3.5 共点力的平衡 同步练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 以基础巩固-能力提升-综合应用为梯度，通过生活情境题和动态平衡问题，强化共点力平衡条件的理解与科学思维能力培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|单一物体受力分析|结合商场电梯等生活情境（单选1），直接应用平衡条件| |中档|多物体系统/动态平衡|轻绳悬挂点移动（单选6），训练动态平衡分析能力| |提升|综合计算与临界问题|含摩擦力临界条件的系统平衡计算（计算13），培养综合推理能力|

共点力的平衡 同步练习 一、单选题 1．商场为了方便购物车上下行，安装了斜坡式扶手电梯。如图，一质量为的人站在电梯上与电梯相对静止，随电梯匀速斜向上运动，设电梯与水平面的倾角为，电梯斜面与人鞋底的动摩擦因数为，重力加速度g取。则人在随电梯上行的过程中所受摩擦力的情况是(      ) A.方向沿电梯斜向下，大小为 B.方向沿电梯斜向上，大小为 C.方向沿电梯斜向下，大小为 D.方向沿电梯斜向上，大小为 2．挂灯笼是我国传统习俗，如图所示是其中一种悬挂方式，O为结点，轻绳AO与竖直方向成60°，轻绳BO沿水平方向，轻绳CO沿竖直方向，灯笼静止情况下三段绳子拉力分别为、、，下列说法正确的是(      ) A. B. C. D. 3．如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止。已知A和B的质量分别为，绳与水平方向的夹角为，则(      ) A.物体B受到的摩擦力可能为0 B.物体B受到的摩擦力为 C.物体B对地面的压力可能为0 D.物体B对地面的压力为 4．如图所示，质量为m的摄像机放在支架上，四根支架对称，已知每根支架与水平面的夹角均为，假设支架的重力可忽略不计，重力加速度为g。整个装置静止在地面上，则地面对每根支架的支持力大小为(      ) A. B. C. D. 5．一根细线系着一个质量为m的小球，细线上端固定在横梁上。给小球施加力F，小球平衡后细线跟竖直方向的夹角为，如图所示。现改变F的方向，但要使小球在图中位置保持平衡，则当力F最小时，绳上的拉力大小为(      ) A. B. C. D. 6．如图所示，将重物G用AO和BO绳挂在半圆支架PQR上，O点恰位于PQR的圆心，AO及BO绳的拉力大小分别为与。若保持AO绳及O点位置不动，将BO绳在支架上的悬挂点从R移至Q的过程中，两绳拉力大小的变化情况是(      ) A.都增大 B.都减小 C.增大，先增大后减小 D.减小，先减小后增大 7．如图所示，甲、乙两人用绳和通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮，将质量为m的物块由O点沿直线缓慢向上提升，则在物块由O点沿直线缓慢上升的过程中，以下判断正确的是(      ) A.绳中的弹力先减小后增大 B.绳中的弹力一直在增大 C.绳中的弹力一直在减小 D.绳中的弹力先增大后减小 8．如图所示，倾角为30°、质量为M的斜面体A置于水平面上，在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m的光滑球B，斜面体受到水平向右的外力F，系统始终处于静止状态。已知斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是(      ) A.球B受到斜面体的弹力大小为 B.球B受到墙面的弹力大小为mg C.为了使系统处于静止状态，水平向右的外力F最大为 D.为了使系统处于静止状态，水平向右的外力F可能为 二、多选题 9．如图甲所示，轻杆BC水平插入竖直墙内，轻绳AD跨过水平轻杆BC右端的轻滑轮悬挂一个质量为2 kg的物体。如图乙所示，水平轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过轻绳EG拉住，且G端用轻绳GF悬挂一个质量也为2 kg的物体。已知AC、EG与水平方向的夹角均为30°，重力加速度g取，不计一切摩擦。下列说法正确的是(      ) A.绳AC的拉力大小为 B.绳EG的拉力大小为40 N C.滑轮对绳子的弹力大小为20 N D.将H端的铰链去掉，杆HG随意插入墙内，绳EG的拉力大小一定不变 10．如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，质量的b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a相连接，连接b的一段细绳与斜面平行，a物体在方向可变的拉力F作用下静止在如图所示位置，已知F最小时，大小为5N，（重力加速度大小为）则(      ) A.a物体质量为1kg B.F最小时，方向水平向右 C.F最小时，绳中张力大小为 D.F最小时，b物体受斜面摩擦力大小为 11．如图，倾角为θ的斜面固定在墙角，质量为M的尖劈放置在斜面上，尖劈的右侧面竖直，用轻绳系住一个质量为m的球紧靠在尖劈的右侧，轻绳与斜面平行，球与尖劈的接触面光滑，斜面对尖劈的静摩擦力恰好为0，整个系统处于静止状态。沿球心O对球施加一个水平向左的恒定推力F，系统仍处于静止状态。重力加速度为g，则(      ) A.对球施加水平推力前，轻绳的拉力 B.对球施加水平推力后，斜面对尖劈的支持力不变 C.对球施加水平推力后，轻绳的拉力不变 D.对球施加水平推力后，斜面对尖劈的摩擦力可能仍为0 三、计算题 12．如图甲所示，小明将质量的氢气球用一根轻质细线连接小沙桶，调节小沙桶中细沙质量， 使小沙桶和氢气球悬浮在空中保持静止状态，此时小沙桶和细沙的总质量。取下小沙桶，将该氢气球用两根等长的轻质细线连接在水平桌面A点和B点，轻质细线与水平桌面的夹角均为，氢气球保持静止状态，如图乙所示。不考虑小沙桶和细沙受到的浮力，重力加速度g取。求∶ （1）氢气球受到的浮力大小和方向； （2）细线AO对氢气球拉力的大小。 13．如图所示，倾角、质量的斜面体置于粗糙水平面上，在斜面体和竖直墙面之间放置一质量的光滑球。对斜面体施加水平向右的推力F，使系统处于静止状态。已知斜面体与水平面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，，求： (1)球对斜面体的压力大小； (2)若，则水平面对斜面体的摩擦力； (3)为了使系统处于静止状态，水平向右的推力大小F的范围。 参考答案 1．答案：B 解析：人站在电梯上与电梯相对静止，对人分析可知其静摩擦力沿电梯斜向上，有 故选B。 2．答案：D 解析：设灯笼的重力为G，根据平衡条件，在竖直方向在水平方向解得故选D。 3．答案：B 解析：AB.由于B相对地面静止则B所受的摩擦为静摩擦，且B受力平衡有 A错误、B正确； CD.由于B静止则B受力平衡有 CD错误。 故选B。 4．答案：A 解析：将摄像机和支架看成整体，由力的平衡条件得 解得 故选A。 5．答案：B 解析：小球受到重力mg，绳上的拉力7及外力F的作用而处于平衡状态，作出如图矢量三角形 可知当F与T垂直时，F取得最小值，此时绳上的拉力大小为 故选B。 6．答案：D 解析：对结点O受力分析如图所示，结点O始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的，由图可知OA绳上的拉力变小，OB绳上的拉力先变小后变大，故选D。 7．答案：B 解析：以物块为研究对象，分析受力情况：重力G、绳子的拉力F和绳子的拉力T。由平衡条件可知，F和T的合力与G大小相等、方向相反，当将物块向上缓慢移动时，绳方向不变，则T方向不变，绳绕O点逆时针转动，作出力的合成图。图中的过程，由图可以看出绳的弹力T一直变大，绳的弹力F先减小后增大。 故选B。 8．答案：D 解析：对B球受力分析，如图1所示，由共点力的平衡条件可得，解得，，故AB错误；对A、B整体受力分析可知，斜面体受到的最大静摩擦力，水平向右的外力最大（设为）时，斜面体相对水平面有向右运动的趋势，对A、B整体受力分析，如图2所示，由平衡条件有，故C错误；水平向右的外力最小（设为）时，斜面体相对水平面有向左运动的趋势，对整体受力分析，如图3所示，当时，，故F的取值范围为，当，则有，解得，故F的取值范围为，故D正确。 9．答案：BC 解析：对C点分析，受力如模型建构中图甲所示，，且夹角为120°，可得轻杆BC对C端的弹力大小为，即滑轮对绳子的弹力大小为，A错误，C正确；对G点分析，受力如模型建构中图乙所示，竖直方向有，解得绳EG对G端的拉力大小为，B正确；将H端的铰链去掉，杆HG随意插入墙内，杆的弹力方向不一定沿着杆，则绳EG的拉力大小可能发生改变，D错误。 10．答案：AD 解析：ABC.设绳中张力为T，物体a受力示意图如图，可知当拉力F斜向右上与绳子垂直时的拉力最小，根据平衡条件有， 解得，，故A正确、故BC错误； D.当F最小时绳中张力为，根据平衡条件可知，物体b的摩擦力为，故D正确。 故选AD。 11．答案：AC 解析：对球施加水平推力前，对尖劈和球整体受力分析，如图1所示，可知轻绳的拉力，斜面对尖劈的支持力，对球受力分析，如图2所示，可知轻绳的拉力，故A正确；施加水平推力后，对球受力分析，如图3所示，可知对球施加水平推力后不影响竖直方向力的大小，且轻绳拉力和水平方向的夹角不变，所以轻绳的拉力不变，故C正确；对球施加水平推力后，对尖劈和球整体受力分析，如图4所示，垂直斜面方向有，可得斜面对尖劈的支持力变大，沿斜面方向有，要保持平衡，则斜面对尖劈的摩擦力沿斜面向下，且不可能为0，故BD错误。 12．答案：（1）1.7N（2）1.5N 解析：（1）以氢气球、小沙桶和细沙为整体，根据受力平衡可得 方向竖直向上。 （2）根据对称性可知，细线AO和细线BO对氢气球的拉力大小相等，以氢气球为对象，根据受力平衡可得 解得细线AO对氢气球拉力的大小为 13．答案：(1)25N (2)5N，方向水平向右 (3) 解析：（1）对球受力分析，如图所示，竖直方向有 解得 根据牛顿第三定律，可知球对斜面体的压力大小 （2）对球受力分析，水平方向有 对斜面体与球整体受力分析，水平方向有 解得水平面对斜面体的摩擦力大小 方向水平向右。 （3）斜面体与水平面间的最大静摩擦力 对斜面体及球整体受力分析，因，则推力的最小值为0 设最大值为，有，解得 综上可知，推力大小的范围是。 学科网（北京）股份有限公司 $