3.5 共点力的平衡 同步练习 -2024-2025学年高一上学期物理人教版必修第一册

3.5共点力的平衡同步练习 一、单选题 1．如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1＝10N，F2＝2N。若将F2增加到4N，则木块在水平方向受到的合力为（　　） A．零 B．6N，方向向右 C．4N，方向向左 D．10N，方向向左 2．人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示，以下说法正确的是（    ） A．人受到重力和支持力的作用 B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用 C．人受到的摩擦力方向水平向左 D．人受到的合外力方向与速度方向相同 3．物体静止在斜面上，斜面对物体的作用力的合力方向是（    ） A．沿斜面向上 B．垂直斜面向上 C．竖直向上 D．竖直向下 4．有人用水平力推木箱，但没推动，其原因是（  ） A．推力总小于木箱受到的重力 B．推力总小于木箱受到的支持力 C．推力总小于木箱受到的摩擦力 D．推力小于或等于木箱受到的最大静摩擦力 5．如图甲，起重船“振浮8号”将一个质量为550t的巨型圆钢筒吊在空中，特制起吊绳通过液压机械抓手连接钢筒，每根绳与竖直方向的夹角为，如图乙所示，每根绳所能承受的最大拉力为8.0×105N，图乙中仅画出两根起吊绳，则至少需要多少根绳子才能成功起吊（，g=10m/s2）（    ） A．10根 B．9根 C．8根 D．7根 6．如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，一质量为m的滑块放在倾角为，动摩擦因数为的斜面上恰好静止，现对滑块施加一竖直向下的力F，则下列说法中不正确的是（　　） A．滑块仍然保持静止 B．斜面对滑块的摩擦力变大 C．斜面对地面的压力变大 D．地面对斜面的摩擦力变大 7．如图所示，半圆形容器固定在地面上，容器内壁光滑，球A和球B放在容器内，用水平力作用在球A上，使球A的球心O1与半圆形容器的球心O2在同一竖直线上，容器半径、球A半径、球B半径之比为6：2：1，球B的质量为m，两球质量分布均匀，重力加速度为g，整个系统始终静止。则推力F的大小为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，轻杆AC和轻杆BC的一端用光滑铰链连接在C点，另一端分别用光滑铰链固定在竖直墙壁上，将一物块通过细线连接在C点并保持静止状态，若对C端施加一水平向左的作用力F，则下列说法正确的是（　　） A．轻杆AC中的弹力一定变大 B．轻杆AC中的弹力一定减小 C．轻杆BC中的弹力一定变大 D．轻杆BC中的弹力可能减小 9．如图所示，质量为的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上，质量为的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间，且不计圆柱体与正方体之间的摩擦，正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成角，圆柱体处于静止状态，若重力加速度为，则（　　） A．地面对圆柱体的支持力为 B．地面对圆柱体的摩擦力为 C．墙壁对正方体的弹力为 D．正方体对圆柱体的压力为 10．如图所示，光滑圆环竖直固定，A为最高点，橡皮条上端固定在A点，下端连接一套在圆环上的轻质小环，小环位于B点，AB与竖直方向的夹角为30°，用光滑钩拉橡皮条中点，将橡皮条中点拉至C点时，钩的拉力大小为F，为保持小环静止于B点，需给小环施加一作用力F′，下列说法中正确的是（　　） A．若F′沿水平方向，则F′＝F B．若F′沿竖直方向，则F′＝F C．F′的最小值为F D．F′的最大值为F 二、多选题 11．