第4章 第3节 共点力的平衡（课时跟踪检测）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第一册学生用书word（鲁科版）

**基本信息** 共点力平衡同步练习通过基础概念辨析、典型模型应用及综合情境分析的分层设计，实现从单一知识点到复杂问题解决的进阶巩固，融合生活与科技情境培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|共点力平衡条件、简单受力分析|概念辨析题（题1）结合鞠躬情境（题2），强化运动与相互作用观念| |中档层|力的合成与分解、典型模型应用|斜面（题6）、圆环（题8）等模型题，培养科学推理与模型建构能力| |综合应用层|多力平衡、实际问题解决|黑板擦（题12）、风筝（题13）等复杂情境题，体现科学态度与社会责任|

第3节　共点力的平衡 1.〔多选〕下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是（　　） A.物体所受的合力为零时不一定处于平衡状态 B.物体的速度方向改变时，物体可能处于平衡状态 C.物体处于平衡状态时，所受合力一定为零 D.物体处于平衡状态时不一定静止 2.鞠躬，即弯腰行礼，是表示对他人敬重的一种礼节，也是我国传统的礼仪之一。如图甲所示，鞠躬时人上身前倾一定角度，全身保持平衡，可简化为如图乙所示，若头的重力为G、颈椎对头的支持力为F1、颈部肌肉的拉力为F2，则下列关于人头部的受力示意图可能正确的是（　　） 3.〔多选〕如图，一只小松鼠站在倾斜的树枝上处于静止状态，该树枝与水平方向的夹角为30°，松鼠所受重力大小为G。则下列结论正确的是（　　） A.树枝对松鼠的支持力大小为G，方向竖直向上 B.树枝对松鼠的支持力大小为G，方向垂直树枝向上 C.树枝对松鼠的作用力大小等于G，方向竖直向上 D.树枝对松鼠的作用力大小等于G，方向竖直向上 4.（2023·浙江6月选考6题）如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为（　　） A.Fa＝0.6G，Fb＝0.4G B.Fa＝0.4G，Fb＝0.6G C.Fa＝0.8G，Fb＝0.6G D.Fa＝0.6G，Fb＝0.8G 5.如图所示，设某运动员所举杠铃的总重力为G，杠铃平衡时每只手臂与竖直线所成的夹角为30°，则他每只手臂承受的力为（　　） A.　　　B.G C.　　　D.G 6.如图所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态。若斜面的倾角为θ，则（　　） A.F＝Gcos θ B.F＝Gsin θ C.斜面对物体的支持力N＝Gcos θ D.斜面对物体的支持力N＝ 7.如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力N、摩擦力f和磁力F的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（　　） A.f＝G B.F＝N C.f＝Gcos θ D.F＝Gsin θ 8.如图所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连，小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为60°，则轻绳对小球的拉力大小为（重力加速度为g）（　　） A.mg B.mg C.2mg D.mg 9.如图所示，物体A放在某一水平面上，已知物体A重力为60 N，A与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，A、B均处于静止状态，绳AC水平，绳CD与水平方向成37°角，CD绳上的拉力大小为15 N。sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： （1）物体A受到的摩擦力为多大？ （2）物体B重力为多大？ 10.L形木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力，则木板P的受力个数为（　　） A.3　　　 B.4 C.5　　　 D.6 11.如图所示，用筷子把一粒豆子夹住并处于静止状态，以下说法正确的是（　　） A.若筷子水平，则豆子受到三个力的作用 B.若筷子竖直，则豆子受到两个力的作用 C.若筷子与水平面成一角度，则豆子受到筷子的作用力与重力等大反向 D.若增大筷子与水平面的夹角，则豆子受到的摩擦力将减小 12.同学们都有过擦黑板的经历，如图所示，一黑板擦（可视为质点）的质量为m＝0.2 kg，当手臂对黑板擦的作用力F＝10 N且F与黑板面所成角度为53°时，黑板擦恰好沿黑板表面缓慢竖直向上擦黑板（取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6）。 （1）求黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ； （2）若作用力F方向保持不变，当F多大时能完成向下缓慢擦黑板的任务； （3）比较两种情况，试判断哪次黑板擦得更干净，说明理由。 13.如图甲所示的风筝是借助于风对其作用力和牵线对其拉力的作用，才得以在空中处于平衡状态的。如图乙所示的风筝平面AB与水平面的夹角为30°，牵线与风筝平面AB的夹角为53°，风筝质量为300 g，求风对风筝作用力的大小。（设风对风筝的作用力与风筝平面垂直，g取10 m/s2，已知sin 53°＝0.8，sin 37°＝0.6） 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　共点力的平衡 1.CD　共点力作用下物体的平衡状态是物体处于静止或匀速直线运动的状态，即F合＝0，a＝0的状态，故C、D正确。 2.C　由共点力平衡的条件可知，三个共点力平衡，任意两个力的合力需与第三个力等大反向。根据平行四边形定则可知，A、B、D三个选项中任意两个力的合力均不能与第三个力等大反向，只有C选项可能满足三力平衡的条件。故选C。 3.BD　对树枝上的松鼠进行受力分析，如图所示。由平衡条件得树枝对松鼠的支持力大小为N＝Gcos 30°＝G，方向垂直树枝向上，故A错误，B正确；根据平衡条件可知，树枝对松鼠的作用力与松鼠的重力等大反向，即大于等于G，方向竖直向上，故C错误，D正确。 4.D　以圆柱体为研究对象，受力分析如图所示，两侧半圆柱体对圆柱体的支持力的合力与圆柱体所受重力等大反向，结合几何关系可知Fa＝Gsin 37°＝0.6G，Fb＝Gcos 37°＝0.8G，D正确。 5.B　以杠铃为研究对象，受力分析如图所示，根据平衡条件得2Fcos 30°＝G，解得F＝G，则他每只手臂承受的力为G，故B正确。 6.D　物体受力如图所示，根据平衡条件，F、N的合力与重力等大反向，则有F＝Gtan θ，N＝，故选项D正确。 7.C　将重力沿斜面和垂直于斜面方向分解，如图所示，沿斜面方向，由平衡条件得f＝Gcos θ，故A错误，C正确；垂直于斜面方向F＝Gsin θ＋N，故B、D错误。 8.A　对B点处的小球受力分析，如图所示，则有Tsin 60°＝Nsin 60°，Tcos 60°＋Ncos 60°＝mg，解得T＝N＝mg，A正确。 9.（1）12 N　（2）9 N 解析：（1）以结点C为研究对象，受力分析如图所示，因为A、B均处于静止状态，结点C受力平衡，F1＝15 N，在x轴上，AC绳的拉力大小F2＝F1cos 37°＝12 N 在y轴上，BC绳的拉力大小F3＝F1sin 37°＝9 N A物体处于静止状态，在水平方向受到的摩擦力f与绳AC拉力大小相等，即f＝F2＝12 N。 （2）B物体处于静止状态，故B物体的重力与BC绳的拉力相同，则GB＝F3＝9 N。 10.C　P、Q一起沿斜面匀速下滑，木板P的上表面光滑，对整体受力分析，整体受力平衡，受重力、斜面支持力、斜面的摩擦力；隔离滑块Q分析其受力，其受到三个力：重力、P对Q的支持力、弹簧对Q沿斜面向上的弹力；再隔离木板P分析其受力，其受重力、Q对P的压力、弹簧对P沿斜面向下的弹力、斜面对P的支持力、斜面对P的摩擦力五个力作用，故选项C正确。 11.C　无论筷子水平或竖直，每根筷子对豆子都有一个摩擦力作用，每根筷子都对豆子有一个弹力作用，豆子受竖直向下的重力作用，此时豆子受5个力作用，故A、B错误；若筷子与水平面成一角度，此时豆子静止处于平衡状态，豆子受重力与筷子的作用力，由平衡条件可知，豆子受到筷子的作用力与重力等大反向，故C正确；设豆子的质量为m，筷子与水平面间的夹角为θ，设筷子对豆子的摩擦力为f，豆子静止处于平衡状态，由平衡条件得f＝mgsin θ，若增大筷子与水平面的夹角θ，则豆子受到的摩擦力将增大，故D错误。 12.（1）0.5　（2）2 N　（3）见解析 解析：（1）当黑板擦缓慢向上滑动时，受力分析如图甲所示。 根据平衡条件可知 水平方向，有N＝Fsin 53° 竖直方向，有Fcos 53°＝f＋mg 又f＝μN，联立解得μ＝0.5。 （2）在黑板擦缓慢向下擦的过程中， 以黑板擦为研究对象进行受力分析，如图乙所示 根据平衡条件， 水平方向，有N'＝F'sin 53° 竖直方向，有F'cos 53°＋f'＝mg 又f'＝μN'，解得F'＝2 N。 （3）缓慢向上移动时摩擦力比缓慢向下移动时摩擦力更大，擦得更干净。 13.4.6 N 解析：风筝平衡时共受到三个力作用，即重力mg、风对它的作用力F和牵线对它的拉力T，如图所示。以AB方向为x轴方向，F方向为y轴方向，建立平面直角坐标系，将重力和拉力T正交分解，沿x轴方向：mgsin 30°－Tsin 37°＝0，解得T＝mg＝2.5 N 沿y轴方向：F＝Tcos 37°＋mgcos 30°≈4.6 N。 学科网（北京）股份有限公司 $