课时分层检测(17) 共点力平衡问题综合分析-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第一册同步辅导与测试(人教版)

7.A[小球受重力G、弹簧的拉力F及圆环 P 的弹力F、,其中圆环的弹力沿半径向外， 如图所示，D错误：弹簧的弹力F沿弹簧向 上，与竖直方向成30°角，圆环的弹力FN与 竖直方向成60°角，由几何关系知，平行四 0 边形QGFF为菱形，所以FN=G=mg, B F-F=√3mg,A正确，B,C错误。] 8.BC[根据力的分解可知，杆对滑块的作用 F 力大小为F=2器)0，滑块与地面同的降 mg 擦力大小为F=Fcos0=2Sn)·cos0= 2路②，由②式可知，当m一定时，0慈小，P越大，故A错误，B 正确；当m和M一定时，每个滑块与地面间的压力大小始终等于 整体的重力大小的二分之一，与日无关，故C正确；根据前面的分 析可知，每个滑块对地面的压力大小为FN一之(2M十m)g=Mg 2g③，设滑块与地面间的动摩擦因数为，使滑块不滑动的 条件为：F、≥F④，联立②③④可得 ,当m (2M+1an8 四时，有心品所以当心品时，无论态样增大m,滑块海不 会滑动，故D错误。] 9.BD[先对B物体受力分析，受重力和拉力，根据共点力平衡条 件，有：FT=mgg ① 再对物体A受力分析，受拉力F'(F,'= FT)、重力GA、支持力FN,静摩擦力F热（可 y 能没有，也有可能沿斜面向上，还有可能沿 F 斜面向下)，先假设沿斜面向上，如图： F 根据共点力平衡条件，有： x方向 Fr'十F静一mAgsin0=0② B y方向FN一nAgcos0-0③ 又F,=FT 45 由①式，当0由45°增加到50°时，细绳对A 的拉力不变，故A错误； 由③式，当0由45°增加到50°时，斜面对物体A的支持力FN将变 小，故根据牛顿第三定律，A对斜面的压力将减小，故B正确： 由②式，当0由45“增加到50°时，斜面对物体A的静摩擦力一定 变化，故C错误； 物体A保持静止，合力一直为零，故D正确。] 10.D[设细杆对两球的弹力大小为T,小球a、b的受力情况如图 所示，其中球面对两球的弹力方向指向圆心，a一45°，故F的方 向为向上偏右，即3=90°一45°一0=45°一0：F的方向为向上偏 左，即B=90°-(45°-)=45°十0。两球都受到重力、细杆的弹 力和球面的弹力的作用，过O作竖直线交ab于c,点，设球面的半 径为R,则Oac与左侧力三角形相似；)bc与右侧力三角相似；刺 由几何关系可得=-=，解得：R √3F;再取☑、b及细杆组成的整体为研究对象，由平衡条件得： Fx sinB=FNsin B2,即√5Fsin(45°-0)=Fsin(45°+0)，解 得：0=15°。故D正确。] 10 B. T a mg 11,解析(1)对结，点)受力分析，由平衡条件可知，轻绳OA的弹 力大小为FA-am37=20N mg 轻绳OB的弹力大小为FB sin37=25V。 (2)对甲物块受力分析，拉力F较小时，最大静摩擦力F沿斜面 向上，由平衡条件可得 Mgcos 37=FN+FA sin 37 F1+Fm=Mgsin37°+FAcos37° 又Fm-FN 解得F=10N,F1=30N 拉力F较大时，最大静摩擦力F沿斜面向下，由平衡条件可得 F:=F+Mgsin 37+FAcos 37 解得F2=50N 故力F大小的取值范圆为30NF50N。 答案(1)20N25N(2)30N≤F50N 23 课时分层检测（十七） 1.AC[以A为研究对象，所受合外力为0，故C对A有向右的摩 擦力，A对C有向左的摩擦力，故A正确：由于B物体做匀速直线 运动，则受力平衡，水平方向合力为零，则B不会受到C的摩擦 力，故B错误：以A、B、C整体为研究对象，其在F作用下向左匀 速运动，所受合外力为0，故地面对C有向右的摩擦力，C对地有 向左的摩擦力，C受到A和地面给它的两个摩擦力的作用，故C 正确，D错误。 2.C[将四个球看作一个整体，地面的支持力 与球的重力平衡，设其中一个球受到的支持 力大小为FN,因此3FN=4ng,即FN= 3mg,选项C正确。最上面的球对下面三个 F 球肯定有压力，即有弹力，远项A错误。以下 方三个球中任意一个球为研究对象，受力如下、 YG 图所示，由此可知选项B错误。由于地面与 球之间的摩擦力为静摩擦力，因此不能通过F一：F、求解，选项 D错误。 3.AC[在共，点力的作用下，物体如果处于平衡状态，则该物体必定 同时具有以下两个特点：从运动状态来说，物体保持静止或者匀 速直线运动状态，加速度为零：从受力情况来说，合力为零。物体 在某一时刻的速度为零，并不等同于这个物体保持静止，如采物 体所受的合力不为零，它的运动状态就要发生变化，在下一个瞬 间就不是静止的了，所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的 合力和加速度判断，而不能认为物体某一时刻速度为零就是处于 平衡状态。本题的正确远项应为A、C。】 4.ABC[以重物为研究对象，根据平衡条件分析 可知，绳子的拉力大小等于重物的重力，没有 变化。 人受重力、支持力、拉力和静摩擦力处于平衡状 态，设拉力与竖直方向的夹角为0，根据共点力平 衡得F,=Frsin0,FTcos0+FN=mg,当人拉着 mg 绳向右跨出一步后人和重物保持静止，目增大， F,不变，则静摩擦力F,增大，支持力FN增大； 人对地面的作用力等于人对地面的压力和摩擦 力的合力，人对地面的摩擦力和压力都变大，则这两个力的合力 变大，即人对地面的作用力变大，故远A、B、C。 5.ABD [施加力F之前，b受到绳的拉力与其重力平衡，当受力F 缓慢移动过程中，拉力的竖直分力与其重力平衡，故随绳与竖直 方向夹角的增大，拉力逐渐增大，拉力的水平分力也逐渐增大，而 力F与拉力的水平分力平衡，因此力F逐渐增大，故A、B正确； 施加力F之前，绳子拉力与b物块的重力大小相等，此时a物块 有向上运动的趋势，受到的静摩擦力沿斜面向下，之后随绳子拉 力增大，a受到的摩擦力逐渐增大，故C错误：对整体受力分析可 知，地面对斜面体的摩擦力与水平力F平衡，而力F逐渐增大，故 地面对斜面体的摩擦力也增大，由牛顿第三定律可知，斜面体对 地面的摩擦力增大，故D正确。] 6.解析(1)对结点O受力分析有FrQ 721只 c0s601 解得Fr=20N (2)以斜面体、B为整体分析，由于斜面体及物块B均保持静止，水 平方向有F;=FTosin60 解得F=10w√3N。 答案(1)20N(2)10√3N 7.A[设书本的质量为M,以两个轻环和书本组成的系统为研究对 象，竖直方向受到重力和水平横梁对轻环的支持力F、,受力如图 所示。 2F Mg 根据平衡条件得2FN一Mg,解得FN FN 2Mg,可见，水平横杆对轻环的支持力F、 不变，B错误：以A环为研究对象，受力如图 所示。 F 竖直方向Fx=Fsin a,水平方向Fcos a=Fr, Fa增大时，F;变小，A正确杆 解得F一tana 对A环的支持力不变，摩擦力减小，则杆对A环的作用力变小，C 错误；设与B环相连的细绳对书本的拉力为FT,在竖直方向，褪 8 据平衡条件可得2 FTcos0=Mg,由于绳子与竖直方向的夹角0减 小，则cosB变大，绳子拉力变小，D错误。] 8.D「两环稳定时，Q环只受硬杆OB的支持力和绳子的弹力，则 轻绳的方向应与OB杆垂直，以P环为研究对象，由平衡条件得 Tsin0=F,解得T-sn0故A,B错误：稳定后，PQ间绳子总是 与OB垂直的，又因0角不变，因此P,Q间绳子与OA的夹角与拉 力大小无关，故C错误；用力拉圆环Q稳定时绳与杆)A垂直，以 F Q环为研究对象，由平衡条件得T'sin0=F,解得T=n0T, 故D正确。门 9.D「以B,点为研究对象，分析受力情况：受 0 重物的拉力F,(等于重物的重力G)、轻杆的 弹力F、和轻绳的拉力F,作出受力分析图 如图所示。由平衡条件得知，FN和F的合 力与FT大小相等，方向相反，根据三角形相 仅写得品品高又F=G解得R A总C,FC:拉力F将B骗缓授上拉，∠BAO缓没交小，AB AO保持不变，BO变小，则FN保持不变，F变小，故D正确，A、B C错误。] 