8 第3章 第5节 共点力的平衡-课后达标检测-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册教用Word(人教版)

本高中物理讲义聚焦物体平衡条件及应用，系统梳理重力、弹力、摩擦力等受力分析，共点力平衡、整体与隔离法、胡克定律等知识点，以从单个物体到系统、静态到匀速运动的脉络构建学习支架。 资料融合高考真题与模拟题，情境涵盖机器人、航天器等实际案例，通过整体与隔离法训练科学推理与模型建构能力，强化运动和相互作用观念，课中辅助教师授课，课后助学生回顾强化，弥补知识盲点。

1.(2025·广西河池市期中)如图所示，物体a在竖直向上的恒力F作用下静止在粗糙的竖直墙壁右侧，则对物体a受力情况的分析正确的是(　　) A．物体a可能受四个力作用 B．物体a可能受三个力作用 C．物体a与墙壁间可能存在弹力 D．物体a与墙壁间一定不存在摩擦力 解析：选D。物体a在恒力F作用下静止，受力平衡，根据平衡条件可知，水平方向受力平衡，由于物体a没有受到向左的外力，则墙壁对a没有弹力，也就没有摩擦力；竖直方向有F＝G，所以物体a共受到2个力作用。 2.(2025·辽宁锦州市期末)我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主研制开发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁或玻璃上自由移动。如图所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是(　　) 解析：选B。“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀速“爬行”到右上方B点，“蜘蛛侠”处于平衡状态，故在竖直面内受力平衡。 3.(2023·山东卷，T2)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300 g，相邻两盘间距为1.0 cm，重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为(　　) A．10 N/m B．100 N/m C．200 N/m D．300 N/m 解析：选B。由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距，则有mg＝3kx，解得k＝100 N/m。 4．(2023·江苏卷，T7)如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为(　　) A． B． C． D． 解析：选D。对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN＝mg月，则对一条腿有FN1＝mg月＝，根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为。 5．如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力(　　) A．大小等于mg B．大小等于mg C．方向竖直向上 D．方向水平向左 解析：选B。对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示，水平方向上拉力F与擦窗工具所受摩擦力水平分量f1等大、反向，竖直方向上重力mg与擦窗工具所受摩擦力竖直分量f2等大、反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中f所示，大小f＝＝mg。 6.如图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°。下列关系式正确的是(　　) A．F＝F1 B．F＝2F1 C．F＝3F1 D．F＝F1 解析：选D。以O点为研究对象，受力分析如图，由几何关系可知θ＝30°，由平衡条件可得F1sin 30°＝F2sin 30°，F1cos 30°＋F2cos 30°＝F，联立可得F＝F1，故D正确，A、B、C错误。 7.(2025·江西省重点中学协作体第一次联考)如图，A、B两物体叠放在一起，并在竖直向上的恒力F作用下一起沿粗糙竖直墙面做匀速运动，A、B两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g，则(　　) A．A物体受6个力作用 B．恒力F等于(M＋m)g C．A物体与墙壁间可能有摩擦力的作用 D．A物体对B物体的作用力垂直于接触面 解析：选B。以整体为研究对象，根据平衡条件可得恒力的大小F＝(M＋m)g，故B正确；对物体A、B整体受力分析，整体受重力、恒力F作用，水平方向墙壁对A没有支持力，否则整体不会平衡，故墙壁对A没有支持力，也就没有摩擦力，故对物体A受力分析，A受重力、B给A的摩擦力和压力、外力F共4个力的作用，故A、C错误；物体B受力平衡，A对B的作用力与B的重力平衡，所以A物体对B物体的作用力大小为mg，方向竖直向上，故D错误。 8.(2025·陕西西安市期中)如图所示，研制先进飞机发动机需要大型的风洞进行相关实验。一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其中一面与风速垂直，风速为v时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力F∝Sv2，其中v为风速，S为物块迎风面积。若风速变为2v时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则该物块的质量为(　　) A．8m B．16m C．32m D．64m 解析：选D。假设该正方体物块的棱长为a，密度为ρ，由题意可知风速为v时刚好能推动该物块，由平衡条件可得F＝f，又因为F＝kSv2＝ka2v2，f＝μN＝μmg＝μρa3g，联立解得a＝，因此当风速变为原来的2倍时，刚好能推动的正方体物块的棱长变为原来的4倍，体积变为原来的64倍，故质量变为原来的64倍。 9.(2024·湖北卷，T6) 如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为(　　) A．f B．f C．2f D．3f 解析：选B。根据题意对S受力分析如图1所示，正交分解可知2T cos 30°＝f，所以有T＝f，对P受力分析如图2所示，则有(T sin 30°)2＋(f＋T cos 30°)2＝F2，解得F＝。 　 10．(10分)(2025·江西月考)如图所示，一个切面为半圆、质量M＝3 kg的柱体放在水平地面上，柱体上放置一个质量m＝1 kg的可视为质点的物块，物块与圆心的连线与水平面的夹角为37°。现施加一水平恒力F给物块，物块和柱体保持相对静止的同时，一起向右做匀速直线运动。柱体与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.4，物块与柱体间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知g取10 N/kg，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。 (1)求水平恒力F的大小；(2分) (2)求柱体给物块的支持力大小和摩擦力大小；(4分) (3)物块与柱体间动摩擦因数μ2至少为多大？(保留2位有效数字)(4分) 解析：(1)对物块和柱体整体分析，水平方向根据受力平衡有 F＝μ1(M＋m)g 解得F＝16 N。 (2)对物块受力分析，有 FN＝F cos 37°＋mg sin 37° f＝F sin 37°－mg cos 37° 解得FN＝18.8 N，f＝1.6 N。 (3)物块与柱体间的动摩擦因数至少为 μ2＝ 解得μ2≈0.085。 答案：(1)16 N　(2)18.8 N　1.6 N　(3)0.085 11.(10分)某同学为了研究三角形承重结构各部分受力大小的规律，设计了如图所示的装置：有一与水平方向成30°角的轻质细杆AB，A端通过光滑铰链连接于竖直墙上，B端系上轻质细绳，细绳水平，另一端系于竖直墙上C点，在B点通过另一细绳悬挂一质量为5 kg的重物，轻质细绳、轻质细杆与重物处在同一竖直平面，该系统保持静止状态，重力加速度g取10 m/s2。 (1)求轻绳BC和轻杆AB受到的弹力大小。(5分) (2)若保持细杆AB位置不动，只改变C点在竖直墙上的位置，求轻绳BC所受拉力的最小值。(5分) 解析：(1)B点受力如图1所示，由平衡条件可得 水平方向FABcos 30°＝FBC 竖直方向FABsin 30°＝mg 联立解得FAB＝100 N， FBC＝50 N。 (2)当BC绳与AB杆垂直时受到的拉力最小，如图2所示， 细绳拉力最小值 FBC′＝mg cos 30° 解得FBC′＝25 N。 答案：(1)50 N　100 N (2)25 N 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $