3.5共点力的平衡 基础填空与分层练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 以“基础-提升-拓展”三级分层设计，通过概念巩固、情境应用到综合探究的递进路径，系统培养运动和相互作用观念及科学推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|共点力概念、平衡状态及条件|填空+选择（如麦克风受力分析），强化物理观念的初步建构| |提升层|多力平衡、动态平衡分析|计算（如斜面上小球受力）+多选（如握杯静摩擦），深化科学推理能力| |拓展层|多体系统平衡、实际情境应用|复杂模型题（如四球叠放、厨房夹单器），突出模型建构与质疑创新|

3.5共点力的平衡 基础填空与分层练习 【基础填空】 1．共点力 作用在一个物体上，作用线或作用线的________交于一点的几个力。如图所示均是共点力。 2．平衡状态 物体处于________状态或________状态。 3．平衡条件 或者 如图甲所示，小球静止不动；如图乙所示，物块匀速运动。 则小球________；物块________，________。 【基础训练】 4．麦克风静止在水平桌面上时，对话筒a进行受力分析，正确的是（     ） A． B． C． D． 5．如图所示，重物重为G，重物受到两根绳子拉力的合力大小为（     ） A．0 B． C．G D．2G 6．水平地面上的物体受重力G和水平作用力F，物体保持静止。现在使作用力F保持大小不变，方向沿逆时针方向缓缓转过180°，而物体始终保持静止。则在这个过程中，地面给物体的摩擦力的变化情况是（     ） A．一直变小 B．先变小后变大 C．先变大后变小 D．不变 7．如图所示，光滑斜面固定在水平桌面上，斜面倾角，一挡板竖直固定在斜面上，质量为的光滑小球夹在斜面与挡板之间。已知挡板对小球的弹力为，求：（取，，） (1)斜面对小球的支持力大小及方向； (2)小球对挡板的压力大小。 8．每当学校开学时，同学们都会带着自己的行李箱依依不舍地离开家里。由于行李箱很沉重，有位同学用与水平方向成、大小的拉力拉一个质量的箱子，使其在水平地面上匀速前进，取重力加速度，。求： (1)地面对箱子的摩擦力大小； (2)地面对箱子的支持力大小； (3)箱子与水平地面间的动摩擦因数。 【能力提升】 9．（多选）如图所示，用手握住圆柱形的杯子使其竖直静止于空中，下列说法正确的是（     ） A．杯子受到手的作用力竖直向上 B．手受到的弹力是由于杯子的形变造成的 C．往杯子加水，手和杯子受到的摩擦力都变大 D．杯子对手的摩擦力和手对杯子的摩擦力是一对平衡力 10．如图所示，质量为m的物体放在一倾角为的固定斜面上时恰好能沿着斜面匀速下滑。对物体施加一个水平向右的恒力F，物体可沿斜面向上匀速滑行。求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数； (2)恒力F的大小。 11．如图所示，质量为的物体甲通过三段连接于O点的轻绳竖直悬挂，OB水平且B端与放置在水平桌面上的物体乙相连，OA与竖直方向夹角，甲、乙均处于静止。已知重力加速度大小，，。 (1)求轻绳OA和OB的拉力大小和； (2)若物体乙与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。欲使乙不滑动，求乙质量的最小值。 12．（多选）如图所示，重力为的小球用轻绳悬于点，用力拉住小球，使轻绳保持偏离竖直方向角且不变。当与竖直方向的夹角为时，有最小，则、的值为（     ） A． B． C． D． 13．（多选）某款厨房夹单器采用重力自锁设计，其核心结构简化如图所示。铝合金框架背板固定于竖直墙面，内部放置一颗球形玻璃珠，可以沿箭头方向将纸质小票插入背板和玻璃珠间，玻璃珠在重力作用下压紧小票的顶端，使其静止。不计玻璃珠与框架背板和底板间的摩擦力。下列说法正确的是（     ） A．插入小票前，玻璃珠对框架背板的作用力水平向左 B．插入小票前，底板对玻璃珠的支持力大于玻璃珠的重力 C．插入小票后，小票受到的摩擦力大于小票的重力 D．插入小票后，小票对玻璃珠的弹力等于框架背板对小票的弹力 14．（多选）如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点。现用水平力F推动斜面体在光滑地面缓慢移动，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，直到细绳与斜面体上表面平行，此过程中斜面对小球的支持力FN1，绳对小球的拉力FT，水平力F以及地面的支持力FN2的变化情况是（     ） A．FN1保持不变 B．FT先减小后增大 C．F不断增大 D．FN2不断增大 【拓展拔高】 15．（多选）如图所示，四个完全相同的排球静止叠放在水平地面上，质量均为，相互接触，球与球之间可视为光滑，球与地面间的动摩擦因数均为、重力加速度为，则（     ） A．上方球受到3个力的作用 B．下方三个球与对上球的作用力为 C．下方每个球对上方球的支持力大小均为 D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为 16．（多选）如图所示，铁制斜面的倾角为，由磁性材料制成的物块C与斜面间的动摩擦因数，细线与斜面平行，与水平方向成角，光滑小滑轮P被细线固定在天花板上。已知，各细线和滑轮P的质量均可忽略，整个装置处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，则下列说法正确的是（     ） A．物块B的质量为2 kg B．细线上的拉力大小为10 N C．磁性物块C与铁质斜面间的吸引力大小至少为30 N D．