10.A[要分析自上往下第三只小球对第四只小球的拉力大小，可 以把下面的7个小球看作一个整体，对其受力分析，如图所示， 37 ! 李F风 Y7mg 可以得到拉力为F,=部-5吧，故选A] 11.BD[当细线之间的夹角为90°时，由平衡条件可知2 FTcos45 =mg,可得日一竖g,细线的拉力小于杯子重力，造项A错 误；当细线之间的夹角为120°时，由平衡条件可知2FTc0s60°= mg,可得Fr=mg,细线的拉力大小等于杯子的重力大小，选项B 正确：不管人的力气多大，细线的拉力在竖直方向总有分量，即 细线不可能被拉至水平，选项C错误：由平衡条件可知2FTC0sa 一mg,可知逐渐增大细线夹角，细线拉力将逐渐变大，选项D 正确。 12.解析物体的受力情况如图，由平衡条件得 Fsin 0+F sin 0-mg-0 Fcos 0-F2-F cos 0=0 由上运两式得F-一F mg F-2cos0 2sin 0 令F=0,得F最大值 F=m=405N sin 0 3 mg 令F2=0,得F最小值Fmin=2in0 mg 205N 3 综合得F的取值范国为205N≤F≤40,5N. 3 答案205N≤F≤405N 课时分层检测（十八） 1.B[伽利略的理想斜面实验证明力不是雏持物体运动的原因，没 有力作用的物体能保持原来的运动状态，故A错误，B正确；物体 不受外力作用时，可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动 状态，故C错误：伽利略的理想斜面实验不能证明一切物体都有 惯性，故D错误。门 2.A[汽车由于制动而减速，钢材由于惯性，继续向前运动，压扁驾 驶室，A正确，D错误；惯性大小的唯一量度是质量，B错误：惯性 不是力，不能说克服惯性，C错误。] 3.D「物体的惯性大小只与物体的质量有关，两个质量相同的运动 物体，惯性大小相等，与速度和所处位置无关，故A、B、C错误，D 正确。」 2 4.D「惯性的唯一衡量标准是质量，质量大则惯性大，A、B错误：摩 擦力由接触面的粗糙程度决定，C错误：系好安全带可以防止刹车 时因人的惯性而造成的伤害，D正确。 5.C[②中打开降落伞是为了增大运动员运动的阻力，③中轮胎制 成不平整花纹是为了增大轮胎与地面的摩擦力，故选项C正确。 6.D[小车上表面光滑，因此两小球在水平方向上没有受到外力的 作用。原来两个小球与小车具有相同的速度，当车突然停止运动 时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以一定不会相碰（与质量 大小无关)，故D正确。 7.BD 若小车匀速向左运动，则水也匀速运动，速度相等，水不会 从碗中洒出，远项A错误：若小车原来向左匀速运动，突然开始向 左加速运动，碗随小车开始向左加速，裉据牛顿第一定律可知，碗 中水由于惯性仍保持原来的匀速运动状态，水相对于碗向右运 动，水向右洒出，选项B正确：若小车突然向左减速运动，碗随小 车一起开始向左减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性，仍保 持向左的匀速运动，水相对于碗向左运动，水向左洒出，远项C错 误；若小车原来向右匀速运动，突然向右减速运动，碗随小车开始 向右减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性仍要保持向右的 匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水将向右洒出，远项D 正确。 8.A 由两种介质组成的系统，密度大的惯性大，当系统向右匀加 速运动时，密度小的向右偏移，密度大的向左偏移。塑料的密度 小于水的密度，塑料球P向右偏移，水向左偏移：塑料的密度大于 空气的密度，空气向右偏移，塑料球Q向左偏移，A正确，B、C、D 错误。 