第三章 专题训练二 共点力作用下物体的平衡-【新课程能力培养】2026-2027学年高中物理必修第一册练习手册（人教版）

N 高中物理必修第一册（人教版） 专题训练二 共点力作用下物体的平衡 1.如图所示，P、Q是两个光滑的定滑轮， A. B.1.0N 吊着A、B、C三个小球的三条轻绳各有 一端在O点打结，悬吊A、C两个球的 c.25N D.2.0N 轻绳分别绕过定滑轮P、Q,三个球静止 时，OQ段轻绳与竖直方向的夹角α= 3. 如图所示，某楼顶为玻璃材料的正四面 74°。已知B、C两球的质量均为m, 体。一擦子由智能擦玻璃机器人牵引， sin37°=0.6，则A球的质量为() 在外侧面由A点匀速运动到BO的中点 D。已知擦子与玻璃间的动摩擦因数为 2 则运动过程中擦子受的牵引力与其 B○ 第1题图 重力的比值为（) A.m B.1.2m C.1.5m D.1.6m 2.如图，弹簧测力计下端挂有一质量为 0.20kg的光滑均匀球体，球体静止于带 有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°， 挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位 第3题图 于竖直方向，读数为1.0N,g取10/s2, 7 B. /13 挡板对球体支持力的大小为（) A. V6 W18 C. 1 3 D.② 6 4. 如图甲，某人借助瑜伽球锻炼腿部力量， 她屈膝静蹲，背部倚靠在瑜伽球上，瑜 伽球紧靠竖直墙面。假设瑜伽球光滑且 60° 7n7w7wwnnM 视为均匀球体，整体可简化成图乙，当 第2题图 人缓慢竖直站立的过程中，人的背部与 60)练 N 第三章相互作用一力。 水平面夹角0<牙，下列说法正确的是 6. 如图所示，质量为m的小球a、b之间 用轻绳相连，小球a通过轻杆固定在左 侧竖直墙壁上，轻杆与竖直墙壁夹角为 30°。现改变作用在小球b上的外力F的 大小和方向，轻绳与竖直方向的夹角保 持60°不变，则() 第4题图 A.墙面对球的力保持不变 B.人受到地面的摩擦力变大 60 C.地面对人的支持力变大 第6题图 D.球对人的压力先增大后减小 A.轻绳上的拉力一定小于mg 5.如图所示，人拉着拉杆箱沿水平地面匀 B. 速运动，其施加的拉力F沿拉杆的方 外力P的最小值为g 向，且与地面的夹角为0，当改变0角 C.轻杆对小球a的作用力大小不变 时，为了维持匀速运动，需改变拉力F D.轻杆对小球a的作用力方向一定沿杆 的大小。已知地面对箱子的阻力是箱子 7.如图所示，细线一端固定在一个矩形平 对地面压力的k倍，则拉力F最小时， 板上的P点，另一端连接一个质量分布 tan0的值为( 均匀的光滑球。现将木板以水平底边为 轴缓慢转动直至木板竖直，则在此过程 中，下列说法正确的是（) 第5题图 1 A.h B. 第7题图 A. 球受到的合力一直增大 C. D. 2+1 B.球对木板的压力先增大后减小 练（61 高中物理必修第一册（人教版） C. 细线对球的拉力一直减小 C.T沿风筝面上的分力大小等于G沿风 D.木板竖直时，增大细线长度，细线 筝面上的分力大小 拉力增大 D.F沿竖直方向上的分力大小等于T 8.质量为m、粗细均匀的麻绳如图所示悬 沿竖直方向上的分力大小 挂，悬点处切线与竖直方向夹角分别为 10.（多选)超长春节假期，点燃了旅游 37°和53°，P点为最低点，重力加速度 热，一些旅游景点悬挂了灯笼。如图所 为g,sin37°=0.6，则( 示，某度假村用长度相等的轻绳依次连 接了10个质量均为m的灯笼。灯笼1 :37° 的左端被细绳固定在竖直杆上，左端细 绳与竖直杆的夹角为0=45°。灯笼10 的右端也被细绳固定在竖直杆上，右端 第8题图 细绳与竖直杆的夹角也为45°。灯笼5 A.左侧悬点对麻绳拉力为0.6mg 和灯笼6之间的细绳恰好水平。则下列说 B.右侧悬点对麻绳拉力为0.8mg 法正确的是（重力加速度为g)（() C.最低点P处张力为0.3mg D.P点右侧麻绳质量为0.36m 9.（多选)放风筝是一项人们喜爱的体育 休闲运动，其中蕴含着丰富的物理学知 识。如图所示，一重力为G的风筝在牵 第10题图 线的拉力T和垂直于风筝面的恒定风力 A.灯笼5和灯笼6之间的细绳张力的 F的作用下处于平衡状态，则下列说法 大小为2.5mg 正确的是() B.灯笼5和灯笼6之间的细绳张力的 风筝面 大小为5mg C.灯笼3和灯笼4之间的轻绳与水平 牵线 风 方向的夹角a的正切值等于得 第9题图 D.灯笼3和灯笼4之间的轻绳与水平 A.F的大小大于T的大小 B.F的大小小于T的大小 方向的夹角a的正值等于号 62)练 第三章相互作用一力。 11.（多选)在如图所示的装置中，两物块 时针缓慢转动一定角度，力F可能 A、B的质量分别为mA、mg,整个系 先减小后增大，细线的弹力一定减小 统处于静止状态。设此时轻质动滑轮右 C.若保持夹角a不变，细线逆时针缓 端的轻绳与水平面之间的夹角为0，则 慢转至水平，F一直增大 下列说法正确的是( D.若保持夹角α不变，细线逆时针缓 慢转至水平，细线的弹力先增大后 rirh n 减小 B白 A 13.(多选)如图，用两根等长的细绳将一 第11题图 匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点， A.若0>30°，则mA>mg 将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动 B.若0<30°，则mA>mB 直至水平，绳与木板之间的夹角保持不 C.若0=30°，则mA>mg 变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在 D.若0=30°，则mA=mB 转动过程中() 12.（多选)如图所示，一根细线系着一个 小球，细线上端固定。现给小球施加力 F,小球平衡后细线跟竖直方向的夹角 为30°，F与细线的夹角为α，a>90°。 要使小球保持平衡，下列判断正确的是 第13题图 ( A.圆柱体对木板的压力先增大后减小 B.圆柱体对木板的压力逐渐增大 30 C.两根细绳上的拉力逐渐减小 D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持 第12题图 不变 A.若小球位置不动，改变F的方向， :14.（多选)如图所示，在粗糙水平地面上 夹角的变化范围是0≤≤180° 放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物 B.若小球位置不动，F由图示位置逆 体A,A的左端紧靠竖直墙，A与竖直 练 63 N 高中物理必修第一册（人教版） 墙之间放一光滑圆球B,A、B的质量 A. 运料车受到的摩擦力方向水平向左 均为m,整个装置处于静止状态。设墙 B.运料车受到的摩擦力方向水平向右 壁对B的支持力为F,A对B的支持 力为F2,若把A向右移动少许后，B C。运科车受到的摩擦力大小为： D. 未与地面接触，它们仍处于静止状态， 运料车与地面间的动摩擦因数为 下列判断正确的是（ 3F 2G 16.（多选)质量为M的木楔倾角0为37°， 在水平面上保持静止。当将一质量为m 的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速 77777777777 777 第14题图 下滑。如图所示，当用与木楔斜面成α A.F减小，F2减小 角的力F拉木块，木块匀速上升（已 B.F增大，F2减小 知木楔在整个过程中始终静止)。可取 C.地面对A的支持力变小 sin37°=0.6。下列说法正确的有（) D.地面对A的支持力不变 15.（多选)如图所示，建筑工人用恒力F M 推着运料车在水平地面上匀速前进，恒 力F与水平方向夹角为0=30°，运料 第16题图 车和材料的总重力为G,下列说法正确 A.物块与斜面间的动摩擦因数为0.75 的是（) B.当a=37°时，F有最小值 C.当a=30时，F有最小值 D.F的最小值为0.96mg 第15题图 64)练N 高中物理必修第一册（人教版） "专题训练二共点力作用下物体的平衡 1.B【解析】对0点受力分析如下，由题可 知OQ、OB段的拉力满足Fo0=FoB=mg,将Foo F合成如图所示，由于三个球静止，O点受力平 衡，根据几何关系有Fo、Fs是平行四边形的两 边，有Fop=F合=2 Fonsin37°=1.2mg,则有A球 的质量为ma G_F0=1.2m,故选B。 