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到水平向右的拉力作用而向右匀速滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．木板受到木块的摩擦力的大小是，方向向左 B．木板受到地面的摩擦力的大小是，方向向左 C．木板受到地面的摩擦力的大小是，方向向左 D．增大木块的运动速度，木板不可能运动起来 12．如图所示，物体的质量为，两根轻细绳和的一端固定于竖直墙上，另一端系于物体上（），在物体上另施加一个方向与水平线也成角的拉力，若要使绳都能伸直，下列中不可能的是（取）（　　） A． B． C． D． 13．如图所示，直角支架竖直放置，水平段粗糙，竖直段光滑。质量相同的小圆环P、Q，分别套在水平和竖直杆上，并用不可伸长的细线连接，恰好处于静止状态。若将P环向右移动一小段距离，两环再次达到平衡后，下列说法正确的是（　　） A．绳子中的拉力大小减小 B．竖直杆对Q环的弹力增大 C．水平杆对P环的摩擦力减小 D．水平杆对P环的支持力不变 14．有甲、乙两根完全相同的轻绳，甲绳A、B两端按图甲的方式固定，然后将一挂有质量为M的重物的光滑轻质动滑轮挂于甲轻绳上，当滑轮静止后，设甲绳子的张力大小为；乙绳D、E两端按图乙的方式固定，然后将同样的定滑轮且挂有质量为M的重物挂于乙轻绳上，当滑轮静止后，设乙绳子的张力大小为。现甲绳的B端缓慢向下移动至C点，乙绳的E端缓慢向右移动至F点，在两绳的移动过程中，下列说法正确的是（    ） A．不变 B．变大 C．不变 D．变大 15．如图所示，两物体A、B通过跨接于定滑轮的轻绳相连，处于静止状态（0°<< 90°），以下说法正确的是（　　） A．绳子拉力随的变化而变化 B．B对地一定有压力 C．可能出现B对地压力为零的情况 D．改变时，B对地压力也随之变化 三、填空题 16．如图所示，重125牛的物体在受到斜向上方向与水平面成角，大小为50牛的拉力作用下，静止在水平粗糙地面上，已知，则物体受到的摩擦力大小为 N，地面的支持力大小 N。 17．木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图所示，则木箱对地面的压力大小为 ，人对木箱底的压力大小为 。 四、解答题 18．如图所示，水平推力F作用在质量m＝1kg的木块上，木块与倾角θ＝37°的斜面体之间无摩擦。当水平推力时，木块静止在斜面体上，重力加速度，斜面体的质量M＝2kg，始终静止在水平面上，，。 (1)求水平推力的大小； (2)求水平面对斜面体支持力的大小； (3)若在力的作用下，木块和斜面体保持相对静止，且沿水平方向匀速直线运动，求地面和斜面体之间的动摩擦因数 19．如图所示，球的质量为，斜面体的质量为，倾角，球光滑，它与墙面、斜面之间没有摩擦力作用。斜面体静止在粗糙的水平面上（，，，）求： （1）斜面对球的支持力； （2）地面对斜面体的支持力； （3）地面对斜面体的静摩擦力。 20．如图所示，物块A、带光滑定滑轮的矩形物体B和悬挂的小球C处于静止状态。A与B、B与地面的接触面均粗糙。绕过光滑的定滑轮的轻绳和轻弹簧分别与小球C相连，轻弹簧中轴线与竖直方向的夹角为60°，轻绳与竖直方向的夹角为30°，A、B、C的质量分别为、、。弹簧的伸长量为（重力加速度g取10m/s2）。求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）物体B对物块A的静摩擦力； （3）地面对物体B的摩擦力。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《3.5共点力的平衡 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A C D C D D C C C 题号 11 12 13 14 15 答案 BD AD BD AD BD 1．A 【详解】由题意可知木块静止时，由受力平衡可知，物块与地面之间的摩擦力大小为 则物块与地面间的最大静摩擦力一定大于或等于，当增加到时，物块与地面之间的摩擦力减小为 物块与地面之间的摩擦力小于最大静摩擦力，故仍能静止，即合外力为零，A正确。 故选A。 2．A 【详解】由于人随扶梯一起匀速运动，故所受力平衡，合外力为零。因此，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向不受力，故A正确，BCD错误。 故选A。 3．C 【详解】因为物体受重力、支持力和摩擦力处于平衡，则知支持力和摩擦力的合力与重力等值反向，即方向竖直向上，支持力和摩擦力的合力就是斜面对物体作用力，所以斜面对物体作用力的方向竖直向上。 A．沿斜面向上，与结论不符合，选项A错误； B．垂直斜面向上，与结论不符合，选项B错误； C．竖直向上，与结论符合，选项C正确； D．竖直向下，与结论不符合，选项D错误； 故选C. 4．D 【详解】ABC．因为用水平力推静止在水平地面上的木箱，没有推动，所以木箱处于静止状态，在水平方向上所受的推力与摩擦力是一对平衡力，摩擦力等于推力，并且方向相反，故ABC错误； D．由于推力小于或等于最大静摩擦力，所以不能推动木箱，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】设至少需要根绳子才能成功起吊，则有 可得 解得 可知至少需要8根绳子才能成功起吊。 故选C。 6．D 【详解】A．对小滑块受力分析：重力mg，斜面对滑块的支持力N，静摩擦力f，由题目可得：未对滑块施加F时， 现对滑块施加竖直向下的F，可等效看为增加滑块的质量，仍然满足 故滑块仍然保持静止，故A正确； B．施加F后，相当于增大滑块的质量，故斜面对滑块的摩擦力变大，故B正确； C．施加F后，把滑块及斜面看着一个整体，相当于整体质量变大，故斜面对地面的压力变大，故C正确； D．整体在水平方向上不受力的作用，故施加F前后，地面对斜面均无摩擦力作用，故D错误。 故选D。 7．D 【详解】受力分析如下图所示： 设B球的半径为r，则有 O1O2=4r O1O3=3r O2O3=5r 即是直角三角形。根据力的平衡可知，球B对球A的压力 由于A球受力平衡，则有 故选D。 8．C 【详解】对C点受力分析如图， 由三角形法则可知，重力mg、AC的拉力TAC以及BC的支持力TBC组成封闭的三角形；若加水平力F，则C点仍平衡，则此时四个力组成封闭的四边形，TBC和重力mg方向不变，TAC方向仍与原来平行，则随F的增加，TBC一定增加，TAC先减小，当减到零后反向增加。 故选C。 9．C 【详解】A．以圆柱体和正方体为研究对象，竖直方向受力平衡，地面对圆柱体的支持力 N＝(M＋m)g 故A错误； B．水平方向受力平衡，地面对圆柱体的摩擦力 f=N1= 故B错误； CD．以正方体为研究对象，受力分析，并运用合成法如图所示 由几何知识得，墙壁对正方体的弹力 圆柱体对正方体的弹力 根据牛顿第三定律，则正方体对圆柱体的压力为 故C正确，D错误。 故选C。 10．C 【详解】A．设橡皮条的拉力大小为T，对C有 2Tcos30°=F 可知 T=F 若F′沿水平方向，小环只受橡皮条的拉力和F′，由平衡条件知 F′=T=F A错误； B．若F′沿竖直方向，则有 F′=Ttan30°=F B错误； CD．作出小环的受力图，如图所示 由几何知识知，当F′⊥N时，F′有最小值，且最小值为 Fmin′=Tsin30°=F C正确； D．根据平行四边形定则可知F′无最大值，D错误。 故选C。 11．BD 【详解】ABC．木块向右匀速滑行，长木板处于静止状态，可知木块受到向左的滑动摩擦力，大小为 可知木板受到木块的摩擦力的大小是，方向向右；由于木板处于静止状态，根据受力平衡可知，木板受到地面的摩擦力的大小是，方向向左，故B正确，AC错误； D．增大木块的运动速度，木块受到的滑动摩擦力不变，则木板受到的木块的滑动摩擦力不变，木块仍处于静止状态，不可能运动起来，故D正确。 