若物块C无磁性，为了保持整个装置仍静止，现用水平向左的力推物块C，则的取值范围是 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．延长线 2． 静止 匀速直线运动 3． 0 0 0 4．A 【详解】根据共点力平衡，支架对话筒作用力与话筒的重力大小相等，方向相反，故支架对话筒作用力的方向竖直向上。 故选A。 5．C 【详解】重物静止，受力平衡。竖直方向上有 即两根绳子拉力的合力大小等于重物的重力，方向竖直向上。 故选C。 6．B 【详解】设作用力与初始水平方向的夹角为，则转动过程中。物体始终静止，由水平方向的平衡条件得摩擦力大小 当由增大到时，由减小到；当由增大到时，由增大到，所以摩擦力先变小后变大。 故选B。 7．(1)，方向垂直斜面向上 (2)30N 【详解】（1）对小球受力分析，如图所示 根据平衡条件可知 方向垂直斜面向上。 （2）根据牛顿第三定律可知小球对挡板的压力大小等于挡板对小球的弹力大小，故小球对挡板的压力大小等于30N。 8．(1) (2) (3) 【详解】（1）箱子匀速运动，合力为0，根据水平方向平衡关系 解得 （2）根据竖直方向平衡 解得 （3）根据滑动摩擦力公式 解得 9．ABC 【详解】A．杯子受到重力、手的弹力与摩擦力，手对杯子的作用力指弹力与摩擦力的合力，根据平衡条件可知，杯子受到手的作用力与重力大小相等，方向相反，即杯子受到手的作用力竖直向上，故A正确； B．弹力是施力物体形变产生的，手受到的弹力的施力物体是杯子，是由于杯子的形变造成的，故B正确； CD．杯子在竖直方向上受到重力与手对杯子的摩擦力，根据平衡条件可知，杯子受到的摩擦力与重力大小相等，方向相反，往杯子加水，杯子受到的摩擦力等于杯子和水的总重力，杯子受到的摩擦力增大。杯子对手的摩擦力和手对杯子的摩擦力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，则手受到的摩擦力也变大。故C正确，D错误。 故选ABC。 10．(1) (2) 【详解】（1）物体可沿着斜面匀速下滑，则 解得物体与斜面之间的动摩擦因数 （2）对物体施加水平向右的恒力F后，物体沿斜面向上滑行，则，， 联立求解得 11．(1)， (2) 【详解】（1）对结点O，根据平衡条件可得， 解得， （2）当乙恰好不滑动时，乙的质量最小，此时对乙物体由平衡条件得， 解得 12．AD 【详解】AB．小球静止时，设轻绳张力为，由水平和竖直方向平衡分别有 和 两式消去后得到= 当最小时，取最大值，所以，故A正确，B错误。 CD．当时，达到最大值，从而得到 这是最小拉力的值。由于，不等于，故C错误，D正确。 故选AD。 13．ABD 【详解】A．插入小票前，玻璃珠受到重力、倾斜底板的支持力及框架背板对其向右的弹力，根据牛顿第三定律可知，玻璃珠对框架背板的作用力水平向左，故A正确； B．插入小票前，对玻璃珠根据共点力平衡条件有，故B正确； C．插入小票后，小票受到的摩擦力与重力，处于平衡状态，则小票受到的摩擦力等于小票的重力，故C错误； D．对小票分析可知，玻璃珠对小票的弹力与框架背板对小票的弹力相等，而根据牛顿第三定律可知，小票对玻璃珠的弹力等于玻璃珠对小票的弹力，所以小票对玻璃珠的弹力等于框架背板对小票的弹力，故D正确； 故选ABD。 14．CD 【详解】设斜面倾角为，细绳与水平方向的夹角为。斜面缓慢向左移动时，逐渐减小，直至。小球运动缓慢，可认为其加速度近似为零，根据牛顿第二定律，沿水平和竖直方向分别有， 联立解得， A．随着逐渐减小，逐渐减小，因此不断增大，并非保持不变，故A错误； B．随着逐渐减小，不断增大，因此绳的拉力不断减小，故B错误； C．对斜面沿水平方向应用牛顿第二定律，由于斜面缓慢移动，加速度近似为零，因此有 由于不断增大，所以水平力不断增大，故C正确； D．设斜面质量为，对斜面沿竖直方向应用牛顿第二定律有 解得 由于不断增大，所以地面的支持力不断增大，故D正确。 故选CD。 15．BC 【详解】ABC．对上方球所受重力与下方三个球的支持力（共4个力）的合力平衡，故下方三个球对上方球的作用力为，方向竖直向上；四个球心的连线组成正四面体，由几何关系得轴线与棱夹角的正弦值，则 即有 解得下方每个球对上方球的支持力大小均为，故A错误，BC正确； D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为，故D错误。 故选BC。 16．AD 【详解】A．对结点O'进行受力分析，由于细线O'C与斜面平行，斜面倾角为，则细线O'C与水平方向成角，已知细线O'P与水平方向成角，设细线O'C的拉力大小为，细线O'P的拉力大小为，根据同一根细线拉力相等有 代入数据解得 根据正交分解与平衡条件分别有， 联立解得和，故A正确； B．对滑轮进行受力分析，细线O'P和连接物块的细线对滑轮的拉力大小均为，连接物块的细线竖直向下，细线O'P与竖直方向的夹角为，则两条细线的夹角为，根据力的合成与平衡条件有 解得，故B错误； C．对物块进行受力分析，沿斜面方向受重力分力、细线O'C向下的拉力以及沿斜面向上的静摩擦力，假设磁性物块与铁质斜面间的吸引力大小为，根据平衡条件有 垂直斜面方向根据平衡条件有 为了保持物块静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，需满足 联立解得 即磁性物块与铁质斜面间的吸引力大小至少为，故C错误； D．若物块无磁性，用水平向左的力推物块，对物块受力分析，垂直斜面方向根据平衡条件有 沿斜面方向假设静摩擦力f'沿斜面向上，根据平衡条件有 为了保持整个装置静止，需满足 联立解得，故D正确。 故选AD。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $