3.5 共点力的平衡 同步练习-2025-2026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 一、单选题 1.下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是(　　) A. 物体所受的合外力为零时不一定处于平衡状态 B. 物体的速度方向改变时，物体可能处于平衡状态 C. 物体处于平衡状态时，所受合力一定为零 D. 物体处于平衡状态时一定静止 2.如图所示，一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方匀速运动．用G表示无人机重力，F表示空气对它的作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是(　　) A. B. C. D. 3.一个物体受到三个共点力的作用，如果三个力的大小为如下各组中的情况，那么有可能使物体处于平衡状态的是(　　) A. 1 N　4 N　7 N B. 2 N　6 N　9 N C. 2 N　5 N　8 N D. 6 N　8 N　6 N 4.如图所示，用绳索将重球挂在墙上，不考虑墙的摩擦，如果把绳的长度增加一些，则球对绳的拉力F1和球对墙的压力F2的变化情况是(　　) A. F1增大，F2减小 B. F1减小，F2增大 C. F1和F2都减小 D. F1和F2都增大 5.如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的斜面，以速度v匀速下滑。在箱子的中央有一个质量为m的苹果，它受到周围苹果对它作用力的合力的方向(　　) A. 沿斜面向上 B. 沿斜面向下 C. 竖直向上 D. 垂直斜面向上 6.如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为(　　) A. Fa＝0.6G，Fb＝0.4G B. Fa＝0.4G，Fb＝0.6G C. Fa＝0.8G，Fb＝0.6G D. Fa＝0.6G，Fb＝0.8G 7.如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g。若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为(　　) A. B. C. mgtan α D. 8.如图，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切．穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为FN.在运动过程中(　　) A. F增大，FN增大 B. F减小，FN减小 C. F增大，FN减小 D. F减小，FN增大 9.如图所示，一小物块在水平力F的作用下静止在斜面上，则小物块受力个数(　　) A. 可能是2个 B. 可能是3个 C. 一定是3个 D. 一定是4个 10.如图所示，在粗糙水平地面上放着一个表面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，则把A向右缓慢移动少许的过程中，下列判断正确的是(　　) A. 球B对墙的压力增大 B. 球B对柱状物体A的压力增大 C. 地面对柱状物体A的摩擦力不变 D. 地面对柱状物体A的支持力不变 11.如图所示，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mA＞mB，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦力均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳(足够长)与水平方向的夹角θ的变化情况是(　　) A. 物体A的高度升高，θ角不变 B. 物体A的高度降低，θ角变小 C. 物体A的高度升高，θ角变大 D. 物体A的高度不变，θ角变小 12.解放军战士往往通过拖拉废旧轮胎锻炼全身肌肉．如图所示，某战士拉动一质量为m的轮胎沿水平地面做匀速直线运动，轮胎与地面间的动摩擦因数为，绳与水平方向的夹角为30°，重力加速度大小为g，则绳的拉力大小为(　　) A. B. C. D. 二、多选题 13.用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中。如图所示，已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则关于ac绳和bc绳中拉力FTac、FTbc大小正确的是(重力加速度为g)(　　) A. FTac＝mg B. FTbc＝mg C. FTac＝mg D. FTbc＝mg 14.如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上。两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平，所受的重力为G。则(　　) A. 两绳对日光灯拉力的合力大小等于G B. 两绳的拉力和日光灯的重力不是共点力 C. 两绳的拉力大小均为G D. 两绳的拉力大小均为 15.如图所示，物体m通过定滑轮牵引粗糙水平面上的物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面体始终静止，斜面体质量为M，重力加速度为g，则水平地面对斜面体(　　) A. 支持力为(M＋m)g B. 没有摩擦力 C. 支持力小于(M＋m)g D. 有水平向右的摩擦力 16.固定在水平面上的光滑半球的半径为R，在球心O的正上方C点固定一个光滑的小定滑轮，细线的一端拴接一小球，另一端绕过定滑轮，将小球从图14所示位置的A点缓慢地拉至B点，在小球到达B点前的过程中，小球对半球的压力FN，细线的拉力FT大小变化情况是(　　) A. FN不变 B. FN变小 C. FT变小 D. FT变大 17.