第3章 5 共点力的平衡(Word练习)-【精讲精练】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版 江苏专版）

[对应学生用书作业(十六)P31] [基础训练] 1．如图甲，支架上夹有手机，将支架调整为图乙状态后，支架对手机的作用力(　　) A．大小、方向均不变 B．大小、方向均变化 C．方向不变，大小变化 D．大小不变，方向变化 解析　以手机为研究对象，手机受到向下的重力和支架对它的作用力处于平衡状态，所以手机受到的力的合力为零，则支架对手机的作用力总是竖直向上，大小等于重力，其大小和方向都不变化，故BCD错误，A正确。 答案　A 2．如图所示，一物块在拉力F作用下做匀速直线运动，拉力F与水平方向夹角为37°。已知物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2；若拉力F的最大值为50 N，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则物块的最大质量为(　　) A．5.5 kg　　　　　　 B．11 kg C．16.5 kg D．22 kg 解析　对物体受力分析，由平衡知识可知F cos 37°＝μ(mg－F sin 37°)，解得F＝，当F取最大值时，m有最大值，则将F＝50 N带入可得m＝11 kg，故选B。 答案　B 3．如图甲所示，某工地上起重机将重为G的正方形工件缓缓吊起，四根质量不计等长的钢绳，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形工件的对角线长度相等，如图乙所示。则每根钢绳的受力大小为(　　) A．G B．G C．G D．G 解析　设每根钢丝绳的拉力为F，由题意可知每根绳与竖直方向的夹角为30°；根据共点力的平衡条件可得4F cos 30°＝G，解得F＝G，D正确。 答案　D 4．如图所示，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上的O点；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与乙物体相连。甲、乙两物体的质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α＝60°，则β等于(　　) A．30° B．45° C．60° D．75° 解析　由题意可知，与乙物体相连的细绳的拉力跟甲物体相连的细线的拉力大小相等、夹角为120°，它们的合力与其中任意一个力大小相等、方向在这两个力的角平分线上，因系统平衡，故左侧细绳的拉力与该合力等大反向，由几何关系可得β＝60°，故选C。 答案　C 5．如图所示，小华用力F拉木箱水平向右匀速前进，以下关于木箱受力说法正确的是(　　) A．可能只受到三个力的作用 B．可能受到四个力的作用 C．受到的滑动摩擦力大小为F cos θ D．对水平地面的压力的大小一定为F sin θ 解析　将拉力分解为水平方向和竖直方向，由于拉力水平方向有分力，且木箱做匀速直线运动，说明木箱一定受摩擦力，有摩擦力则地面与木箱间一定有弹力，所以木箱受重力、弹力、拉力、摩擦力四个力的作用，故A错误，B错误；由平衡条件可得f＝F cos θ，N＝mg－F sin θ，故C正确，D错误。 答案　C 6．如图所示，物体M放在水平面上受到两个水平力的作用，F1＝4 N，F2＝8 N，物体处于静止状态，如果将水平力F1增加5 N，则(　　) A．物体M仍处于静止状态 B．物体M受到的合力方向向左 C．物体M受到的合力方向向右 D．物体M受到的摩擦力等于5 N 解析　据题意可知，当F1＝4 N，F2＝8 N时，物体处于静止状态，即物体所受最大静摩擦力的最小值应为F2－F1＝(8－4)N＝4 N。如果将F1增加5 N，则F1′＝(4＋5) N＝9 N。显然F1′－F2＝(9－8) N＝1 N，小于最大静摩擦力，故物体仍处于静止状态，所受静摩擦力为1 N，方向水平向左，物体所受合力为零。故A选项正确。 答案　A 7．小船被绳索拉向岸边，如图所示，船在水中运动时设水的阻力大小不变，那么在小船匀速靠岸的过程中，下列说法正确的是(　　) A．绳子的拉力FT不断增大 B．绳子的拉力FT不变 C．船受的浮力不变 D．船受的浮力增大 解析　小船的受力情况如右图所示。 根据平衡条件得F＋FTsin θ＝G FTcos θ＝Ff 则拉力FT＝。小船向岸边运动时，角θ增大，FT增大，A对，B错；浮力F＝G－FTsin θ，因为FT增大，sin θ增大，所以浮力F减小，C错，D错。 答案　A [能力提升] 8．如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平桌面上，细绳的一端与质量为m＝1.0 kg的物体相连，另一端经光滑的定滑轮与固定的弹簧测力计相连。