3.6 共点力作用下物体的平衡 同步作业 -2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

第5节 共点力作用下物体的平衡 作业 一、选择题 1.在建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上的推力F时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，如图所示．已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力是(　　) A．(mg－F)sin θ B．(F＋mg)cos θ C．μ(F－mg)cos θ D．μ(F－mg)sin θ 2．同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是 (　　) A．3 N、4 N、5 N　 B．3 N、5 N、9 N C．4 N、6 N、11 N D．5 N、6 N、12 N 3．如图所示，一只蜗牛沿着葡萄枝缓慢爬行，若葡萄枝的倾角为α，则葡萄枝对重为G的蜗牛的作用力大小为(　　) A．Gsin α B．Gcos α C．G D．小于G 4．搬运工用砖卡搬砖头时，砖卡对砖头的水平作用力为F，如图所示，每块砖的质量为m，设所有接触面间的动摩擦因数均为μ，则第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为 (　　) A. B. C．μF D．2mg 5．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，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为 (　　) A．G和G B.G和G C.G和G D.G和G 6．物体受到与水平方向成30°角的拉力T的作用，向左做匀速直线运动，如图所示，则物体受到的拉力T与地面对物体的摩擦力的合力的方向是 (　　) A．向上偏左 B．向上偏右 C．竖直向上 D．竖直向下 7．如图所示，一质量为m的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上，一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起使绳与竖直方向的夹角为θ＝30°，且绳绷紧，则练功队员对沙袋施加的作用力大小为(　　) A. B.mg C.mg D.mg 8．如图在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向．则 (　　) A．环只受三个力作用 B．环一定受四个力作用 C．物体做匀加速运动 D．悬绳对物体的拉力小于物体的重力 9．(多选)如图所示，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平．现把物体Q轻轻地叠放在P上，则 (　　) A．P向下滑动 B．P静止不动 C．P所受的合外力增大 D．P与斜面间的静摩擦力增大 10．(多选)质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动，如图所示，已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力应为下列各值的哪个(　　) A．μmg B．μ(mg＋Fsin θ) C．μ(mg－Fsin θ) D．Fcos θ 11．(多选)如图所示，一个质量m＝2.0 kg的物体放在倾角θ＝30°的斜面上静止．若用竖直向上的力F＝5 N提物体，物体仍然静止(取g＝10 m/s2)．则下列叙述中正确的是(　　) A．物体受到的摩擦力减少5 N B．物体受到的摩擦力减少2.5 N C．物体施加给斜面的合力减少5 N D．物体施加给斜面的合力减少2.5 N 12．(多选)如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态，则该力可能为图中的 (　　) A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 13．如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC＝α，AB边靠在竖直墙上，AB与墙之间的动摩擦因数为μ，F是垂直于斜面BC的推力，现物块刚好静止不动，求推力F的大小(认为物块与墙之间为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)． 