微专题12 共点力平衡问题综合分析 跟踪练习-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

微专题12 共点力平衡问题综合分析 跟踪练习 基础强化练 1、 选择题: 1.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(　　) 2．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 3.光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰好位于圆弧形细杆的圆心处，如图所示．将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力(　　) A．逐渐增大 B．大小不变 C．先减小后增大 D．先增大后减小 4.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 5.如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为FN1，木板对小球的支持力大小为FN2.以木板与墙连接点为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中(　　) A．FN1始终减小，FN2始终增大 B．FN1始终减小，FN2始终减小 C．FN1先增大后减小，FN2始终减小 D．FN1先增大后减小，FN2先减小后增大 6．(多选)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 能力综合练 一、选择题: 7.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 8.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 9．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 10．(多选)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 二、计算题: 11．如图所示，质量为m＝0.5 kg的光滑小球被细线系住，放在倾角为α＝45°的斜面体上．已知线与竖直方向的夹角β＝45°，斜面体质量为M＝3 kg，整个装置静置于粗糙水平面上．(g取10 N/kg)求： (1)细线对小球拉力的大小； (2)地面对斜面体的摩擦力的大小和方向． 12.如图所示，质量为m＝4 kg的物体通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O.轻绳OA与竖直方向的夹角α＝37°，轻绳OB水平且B端固定在竖直墙上，物体处于静止状态．已知轻绳OA、OC能承受的最大拉力均为150 N，轻绳OB能承受的最大拉力为100 N，sin 37°＝0.6，g＝10 m/s2. (1)求轻绳OA和轻绳OB的拉力大小； (2)为保证三段轻绳均不断，求所悬挂物体质量的最大值． 13．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． 参考答案： 1.答案　C 2.答案　C解析　由图解法可知F1′减小，墙对球的支持力FN减小，故由牛顿第三定律可知F1减小；球对墙的压力F2也减小． 3.答案　C解析　以小球为研究对象，分析受力情况：小球受到重力、斜面的支持力FN和绳子A的拉力FT，如图所示．由平衡条件得知，FN和FT的合力与G大小相等、方向相反，在将A点向上缓慢移动，使绳绕圆心逆时针转动的过程中，作出力的合成图，由图得出，FT先减小后增大，C正确． 4.答案　C解析　对小球进行受力分析，它受到重力、支持力和拉力的作用，如图所示： 根据共点力平衡条件有：FN＝mgcos θ， F＝mgsin θ， 其中θ为支持力FN与竖直方向的夹角，当物体向上移动时，θ变大，故FN减小，F增大． 5.答案　B解析　小球受重力G、墙面对球的压力FN1、木板对小球的支持力 FN2而处于平衡状态．由平衡条件知FN1、FN2的合力与G等大反向，θ增大时，画出多个平行四边形，如图乙，由图可知在θ增大的过程中，FN1始终减小，FN2始终减小．选项B正确． 6.答案　CD解析　设绳子上的拉力为FT，选M和m组成的整体为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件可以判断，M必受到沿水平面向右的摩擦力；假设斜面的倾角为θ，则：FN＋FTsin θ＝(M＋m)g，所以FN小于(M＋m)g，故C、D正确，A、B错误． 7.答案　B解析　物块一定受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和推力F三个力作用，若F沿斜面向上的分力大小等于重力沿斜面向下的分力，则摩擦力为零，否则摩擦力不为零，故物块可能受到4个力作用，也可能受到3个力作用，选项B正确． 8.答案　D解析　球B受重力、A的支持力F1和墙壁的弹力F2，受力分析如图甲所示，设F1与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可知，F1＝，F2＝Gtan θ.当A向右缓慢移动时，根据几何关系可知，θ减小，所以cos θ增大，tan θ减小，即墙壁对球B的弹力F2减小，A对球B的支持力F1减小，根据牛顿第三定律可知，球B对墙壁的压力减小，球B对A的压力也减小，选项A、B错误；对A、B整体进行受力分析，如图乙所示，由平衡条件可知A受到地面的摩擦力大小Ff＝F2，则Ff减小，地面对A的支持力F等于A、B的重力之和，大小不变，选项C错误，选项D正确． 9.答案　A解析　最终平衡时，绳的拉力F大小仍为mAg，由共点力平衡条件可得2Fsin θ＝mBg，故θ不变，但因悬点由Q移到P，定滑轮左侧部分绳子变长，故A应升高，所以A正确． 10.答案　BD解析　由于物块a、b均保持静止，各绳角度保持不变，对a受力分析得，绳对a的拉力FT′＝mag，所以物块a受到绳的拉力保持不变．滑轮两侧绳的拉力大小相等，所以b受到绳的拉力大小、方向均保持不变，C选项错误；a、b受到绳的拉力大小、方向均不变，所以OO′的张力不变，A选项错误；对b进行受力分析，如图所示．由平衡条件得：FTcos β＋Ff＝Fcos α，Fsin α＋FN＋FTsin β＝mbg.其中FT、mbg、β和α始终不变，当F大小在一定范围内变化时，支持力在一定范围内变化，摩擦力也在一定范围内发生变化，B、D选项正确． 11.答案　(1) N　(2)2.5 N　方向水平向左 解析　(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示． 根据平衡条件得，FT与FN的合力大小等于mg FT＝mgcos 45°＝mg＝ N (2) 以小球和斜面体整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由于系统静止，合力为零， 则有：Ff＝FTcos 45°＝× N＝2.5 N，方向水平向左． 12.答案　(1)50 N　30N　(2)12 kg 解析　(1)由节点O受力情况可得： FTOA＝＝mg＝50 N FTOB＝mgtan α＝mg＝30 N (2)当轻绳OA达到最大承受拉力150 N时，FTOB′＝90 N，FTOC′＝120 N 轻绳OA最先达到能承受的最大拉力，此时FTOC′＝mg＝120 N，m＝12 kg 故物体质量m最大值为12 kg. 13.答案　(1)0.02 m　(2)2 N，方向沿斜面向下 解析　(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 $