3.5共点力平衡 分层作业 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册【基础题】

3.5共点力平衡 分层作业 2026-2027学年高一物理人教版必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 一、受力分析的应用 1．（2025高二上·永嘉月考）如图所示，一根质量均匀分布的钢管，一端被竖直绳子悬挂着，一端自然垂落在水平地面上，钢管处于静止状态。关于钢管的受力分析，下列说法正确的是（　　） A．钢管只受重力、拉力 B．钢管只受重力、支持力 C．钢管只受重力、拉力、支持力 D．钢管只受重力、拉力、摩擦力 【答案】C 【解析】钢管受到竖直向下的重力、绳子竖直向上的拉力、地面竖直向上的支持力；水平方向钢管没有运动趋势，不受摩擦力，故C正确，ABD错误。 故选：C。 2．（2025高二下·惠州期中）如图所示，一物体通过细绳悬挂于点，用作用于点的水平外力缓慢拉动细绳，在角逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（　　） A．该过程中先减小后增大 B．该过程中逐渐减小 C．该过程中会大于 D．该过程中均逐渐增大 【答案】D 【解析】将正交分解，由受力平衡有， 而变大，变小，不变，则与均变大，且，故只有D正确。 故答案为：D。 3．（2025·广东会考）如图所示，光滑的小球夹在竖直挡板和斜面之间静止，小球受力个数为（　　） A．1个 B．2个 C．4个 D．3个 【答案】D 【解析】由于小球光滑，所以小球不受摩擦力；小球受重力、受挡板的弹力和受斜面的弹力三个力作用处于静止状态，故A、B、C错误，D正确； 故答案为：D。 二、共点力的平衡 4．（2025高三上·广东月考）某同学测量一装满水的水桶的质量，用电子秤直接去测，超出了电子秤的量程。他设计了如下方案：如图，将轻绳1的一端固定在墙壁上，另一端连接电子秤，轻绳2的一端系在绳1上的点，另一端连接水桶。通过电子秤拉起水桶，稳定时，绳1与竖直方向夹角为，绳1在点左、右两侧的部分互相垂直，电子秤的示数为，则水和水桶的质量为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】对结点O受力分析，如图所示 由题可知，电子秤对O点的拉力，根据平衡条件可得 解得 故答案为：A。 5．（2025高一上·濠江期中）如图所示，某同学用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子向左匀速运动。瓶子竖直，且始终与手保持相对静止，已知手掌与瓶子间的动摩擦因数，则（　　） A．瓶子受到的摩擦力大小为50N B．瓶子受到的摩擦力向右 C．瓶子对手的摩擦力竖直向下 D．当握力减小时，瓶子受到的摩擦力大小将减小 【答案】C 【解析】A、瓶子竖直方向受力平衡，静摩擦力大小等于重力，为40N，不是50N，故A错误； B、瓶子受到手的静摩擦力用来平衡重力，方向竖直向上，不是向右，故B错误； C、手对瓶子的摩擦力竖直向上，根据牛顿第三定律，瓶子对手的摩擦力竖直向下，故C正确； D、握力减小，只要瓶子没有滑落，竖直方向仍然平衡，静摩擦力大小等于重力，保持不变，故D错误； 故答案为：C。 【B组拓展提升】 6．（2026高一下·高州月考）如图所示，大湾区跨海大桥检修时，工人使用支架系统作业。水平横杆AB一端固定在桥体（A点），另一端B点通过等长轻绳BC和BD悬挂检修篮，轻绳BC和BD与竖直方向夹角均为，检修篮及工人总质量，重力加速度，，。下列说法正确的是（　　） A．轻绳BC的拉力大小约为667N B．横杆AB在B点对轻绳的弹力方向水平向右 C．横杆AB在B点对轻绳的弹力大小为800N D．若增大，轻绳BC的拉力将减小 【答案】C 【解析】A．以工人和检修篮为对象，根据平衡方程可知轻绳BC和BD拉力的竖直分力的合力与总重力相等，有，解得轻绳BC拉力大小，A错误； BC．由于工人和检修篮处于静止，根据平衡条件可知杆在B点对轻绳的支持力与地球对轻绳、工人和检修篮的重力是一对平衡力，其大小等于800N，方向竖直向上，B错误，C正确； D．根据平衡条件可知两绳BC和BD拉力的合力不变，等于，增大导致两绳间的夹角增大，根据平衡方程可知每根绳子中的拉力大小增大，D错误。 故选C。 7．（2026·天河模拟）2025年8月8日至12日，世界机器人大会在北京举办。