如图所示，建筑工人用恒力F推着运料车在水平地面上匀速前进，恒力F与水平方向夹角为θ＝30°，运料车和材料的总重力为G，下列说法正确的是(　　) A. 运料车受到的摩擦力方向水平向左 B. 运料车受到的摩擦力方向水平向右 C. 运料车受到的摩擦力大小为F D. 运料车与地面间的动摩擦因数为 18.如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态．若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则(　　) A. 绳OO′的张力也在一定范围内变化 B. 物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C. 连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D. 物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 19.如图所示的装置中，增加B的重力，A仍然在水平地面上保持静止状态，不计绳重和绳与定滑轮之间的摩擦，则下列说法正确的是(　　) A. 悬挂滑轮的轴对滑轮的作用力一定增大 B. 绳子对A的拉力一定增大 C. 地面对A物体的摩擦力可能减小 D. A物体对地面的压力增大 三、计算题 20.如图所示，一小灯笼用轻绳连接并悬挂在O点，在稳定水平风力作用下发生倾斜，悬绳与竖直方向的夹角为30°。设灯笼的质量为0.2 kg，悬绳对灯笼的拉力大小为多少？(重力加速度g取10 m/s2) 21.一圆环套在水平杆上，圆环的直径略大于杆的直径，圆环质量m＝2 kg，圆环与水平杆间的动摩擦因数为0.8，外力F与水平杆间夹角为53°，为使圆环匀速运动，F大小可能为多少？(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，结果保留三位有效数字) 22.如图，一质量m＝10 kg的箱子先从倾角θ＝37°的斜面上匀速滑下来，到水平地面后即由一旅客用与水平方向成θ＝37°的斜向上的力拉着继续做匀速直线运动，已知箱子与斜面及地面间的动摩擦因数相同，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)箱子与斜面间的动摩擦因数； (2)旅客拉箱子的力的大小以及箱子对地面的摩擦力的大小． 23.质量m＝1 kg的物块恰好能沿倾角为37°的斜面匀速下滑，现给物块施加与斜面成37°斜向上的拉力F，使物块沿斜面匀速上滑，如图所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)． (1)求物块与斜面间的动摩擦因数； (2)求拉力F的大小； (3)若给原来静止的物块施加平行于斜面向上、大小为10 N的拉力，求物块受到的摩擦力． 24.如图所示，放在粗糙斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态，轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点，轻质弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ＝53°，斜面倾角α＝37°，物块A和B的质量分别为mA＝0.5 kg、mB＝0.3 kg，弹簧的劲度系数k＝200 N/m，重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，求： (1)弹簧的伸长量x； (2)物块A受到的摩擦力． 答案 1.C 2.C 3.D 4.C 5.C 6.D 7.A 8.C 9.B 10.D 11.A 12.A 13.AD 14.AC 15.CD 16.AC 17.AC 18.BD 19.AB 20.解：分析灯笼的受力，如图所示， 设重力为G、悬绳的拉力为FT、风力为F， 其中F与FT的合力与G等大反向 则FT＝ 又G＝mg，联立解得FT＝ N。 21. 解：当圆环受到杆的弹力方向向上时， 由平衡条件得Fcos 53°＝Ff，Fsin 53°＋FN＝mg 又Ff＝μFN，联立解得F≈12.9 N 当圆环受到杆的弹力方向向下时，根据平衡条件得 Fcos 53°＝Ff′，Fsin 53°＝mg＋FN′ 又Ff′＝μFN′，联立解得F＝400 N. 22. 解：(1)设箱子与斜面间的动摩擦因数为μ，箱子在斜面上匀速运动时，根据平衡条件有 mgsin θ＝μmgcos θ 解得μ＝0.75 (2)旅客拉箱子做匀速直线运动时，设拉箱子的力为F，根据平衡条件有 Fcos θ＝μ(mg－Fsin θ)，解得F＝60 N 根据牛顿第三定律可知箱子对地面的摩擦力的大小为Ff′＝Ff＝Fcos θ＝48 N. 23. 解：(1)物块恰好沿斜面匀速下滑，物块沿斜面方向受力平衡，有 mgsin 37°＝μmgcos 37°， 得：μ＝0.75 (2)物块沿斜面匀速上滑时， 物块的受力情况如图甲所示， 在x方向：Fcos 37°＝Ff＋mgsin 37° 在y方向：FN＋Fsin 37°＝mgcos 37° 又Ff＝μFN， 联立解得F＝9.6 N 　　 (3)如图乙所示， 因为F′>mgsin 37°， 故物块受到沿斜面向下的摩擦力 因F′－mgsin 37°<μmgcos 37° 故物块处于静止状态， 物块受到的摩擦力Ff′＝F′－mgsin 37°＝4 N，方向沿斜面向下． 24. 解：(1)以结点O为研究对象，受力分析并正交分解，如图甲，据平衡条件有： x方向：Fsin 53°－kx＝0 y方向：Fcos 53°－mBg＝0 联立解得：F＝5 N，x＝0.02 m (2)假设摩擦力沿斜面向下，则对物块A受力分析如图乙所示 轻绳各处张力大小相等，据平衡条件有： F－mAgsin 37°－Ff＝0 解得：Ff＝2 N，方向沿斜面向下． 学科网（北京）股份有限公司 $