FN＝(M＋m)g，当F增大时，可知Ff增大，FN不变．所以B、C错误，D正确． 11．答案：AD 解析：以B为研究对象受力分析，水平方向受力平衡，有：Fcos30°＝Tbsin60°，解得：Tb＝F，竖直方向受力平衡，则有：Fsin30°＋Tbcos60°＝GB，解得：F＝GB＝10 N；以A为研究对象受力分析，竖直方向：GA＋Tbcos60°＝Tacos30°，水平方向：Tasin30°＝Tbsin60°，联立得：GA＝GB＝10 N，故A、D正确．以A、B、C和竖直杆整体为研究对象受力分析，水平方向：f＝Fcos30°＝5 N，竖直方向：N＋Fsin30°＝ GA＋GB＋GC杆，解得：支持力N＝35 N，故B、C错误． 12．答案：ACD 解析：对A分析，A受到绳子的拉力和重力作用，故有T＝mg，同一条绳子上的拉力相同，所以绳子对B的拉力大小也为mg，对B分析，B受到绳子的拉力，斜面的支持力，重力，规定沿斜面向下为正，在沿斜面方向上有mgsin 30°－T＋f＝0，解得f＝mg，方向沿斜面向下，C正确；将BC看做一个整体，整体受到绳子斜向上的拉力，重力和支持力，水平方向的摩擦力，在竖直方向上有N＋Tsin 30°＝3mg，解得N＝mg，在水平方向上f′＝Tcos 30°＝mg，故B错误、D正确；对定滑轮分析，受轻杆的作用力和两条绳子的拉力，其中两条绳子的拉力大小为mg，夹角为60°，根据平行四边形可得轻杆对滑轮的作用力F＝mg，A正确． 二、非选择题： 13．(14分) 答案：(1)20 N　20 N　(2)0　20 N　0 解析：(1)取三绳结点为研究对象，进行受力分析，如图所示。 由平衡条件知，Fc＝G＝20 N Fbsin45°＝Fc Fa＝Fbcos45° 代入数据解得：Fb＝20 N，Fa＝20 N (2)整个系统处于静止状态，1、2间无摩擦力作用， 即F12＝0； 隔离物块2，水平方向受两个力，F和3对2的摩擦力F32，故F32＝F＝20 N； 对物块3受力分析，受a绳向右的拉力20 N,2对3向左的摩擦力20 N，所以物块3与桌面间无摩擦力作用。 14．(14分) 答案：(1)3.2 N　水平向左　(2)67.6 N 解析：(1)木块做匀加速运动，有L＝at2， 所以a＝＝ m/s2＝2 m/s2，木块受力如图甲所示， 由牛顿第二定律，得mgsin37°－Ff1＝ma， Ff1＝mgsin37°－ma＝2×10×0.6 N－2×2 N＝8 N， FN1＝mgcos37°＝2×10×0.8 N＝16 N， 斜面受力如图乙所示，由共点力平衡，地面对斜面摩擦力 Ff2＝F ′N1sin37°－F ′f1cos37°＝16×0.6 N－8×0.8 N＝3.2 N 方向水平向左． (2)地面对斜面的支持力 FN2＝Mg＋F ′N1cos37°＋F ′f1sin37° ＝5×10 N＋16×0.8 N＋8×0.6 N＝67.6 N 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$