gg 60° 30° 第1题答图 第2题答图 2.A【解析】对小球受力分析如图所示，由 几何关系易得力F与力F、与竖直方向的夹角均为 30°，因此由正交分解方程可得F、sin30°= Fsin30°，FNcos30°+Fcos30°+T=mg,解得F= R、=停N,故选A。 3.A【解析】设ABO平 面与水平面的夹角为0，作 AB中点E,设AB=2a,则 0E=√4a2-=√5a,设 mgsin 6 O0'垂直于ABC所在平面， 第3题答图 且0'在ABC所在平面内，则可得0E=5。 3a;00 26.则m0=29m0=分，将重力分解 成沿平面和垂直于平面，在平面上受力分析如图， f在AD方向，可知&=30°，有f=mgcos6,F.= a-c.P,=gsin0+a=326,解得F 4 =瓜+-g,微选A 4.B【解析】对瑜伽球受力分析，如图甲， =cos9°人缓慢 由平衡条件可知N,=mgtan6,N2=mg。 竖直站立的过程中，人的背部与水平面的夹角逐渐 变大，则墙面对球的力N增大。人对球的支持力 62 增大。根据牛顿第三定律可知，球对人的压力增 大。A、D错误；对整体受力分析，如图乙，由平 衡条件，可知FN=(M+m)g,f=N,人受到地面 的摩擦力变大，地面对人的支持力不变。B正确； C错误。故选B。 7+ng 第4题答图 5.A【解析】对箱子受力分析，如图甲所示， 根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力等于地面对 箱子的支持力，其中∫=kN,F合表示摩擦力f和支 持力N的合力，设F金与竖直方向夹角为a,则 ama=卡=太，所以a角度不变，即F的方向不 变，受力分析可等效为箱子受到F金、G和F三个 力，根据“图解法”，画出矢量三角形如图乙所 示，由图可知，当F的方向与F金的方向垂直时， F的大小最小，由几何关系可知，此时0=α，则 tan0=tana=k,故选Ao F金 ↑N F 第5题答图 6.B【解析】对b进行受力分析如图所示， 中mg 第6题答图 当F的方向发生变化时，由图可知，轻绳上的拉 力可能小于mg,也可能大于mg,A错误；由b的 受力图可知，当拉力F的方向与b绳子垂直时， 3 拉力F最小为Fm=F=mgsin60°=？mg,B正 确；以a为研究对象，可知a受到重力、绳子ab 对a的作用力以及杆对a的作用力处于平衡状态， 由三个力平衡的特点可知，杆对a的作用力与a的 重力、ab对a的拉力的合力大小相等，方向相反。 a受到的重力大小方向都不变，绳对a的拉力方向 不变，大小变化，所以a受到的重力与绳对a的拉 力的合力大小、方向都是变化的，所以杆对a的作 用力大小、方向都是变化的，C、D错误。故选B。 7.B【解析】木板以水平底边为轴缓慢转动， 球始终处于平衡状态，球受到的合力为0不变，A 错误；球受力如图甲所示，根据各力的特点，利用 几何知识，作图如图乙所示，细线拉力与木板对小 球的支持力夹角为定值，由图可知细线对球的拉力 逐渐增大，木板对球的支持力先增大后减小，则球 对木板的压力先增大后减小，B正确，C错误；木 板竖直时，球受力如图丙所示，根据平衡条件有 Fsin0=mg,增大细线长度，0增大，则细线拉力 将减小，D错误。故选B。 mg 丙 第7题答图 8.D【解析】对麻绳受力分析，受重力mg、 左侧悬点对麻绳的拉力F,、右侧悬点对麻绳的拉 力F2,则F,cos37°+F2cos53°=mg,F1sin37°= F2sin53°，解得F,=0.8mg,F2=0.6mg,A、B 错误；对P点右侧麻绳受力分析，受重力m2g、最 低点P处张力F、右侧悬点对麻绳的拉力F2,则F =F2sin53°=0.48mg,m2g=F2cos53°=0.36mg, 所以P点右侧麻绳质量为m2=0.36m,C错误，D 参考答案与解析 正确。 9.AC【解析】对风筝受力分析，如图所示， 由平衡条件可知，拉力T和风力F的合力大小等 于重力，由几何关系可知，风力F与合力的夹角 小于拉力T与合力的夹角，因此F的大小大于T 的大小，A正确，B错误；风力F垂直于风筝面， F在沿风筝面方向没有分力，由力的平衡条件可 知，T沿风筝面上的分力大小等于G沿风筝面上的 分力大小，即Teos B=Gsin a,C正确；由力的平 衡条件可知，F沿竖直方向上的分力大小等于T沿 竖直方向上的分力大小加重力G,D错误。故选 AC。 7风力F 风筝面 2 第9题答图 10.BD【解析】选取1T< ~5前五个灯笼组成的整体 为研究对象，对其进行受力 分析，如图所示，由力的平 衡条件，可得F=5 mgtan0 5mg =5mg,灯笼6对灯笼5的 第10题答图 力大小为5mg,即灯笼5和 灯笼6之间的细绳张力的大小为5mg,A错误，B 正确；同理选取灯笼4和灯笼5组成的整体为研究 对象，对其进行受力分析，由力的平衡条件，可得 面《：学-器=号C错误，D正确。放达 BD。 11.BD【解析】绳子拉力绳子等于A的重 力，即F=mAg,根据平衡条件可得2Fsin0=msg, =,所以，如果0>30°，则sin6=2 即sin6=2m mB B >2,所以m<m,若6<30，则sn0=2m 是所以>m,若0=30，则m0完 63 N 高中物理必修第一册（人教版） 2,所以mA=mB,故选BD。 12.BC【解析】若a=180°，小球不能在原 位置保持平衡，故A错误；设细线拉力大小为T, 对小球受力分析，作力的矢量三角形，若小球位置 不动，F如图甲所示位置逆时针缓慢转动一定角 度，力F可能先减小后增大，细线的弹力一定减 小，B正确；如图乙，若保持夹角不变，细线逆 时针缓慢转至水平，F一直增大，若αx≤120°时， 细线的弹力一直减小，C正确，D错误。故选BC。 为 第12题答图 13.AC【解析】设两根细绳拉 力的合力为T,圆柱体的受力分析 图（侧视图）如图所示，根据正弦 定理m。T。,当木板缓 sin B sin 0 sin a' 慢转动直至水平的过程中，B保持 不变，sinB不变，0由直角逐渐减 小，sin0减小，a由锐角逐渐增大 第13题答图 变为钝角，sia先增大后减小，故T减小，FN先 增大后减小，所以压力先增大后减小。A、C正 确，B错误；由于两绳拉力的合力T减小，而两绳 的夹角保持不变，故两绳上的拉力减小。D错误。 故选AC。 14.AD【解析】小球B受重力、墙壁对B的 支持力F,A对B的支持力F2,如图所示，根据 受力平衡可得F2cos0=mg,F2sin0=F,可得F, =mgm0,片=。若把A向右移动少许后， B未与地面接触，它们仍处于静止状态，则0减 小，tan0减小，cos0增大，可知F,减小，F2减 小，A正确，B错误；以AB为整体分析，竖直方 向根据受力平衡可得V地=2mg,可知地面对A的 64 支持力不变，C错误，D正确。故选AD。 309 Ymg 第14题答图 第15题答图 15.AC【解析】分析运料车和材料的受力情 况，作出受力图，由平衡条件得运料车受到地面的 摩擦力水平向左，大小为Rm=Fcas30°-，整 直方向上有FN车=G+Fsin30°=G+0.5F,则运料 J3F 车与地面间的动摩擦因数为从=2G+F,A、C正 确，B、D错误。故选AC。 16.ABD【解析】物块匀速下滑时，有 mgsin37°=mgcos37°，解得=0.75，A正确； 物块匀速上升时，有Fcos a=mngsin0+u(mgcos0 -Fsin),整理得F=mgsin26 cos(6-)。可知当&=0= 37时，F有最小值，最小值为F=0.96mg,B、D 正确，C错误。故选ABD。 >"情境题专项 1.CD【解析】毛笔在书写的过程中受到重 力、手的作用力以及纸的支持力作用下处于平衡状 态，因为手对毛笔的作用力是未知的，所以不能判 断出毛笔对纸的压力与毛笔的重力的关系，A错 误；白纸始终处于静止状态，所以镇纸始终不受摩 擦力，镇纸的作用是增大纸与桌面之间的弹力与最 大静摩擦力，B错误；白纸始终处于静止状态，可 知白纸与镇纸之间没有摩擦力，则白纸在水平方向 只受到毛笔对白纸的摩擦力以及桌面对白纸的摩擦 力共2个摩擦力作用，C正确；白纸始终处于静止 状态，则白纸在水平方向受到的毛笔对白纸的向右 摩擦力与桌面对白纸的向左摩擦力处于平衡状态， 根据牛顿第三定律可知，白纸对桌面的摩擦力的方 向向右，D正确。故选CD。 2.C【解析】根据题意，菱形千斤顶C点受 到的压力G分解为沿两臂的两个分力F,根据对 称性可知，两臂受到的压力大小相等，如图甲所示。