9.A 重球受力如图所示，在绳的A端缓慢增加拉力，使 Fm 得重球在足够的时间发生了微小的位移，这个过程进行缓 慢，可以认为重球始终处于平衡状态，即F2=F1十g, ) 随着FT1增大，Fr也增大且F2总是大于FT1,所以CD绳 先被拉断，A项正确，B项错误；若在A端猛拉，由于重球 质量很大，力的作用时间极短，由于惯性，重球向下的位移 Ymg 极小（可以看成运动状态未来得及改变），以致CD绳的拉力几乎 未增加，FT1已达到AB绳所能承受的极限程度，故AB绳先断，C 项正确，D项错误。 10.B「小球原来静止时受重力和支持力作用，其合力为零。当劈 形物体A由静止释放，A应沿斜面下滑，故B也将运动，运动状 态就要发生政变，但由于惯性，小球原来速度为零，而小球又光 滑，除竖直方向受力外，其他方向上不受力，因为力是使物体运 动状态改变的原因，故小球只能在竖直方向上运动，在碰到斜面 之前，运动轨迹应为竖直向下的直线，故远B。 11.C [当汽车突然向前加速时，人会向后倾，反之人会向前倾，由 题图可知，汽车此时可能突然减速，故选项C正确，A、B、D 错误。 12.BD [因为列车由静止向右启动，铁球，乒乓球和水都有向右运 动的趋势。但是，由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大、惯 性大，铁球的运动状态难改变，即速度增加慢，而同体积的“水 球”的运动状态容易改变，即速度增加快，而且水和容器一起运 动，所以列车启动时，铁球相对于容器向左运动。同理，由于乒 乓球与同体积的“水球”相比，质量小，惯性小，乒乓球相对于容 器向右运动，故B、D正确。 课时分层检测（十九） 1.C「小车静止，小球一定只受重力和细绳的拉力两个力的作用， 因球处于平衡，所以不可能受到斜面的支持力，故A、B错误：若小 车向左匀速运动时，小球一定只受重力和细绳的拉力两个力的作 用，此时因球处于平衡，所以不可能受到斜面的支持力，小球受两 个力的作用，故C正确，D错误。] 2.C [由题图可知，物体所受合力F随时间：的变化是先减小后增 大，根据牛顿第二定律得知，物体的加速度先减小后增大：由于合 外力F方向与速度方向始终相同，所以物体的加速度方向与速度 方向一直相同，所以速度一直在增大，选项C正确。] 3.D[小球静止时，受力如图所示，由平衡条件T 得：弹簧的弹力大小为F=ng tan53°= 539 细绳的拉力大小T c0s53 3mg,故A、B mg 正确；细绳剪断瞬间弹簧的弹力不变，测小球所 受的合力与断前细绳拉力的大小相等、方向相反，此瞬间小球的 T 加速度大小为a= 38,故C正确；弹簧剪断瞬间，细绳的弹 力可以突变T=gc0s53°，使球沿半径方向合力为零，球沿垂直 半径方向获得加速度a=mngsin53 万g,使球绕旋点下摆，故D 错误。] 4,C[当拉力大于最大静摩擦力时，物块才产生加速度，由牛顿第 二定律有F一ng=na,可知a与F成线性关系，C正确。」 5.AC [对西瓜A受力分析，只受到其他西瓜对它的作用力的合力 F与自身重力作用，如图所示，根据牛顿第二定律有 √/F-(ng)2=na 9班级 姓名 课时分层检测（十七） 共 5 444444 …0基础达标练 0… 1.(多选)如图，物体A和BF B 放在物体C上，水平力F 作用于A,使A、B、C一起 匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是 A.A对C有向左的摩擦力 B.C对B有向左的摩擦力 C.物体C受到两个摩擦力作用 D.C对地有向右的摩擦力 2.叠放在水平地面上的四个 完全相同的排球俯视图如 图所示，质量均为m,相互 接触。球与地面间的动摩 擦因数均为4，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 6 C.水平地面对下方三个球的支持力均为 3mg D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为 3 umg 3.(多选)下列物体中处于平衡状态的是 ( A.