弹簧测力计的示数为6 N时，物体静止在斜面上，斜面对物体的摩擦力的大小为F1，斜面对物体的弹力大小为FN，则(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)(　　) A．Ff＝6 N，方向沿斜面向下 B．Ff＝6 N，方向沿斜面向上 C.FN＝6 N，方向竖直向上 D．FN＝8 N，方向垂直斜面 解析　物体的“重力沿斜面方向的分力大小mg sin 37°”与“细绳的拉力大小F”的关系决定了物体所受摩擦力的有无、大小及方向。假设物体受到斜面的摩擦力沿斜面向上，对于物体，由平衡条件得F＋Ff－mg sin 37°＝0， FN－mg cos 37°＝0 解得Ff＝0，FN＝8 N，方向垂直斜面向上，故选D。 答案　D 9．如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ＝30°，则A球、C球的质量之比为(　　) A．1∶2 B．2∶1 C．1∶ D．∶1 解析　设A球、C球的质量分别mA、mC。由几何知识可知，两细线相互垂直。由A、C两球平衡得T1＝mAg，T2＝mCg。以B球为研究对象，分析受力情况：受重力G、两细线的拉力T1、T2。由平衡条件得T1＝T2tan θ得＝tan θ＝，则得＝＝。 答案　C 10．如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO′段水平，长度为L；绳子上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L，则钩码的质量为(　　) A．M B．M C．M D．M 解析　在轻环上悬挂一钩码平衡后，对轻环进行受力分析，如图所示，绳子与竖直方向夹角为θ，根据几何知识sin θ＝＝ 可得绳子与竖直方向夹角为θ＝30° 则环两边绳子的夹角为60°， 根据题意T1＝T2＝Mg T1、T2合力和mg等大方向，有mg＝2T1cos θ 解得m＝M，则钩码的质量为M，故D正确，A、B、C错误。 答案　D 11．在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设B对墙的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的摩擦力为F3，地面对A的支持力为F4。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，则在此过程中(　　) A．F1保持不变，F4保持不变 B．F1缓慢增大，F4缓慢增大 C．F2保持不变，F3缓慢增大 D．F2缓慢增大，F3保持不变 解析　以B球为研究对象，将F与B的重力GB的合力按效果进行分解，如图，设BA连线与竖直方向夹角为α，由平衡条件得：B对墙的作用力：F1＝(F＋GB)·tan α，当F增大时，F1缓慢增大；B对A的作用力：F2＝，F1缓慢增大，则F2缓慢增大；再以整体为研究对象，根据平衡条件，则有：地面对A的支持力F4＝GA＋GB＋F，F增大则F4缓慢增大；地面对A的摩擦力F3＝F1，由前面分析F1增大则F3缓慢增大。 答案　B 12．如图所示，放在水平地面上的物体P的重量为GP＝10 N，与P相连的细线通过光滑轻质定滑轮挂了一个重物Q拉住物体P，重物Q的重量为GQ＝2 N，此时两物体保持静止状态，线与水平方向成30°角，则物体P受到地面对它的摩擦力Ff与地面对它的支持力FN各为多大？ 解析　选取Q为研究对象，受力如下图所示： 由平衡条件可知：FT＝GQ① 选取P为研究对象，受力如下图所示： 建立如图所示的直角坐标系， 在x轴上由平衡条件，有：Ff＝FTcos 30°② 在y轴上由平衡条件，有：FN＋FTsin 30°＝GP③ 联立①②③得： 答案　 N　9 N 13．一质量m＝6 kg的物块，置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数为μ＝，然后用两根绳A、B分别系在物块的两侧，如图所示，A绳水平，B绳与水平面成37°角，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。 (1)逐渐增大B绳的拉力，直到物块对地面的压力恰好为零，则此时A绳和B绳的拉力分别是多大？ (2)将A绳剪断，为了使物块沿水平面做匀速直线运动，在不改变B绳方向的情况下，B绳的拉力应为多大？ 解析　(1)FN＝0，则 水平方向FTA＝FTBcos 37° 竖直方向FTBsin 37°＝mg 解得：FTA＝80 N FTB＝100 N (2)将A绳剪断，物体做匀速直线运动，水平方向受力平衡，水平FTB′cos 37°＝Ff 竖直FN′＝mg－FTB′sin 37° Ff＝μFN′ 代入数据解得FTB′＝20 N。 答案　(1)80 N　100 N　(2)20 N 学科网（北京）股份有限公司 $