14．如图所示，重为G的物体A放在倾角为30°的斜面上，A物体与斜面间的动摩擦因数为0.1，那么对A施加一个多大的水平力F，可使物体A在斜面上匀速运动？ 参考答案： 1.D　[作出如图所示的受力分析图，F与mg的合力向上，其沿斜面的分力与摩擦力平衡．故有(F－mg)cos θ＝Ff，(F－mg)sin θ＝FN，由于磨石恰好沿斜壁向上做匀速运动，故磨石与斜壁间的摩擦力是滑动摩擦力，所以Ff＝μ(F－mg)sin θ，D正确．] 2.A　[三个力作用在物体上，若其中一个力在其余两个力的合力范围内，则这三个力可能会合力为零，故选项A正确，选项B、C、D错误．] 3.C　[葡萄枝对蜗牛的作用力与蜗牛的重力大小相等，方向相反，C对．] 4.A　[先整体分析，将五块砖作为一个整体可知，砖块1的左侧面和砖块5的右侧面所受摩擦力大小相等，均为mg，方向均为竖直向上．然后将砖块1、2作为一个小的整体隔离出来，则它们受三个力的作用，重力2mg、砖卡对它们向上的摩擦力mg、砖块3对它们的摩擦力．物体在三个力作用下处于平衡状态，因此，第二块砖和第三块砖之间的摩擦力为，故A正确．] 5.B　[根据对称性知两绳拉力大小相等，设为F，日光灯处于平衡状态，由2Fcos 45°＝G解得F＝G，B项正确．] 6.C　[物体受重力mg、拉力T、支持力N和摩擦力f共同作用处于平衡状态，则四个力的合力为零，即有f与T的合力的大小等于重力和支持力的合力的大小，方向相反．] 7.A　[如图建立直角坐标系对沙袋进行受力分析，由平衡条件有 Fcos 30°－Tsin 30°＝0 Tcos 30°＋Fsin 30°－mg＝0 联立可解得F＝故选A.] 8.B　[以物体为研究对象，物体沿滑杆向下做直线运动，加速度为零或加速度与速度在同一直线上，而物体受到竖直向下重力和绳子竖直向上的拉力，这两个力的合力必为零，说明物体做匀速直线运动，则环也做匀速直线运动，环受到重力、绳子竖直向下的拉力、滑杆的支持力和滑动摩擦力，共四个力作用，故A、C错误，B正确；由平衡得到，悬绳对物体的拉力等于物体的重力，故D错误．故选B.] 9.BD　[设斜面倾角为θ，P、Q的质量分别为M、m，因物体P静止于固定的斜面上，则动摩擦因数μ≥tan θ，所受合外力F1＝0，静摩擦力f1＝Mgsin θ，把物体Q轻轻地叠放在P上，选整体为研究对象，则(M＋m)gsin θ≤μ(M＋m)gcos θ，故P、Q仍处于静止状态．P所受的合外力F2＝0，即F1＝F2，P与斜面间的静摩擦力f2＝(M＋m)gsin θ>f1，故选项B、D正确，选项A、C错误．如果将P、Q两物体视为一个整体，则更容易得正确的选项为B、D.] 10.BD　[木块匀速运动时受四个力的作用： 重力mg、支持力N、摩擦力f、推力F.沿水平方向建立x轴，将F进行正交分解(如图所示，这样建系只需分解F)．由于木块做匀速直线运动，所以在x轴上，向左的力等于向右的力(水平方向上受力平衡)；在y轴上向上的力等于向下的力(竖直方向上受力平衡)．即Fcos θ＝f，又N＝mg＋Fsin θ，f＝μN，得f＝μ(mg＋Fsin θ)．] 11.BC　[用竖直向上的5 N的力提物体，相当于物体的重力减少5 N，所以物体对斜面的作用力(合力)减少5 N；重力沿斜面向下的分力减少2.5 N，物体仍平衡，则物体受到的摩擦力减少2.5 N，所以B、C正确．] 12.BC　[OB细线竖直隐含着重要条件：细线BA中的拉力为零．所以A球受到OA细线的拉力、自身重力、某外力F三个力而处于平衡状态，故B、C两项正确．] 13.[解析]　由于物块刚好静止，物块与墙之间为最大静摩擦力，可认为是滑动摩擦力，由平衡条件得： 在x轴方向：N＝Fcos α 在y轴方向：mg＋Fsin α＝f，f＝μN 由以上两式得F＝. [答案]　 14.[解析]　(1)若物体沿斜面向上匀速运动时，它受到的摩擦力沿斜面向下，分析其受力，选取坐标轴如图所示，将G、F正交分解，由平衡条件知 Fcos 30°－f－Gsin 30°＝0① N－Fsin 30°－Gcos 30°＝0② f＝μN③ 由①②③解得F＝≈0.72G. (2)若物体沿斜面向下匀速运动时，它受到的摩擦力沿斜面向上，选取坐标轴如图所示，将G、F正交分解，由平衡条件知 Fcos 30°＋f－Gsin 30°＝0④ N－Fsin 30°－Gcos 30°＝0⑤ f＝μN⑥ 由④⑤⑥解得F＝≈0.45G. [答案]　0.72G，物体沿斜面向上匀速运动　0.45G，物体沿斜面向下匀速运动 学科网（北京）股份有限公司 $