静止在粗糙斜面上的物体 B.沿光滑斜面下滑的物体 C.在平直路面上匀速行驶的汽车 D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的 瞬间 4.(多选)如图所示，某人通 过定滑轮拉住一重物，当 人向右跨出一步后，人与 物仍保持静止，则( ) A.地面对人的摩擦力变大 B.地面对人的弹力变大 C.人对地面的作用力增大 D.人对地面的作用力减小 165 得分 点力平衡问题综合分析 (多选)如图所 示，倾角0=30° 的斜面体A静 b 止在水平地面 0 mmmmmmmmmmmmmmmmmtmmmmmm 上，一根轻绳跨过斜面体顶端的轻质小滑 轮，绳两端系有质量均为m的小物块a、b, 整个装置处于静止状态。现给物块b施加 一个水平向右的力F,使b缓慢移动直到轻 绳与竖直方向成30°角，这一过程中斜面体 和小物块a均静止（不计绳与滑轮间的摩 擦)。对此过程，下列说法正确的是() A.b受到绳的拉力逐渐增大 B.水平拉力F逐渐增大 C.小物块a受到的摩擦力一定先增大再 减小 D.斜面体对地面的摩擦力增大 如图所示，质量m1=1kg的物块A悬挂在 绳OP和OQ的结点O上，OP绳水平，OQ 绳与竖直方向的夹角为60°，并跨过光滑定 滑轮与斜面体上质量为m2=3kg的物块B 相连，斜面倾角为30°，斜面体及物块A、B均 保持静止，g取10m/s2。求： 0 60° 0 30° 7777777777777777777777777777777 (1)绳OQ的拉力大小： (2)水平地面对斜面体的摩擦力大小。 班级 姓名 0能力提升练0… 7.如图所示，一根粗 糙的水平横杆上套 有A、B两个轻环， 系在两环上的等长 细绳拴住的书本处 于静止状态。现将 两环距离略变小后 A.杆对A环的摩擦力变小 B.杆对A环的支持力变大 C.杆对A环的作用力不变 D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大 8.如图所示，竖直放置的 两根固定的光滑硬杆 OA、OB之间的夹角为 0,在两杆上各套一轻0。 质圆环P、Q,两环用轻 绳相连，现用恒力F沿着OA方向斜向上拉： 圆环P,两环稳定时绳子的弹力为T,则下列 说法正确的是 ( A.T=Fsin 0 B.T=F cos 0 C.稳定后P、Q间绳子与OA的夹角与拉力： 大小有关 D.若用相同大小的力F水平向右拉圆环Q, 则稳定时绳子的弹力T不变 9.如图所示，轻杆A端用铰 链固定在墙上，B端吊一 重物。通过轻绳跨过定滑 轮用拉力F将B端缓慢上 拉，滑轮O在A点正上方 ☑ (滑轮大小及摩擦均不 计)，且OA>AB,在AB杆达到竖直位置前 ( A.拉力F增大 B.拉力F大小不变 C.杆的弹力增大 D.杆的弹力大小不变 10.风铃是家中很好的装饰 ttittiia 物品，假设一串风铃悬挂 在窗户的下面，其模型简 137 化为轻质的细绳依次连 接十个质量均为m的小 球，在开窗通风的情况 下，稳定的水平风力使其 发生倾斜且悬绳与竖直 166 得分 方向的夹角为37°，如图所示。已知重力加 速度为g,则自上往下第三只小球对第四只 小球的拉力大小为 A.35mg B.21mg 4 C.20mg D.12mg …0f 创新应用练 1.（多选)如图，用一根细线 竖直提起一个水杯，保持 静止，摩擦力忽略不计。下 列说法正确的是() A.当细线之间的夹角为 90°时，细线的拉力大 小等于杯子的重力 大小 B.当细线之间的夹角为120°时，细线的拉 力大小等于杯子的重力大小 C.只要人的力气足够大，就可以将细线拉 至水平 D.逐渐增大细线夹角，细线拉力将逐渐 变大 2.物体的质量为2kg,两根 AB 轻绳AB和AC的一端连 接于竖直墙上(B、C在同 一竖直线上)，另一端系于 物体上，在物体上另施加 99. 一个方向与水平线成0= 60°角的拉力F,若要使两绳都能伸直，如图 所示，伸直时AC与墙面垂直，绳AB与绳 AC间夹角也为0=60°，求拉力F的大小范 围(g取10m/s2).