故选BD。 12．AD 【详解】多物体进行受力分析，如图 根据平衡条件有 解得 要使绳都能伸直，则和均大于零，则求得 代入数据得 故选AD。 13．BD 【详解】AB．设小圆环P、Q的质量均为，对Q受力分析，受到重力、竖直杆对Q环的弹力和细绳的拉力，如图所示 根据受力平衡可得 当P向右移动一小段距离，变大，故变大，变大，故A错误，B正确； CD．对P、Q整体受力分析，受到总重力、水平杆对P环的支持力、向右的静摩擦力、竖直杆的支持力，如图所示 根据受力平衡可得 可知水平杆对P环的支持力不变，水平杆对P环的摩擦力变大，故D正确，C错误。 故选BD。 14．AD 【详解】由于绳子上的拉力处处相等，根据平衡条件可知滑轮两侧绳子与竖直方向夹角相等，设为θ，则有 设绳子总长为L，绳子两端点的水平距离为s，左侧绳长为L1，右侧绳长为L2，由几何知识可得 可得 甲绳的B端缓慢向下移动至C点，s、L均不变，则θ不变，绳子拉力大小不变，即不变； 乙绳的E端缓慢向右移动至F点，s变大，L不变，则θ变大，绳子拉力大小变大，即变大。 故选AD。 15．BD 【详解】A．物体A受重力和拉力两个力，由二力平衡得：拉力 故选项A错误； BC．对B受力分析，受重力、细线的拉力，如图所示： 如图B对地压力为零的话，则摩擦力也为零，B物体受到合力向左，物体B不可能处于平衡状态，所以选项B正确，C错误； D．对B的受力分析，按照正交分解，如图： 竖直方向 整理可以得到 所以改变时，B对地压力也随之变化，故选项D正确。 故选BD。 16． 100 【详解】[1][2]对物体受力分析并正交分解如图所示 由于物体处于静止状态，由平衡条件得，竖直方向 N+Fsin30°=G 所以 N=G-Fsin30°=125-25=100N 水平方向上 f-Fcos30°=0 可得 f= 17． 【详解】[1]将人和木箱看成一个整体，竖直方向木箱和人这个整体受到竖直向下的重力，以及竖直向上，地面对整体的弹力，在竖直方向有 而根据牛顿第三定律可知，地面对木箱的支持力大小与木箱对地面的压力大小相等，因此木箱对地面的压力 [2]人对木箱顶部有一个向上的推力，则根据牛顿第三定律可知，木箱顶部对人有一个向下的反作用力，大小等于，人自身所受重力竖直向下，此外人受到木箱底对人竖直向上的支持而处于平衡状态，则对人在竖直方向有 而根据牛顿第三定律可知，木箱对人的支持力和人对木箱的压力是一对相互作用力，大小相等，因此可知，人对木箱的压力 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）沿斜面方向受力平衡 解得 （2）以木块和斜面为整体，竖直方向根据受力平衡可得 解得水平面对斜面体支持力的大小 （3）以木块和斜面为整体，沿水平方向匀速直线运动，则受力平衡可知 解得 19．（1），垂直斜面向上；（2），方向竖直向上；（3），方向水平向右 【详解】（1）小球受到重力、斜面的支持力、墙体的弹力保持平衡，根据平衡条件可得斜面对球的支持力为 方向垂直斜面向上。 （2）对斜面体和球的整体分析可知，地面对斜面体的支持力等于斜面体和球的重力，即 方向竖直向上。 （3）对斜面体和球的整体分析可知，地面对斜面体的静摩擦力等于墙壁对小球的弹力大小，对球分析可知，墙壁对球的作用力为 地面对斜面体的静摩擦力为 方向水平向右。 20．（1）；（2）N，方向水平向右；（2）N，方向水平向右 【详解】（1）对小球的受力分析如图所示    根据正交分解法，则有 mCg=F弹cos60°＋FTcos30° F弹sin60°=FTsin30° 代入数据得 FT=N F弹=5N 由胡克定律 可得 （2）由二力平衡可知B对A的静摩擦力为 f=FT=5N 方向水平向右。 （3）将A、B看成整体，受力分析如图所示    根据正交分解法，则有 f地=FTcos60°=N 方向水平向右。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $