4.3 共点力的平衡 同步练习-2026-2027学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

**基本信息** 高中物理新授课同步练，聚焦“共点力的平衡”，通过“基础过关+能力提升”分层设计，实现从概念辨析到综合应用的知识巩固，培养科学思维与模型建构能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关|平衡状态判断、共点力平衡条件、二力/三力平衡基本应用|8道选择（含2道多选），侧重概念辨析（如平衡状态判定）和规律直接应用（如力的合成），夯实物理观念| |能力提升|多体平衡、动态平衡、平衡条件与摩擦力综合应用|2道选择+3道计算，情境复杂（如四球叠放），计算题分步设问，强化科学推理与问题解决能力|

第3节 共点力的平衡 同步练习 基础过关 一、选择题 1.关于平衡状态，下列说法正确的是(　　) A.竖直上抛的物体到达最高点时，物体处于平衡状态 B.木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀速运动，木块处于平衡状态 C.木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀加速运动，木块处于平衡状态 D.静止在匀加速运动的列车内的水平桌面上的杯子，处于平衡状态 2.如图所示，某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到的合力大小为(　　) A. 　　　　　 B. C.F4 　　　　　 D.F4 3.物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能选取的数值为(　　) A.15 N、5 N、6 N B.3 N、6 N、4 N C.1 N、2 N、10 N D.1 N、6 N、3 N 4.如图所示，物体受到与水平方向成α角的拉力F的作用，且保持静止状态，则物体受到的拉力F与地面对物体摩擦力的合力的方向是(　　) A.竖直向上 B.向上偏左 C.竖直向下 D.向上偏右 5．如图所示，轻绳OA一端固定在天花板上，另一端系一光滑的圆环，一根系着物体的轻绳穿过圆环后，另一端固定在墙上B点，且OB处于水平。现将A点缓慢沿天花板水平向右移动，且OB段的轻绳始终保持水平，则OA、OB段轻绳所受的拉力的大小TA、TB的变化情况是(　　) A．TA增大，TB不变 B．TA、TB均不变 C．TA不变，TB增大 D．TA、TB均减小 6.一轻杆BO，其O端用光滑铰链铰于固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，使轻杆BO与杆AO间的夹角θ逐渐减小，则在此过程中，拉力F及轻杆BO所受压力N的大小变化情况是(　　) A.N先减小后增大 B.N始终不变 C.F先减小后增大 D.F始终不变 7.(多选)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为45°，日光灯保持水平，所受重力为G，关于两绳的拉力，下列说法正确的是(　　) A.两绳对日光灯拉力的合力大小为G B.两绳的拉力和重力不是共点力 C.两绳的拉力大小分别为G和G D.两绳的拉力大小分别为G和G 8.(多选)如图所示，放在水平面上的物体A用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体B，并处于静止，这时A受到水平面的支持力为N，摩擦力为f，若把A向右移动一些后，A仍静止，则 (　　) A.N将增大 B.f将增大 C.轻绳拉力将减小 D.物体受合力将增大 能力提升 一、选择题 9.叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触。重力加速度为g，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则(　　) A.上方球与下方三个球间均没有弹力 B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力 C.水平地面对下方三个球的支持力均为mg D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为μmg 10.如图所示，用与竖直方向成θ角(θ<45°)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b的拉力为F1，现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时针转过θ角固定，绳b的拉力变为F2，再逆时针转过θ角固定，绳b的拉力变为F3，则(　　) A.F1＝F3>F2 B.F1<F2<F3 C.F1＝F3<F2 D.绳a的拉力先减小后增大 二．计算题： 11.如图所示，一个与竖直方向间夹角为α＝30°的斜向上推力F能使一重G＝100 N的物体A贴着光滑的竖直墙面匀速上滑，则推力F大小为多少？此时墙面受到的压力N大小为多少？ 12.如图所示，一质量为6 kg的物块，置于水平地面上。物块与地面间的动摩擦因数为0.5，然后用两根绳分别系在物块的A点和B点，A绳水平，B绳与水平面成37°角，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。 (1)逐渐增大B绳的拉力，直到物块对地面的压力恰好为零，则此时A绳和B绳的拉力分别是多大？ (2)将A绳剪断，为了使物块沿水平面做匀速直线运动，在不改变B绳方向的情况下，B绳的拉力应为多大？ 13.如图所示，物体A置于水平桌面上，物体B的重力为6 N，物体A、B均处于静止状态，绳OA水平，绳OC与水平方向成37°角。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2) (1)求绳OC中的拉力的大小； (2)求物体A受到的摩擦力的大小； (3)若物体A与水平桌面间的最大静摩擦力为10 N，为使物体A、B保持静止状态，则物体B的重力不能超过多大？ 参考答案： 1.解析　竖直上抛的物体在最高点受到重力作用，合力不为零，所以不处于平衡状态，A错误；匀速运动或静止的物体，所受合外力为零，处于平衡状态，B正确，C错误；杯子相对于列车静止，而列车处于加速状态，所以杯子也处于加速状态，因此不处于平衡状态，D错误。答案　B 2.解析　由共点力的平衡条件可知，F1、F2、F3的合力应与F4等大反向，当F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变时，F1、F2、F3的合力大小仍为F4，但方向与F4成120°角，由平行四边形定则可得，此时物体所受的合力大小为F4，所以选项C正确。答案　C 3.解析　要使物体做匀速直线运动，则物体受到的合力必须为零，根据三个力的合力范围可知，B正确。答案　B 4.解析　物体受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、水平向右的摩擦力及斜向左上方的拉力作用，因为物体处于平衡状态，所以物体受到的拉力F与地面对物体摩擦力的合力的方向必然是竖直向上的，A正确。答案　A 5.解析　因为圆环光滑，则OC、OB段轻绳所受的拉力的大小TC、TB始终相等，且等于物体的重力。又OB段轻绳始终保持水平，OC段轻绳始终保持竖直，则A点缓慢右移，圆环也随之右移，角θ不变，由平衡条件可知OA段绳上所受的拉力不变。选项B正确。答案　B 6.解析　取BO杆的B端为研究对象，受到绳子拉力(大小为F)、BO杆的支持力N和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G)，如图所示，得到一个力三角形(如图中阴影部分)，此力三角形与几何三角形OBA相似，可利用相似三角形对应边成比例来解。设AO高为H，BO长为L，绳长为l，则由对应边成比例可得：＝＝，式中G、H、L均不变，l逐渐变小，所以可知N不变，F逐渐变小，故选项B正确。 答案　B 7.解析　两绳的拉力的作用线与重力的延长线交于一点，这三个力为共点力，B项错误；对日光灯受力分析如图所示，由平衡条件知，两绳的拉力F1和F2的合力与重力等大反向。由力的矢量三角形知F1＝F2＝Gsin 45°，解得F1＝F2＝G，选项A、C正确，D错误。 答案　AC 8.解析　物体A受力如图，系统处于静止状态，绳子的拉力不变，始终等于B的重力，即F＝mBg，合力为零，故C、D均错误；当A向右移动时，θ角减小，N＝mAg－Fsin θ，f＝Fcos θ，由此可得，N、f均增大，所以A、B正确。 答案　AB 9.解析　将四个球看做一个整体，地面的支持力与球的重力平衡，设地面上一个球受的支持力大小为N，因此3N＝4mg，则N＝mg，所以选项C正确；最上面的球对下面三个球肯定有弹力，选项A错误；对地面上的其中一个球做受力分析，如图所示。由此受力分析可知，选项B错误；由于小球受到的是静摩擦力，因此不能通过f＝μN求解，选项D错误。 答案　C 10.解析　以小球为研究对象，分析受力：重力、a、b两绳的拉力Fa、Fb。根据平衡条件得，Fa和Fb的合力方向竖直向上，大小与重力相等，保持不变，作出b绳在三个不同位置时，两个拉力的变化，如图，可得到，F1＝F3>F2，由图看出，绳a的拉力一直减小，故A正确，B、C、D错误。 答案　A 11.解析　以A为研究对象，受力如图所示，建立直角坐标系， 由平衡条件知：N′＝Fsin 30°① Fcos 30°＝G② ①②联立得F≈115.5 N，N′≈57.7 N，N＝N′＝57.7 N。 答案　115.5 N　57.7 N 12.解析　(1)如图甲所示， 甲 FA＝＝80 N FB＝＝100 N (2)如图乙所示， 乙 水平方向：f＝FBcos θ ① 竖直方向：FBsin θ＋N＝mg ② f＝μN ③ 由①②③解得FB＝≈27.3 N。 答案　(1)80 N　100 N　(2)27.3 N 13.解析　(1)对结点O受力分析如图所示，根据平衡条件得FCsin 37°＝GB 则FC＝＝10 N (2)根据平衡条件得 FCcos 37°＝FA，解得FA＝8 N 物体A在水平方向受到的摩擦力f与绳OA的拉力大小相等，即f＝FA＝8 N (3)绳OA中的最大拉力FAm＝fm＝10 N，根据平衡条件得＝tan 37°， 解得GBm＝FAmtan 37°＝7.5 N。 答案　(1)10 N　(2)8 N　(3)7.5 N 学科网（北京）股份有限公司 $