如图甲所示，分拣机器人到达指定投递口停住后，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，当托盘倾角增大某一角度时，包裹恰好开始下滑。侧视简化图如图乙，则（　　） A．包裹滑动前，缓慢增大托盘倾角，包裹所受支持力大小减小 B．包裹滑动前，缓慢增大托盘倾角，托盘对包裹的作用力大小增大 C．包裹滑动后，继续增大托盘倾角，包裹所受摩擦力大小增大 D．包裹滑动后，继续增大托盘倾角，包裹所受合外力保持不变 【答案】A 【解析】A、包裹滑动前受力平衡，支持力，倾角变大，减小，支持力随之减小，故A正确； B、滑动前托盘对包裹的作用力是支持力与静摩擦力的合力，始终与重力等大反向，作用力大小不变，故B错误； C、滑动后包裹受滑动摩擦力，倾角增大，减小，摩擦力减小，故C错误； D、滑动后合外力，增大，合外力变大，故D错误； 故答案为：A。 8．（2026·毕节模拟）如图，将一个重力为G的铅球放在固定的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，斜面和挡板对铅球的弹力分别为和，则（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】AB．设斜面倾角为，对球受力分析如图所示，小球受到重力和斜面和挡板对小球的弹力作用， 小球处于平衡状态，由于挡板对小球的弹力和重力的合力等于斜面对小球的合力，根据矢量三角形定则可知，可知，故AB错误； CD．根据矢量三角形定则可知，可得，故C正确，D错误。 故选C。 9．（2026·新华模拟）如图甲是国家博物馆馆藏的西汉龙纹玉璧，可简化为图乙所示情景。承托玉璧的斜面倾角，玉璧底部两个起支撑作用的钉子A、B与玉璧中心的连线夹角，若玉璧质量，斜面光滑，重力加速度取，则每个钉子对玉璧的支持力大小为（　　） A．2.5 N B．5 N C． D． 【答案】C 【解析】对玉璧进行受力分析，玉璧受到重力、斜面的支持力和两杆钉子的支持力作用，在斜面平面内，玉璧受到两个钉子对玉璧的支持力、，根据两个力的对称性可知，且两力方向均指向圆心，夹角为。在斜面方向上，玉璧还受到受到重力沿斜面向下的分力； 由于玉璧处于静止，根据斜面方向的平衡方程有： 根据表达式可以解得钉子对玉璧的支持力大小为 故选C。 【C组综合拓展】 10．某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图a，细绳1、2和橡皮筋相连于一点，绳1上端固定在A点，绳2下端与水杯相连，橡皮筋的另一端与绳套相连。为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系，该小组逐次加入等质量的水，拉动绳套，使绳1每次与竖直方向夹角均为30°且橡皮筋与绳1垂直，待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出x-m关系图线，如图b所示。 回答下列问题： （1）将一芒果放入此空杯，按上述操作测得x＝11.60 cm，由图b可知，该芒果的质量m0＝　 　 g（结果保留到个位）。若杯中放入芒果后，绳1与竖直方向夹角为30°但与橡皮筋不垂直，由图像读出的芒果质量与m0相比　 　（填“偏大”或“偏小”）。 （2）另一组同学利用同样方法得到的x-m图像在后半部分弯曲，下列原因可能的是____。 A．水杯质量过小 B．绳套长度过大 C．橡皮筋伸长量过大，弹力与其伸长量不成正比 （3）写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施：　 　。 【答案】（1）107；偏大 （2）C （3）更换劲度系数更大的橡皮筋，使其在更大拉力下伸长量适中；②减小绳1与竖直方向的夹角（如从30°减小到15°），使橡皮筋承担的分力减小，从而可测量更大质量。 【解析】（1）根据题图b杯中物体质量m与橡皮筋长度x的x-m关系图线可知， 当橡皮筋长度x为11.60 cm时，对应杯中芒果的质量m0＝107 g；对细绳1、2和橡皮筋的连接点进行受力分析的矢量三角形如图所示，由图可知，当橡皮筋与绳1垂直时，橡皮筋的拉力最小， 若杯中放入芒果后，绳1与竖直方向夹角虽为30°但与橡皮筋不垂直，这会导致橡皮筋的拉力变大，橡皮筋的长度变大。 因此，从图像上读出的芒果质量与m0相比会偏大。 故答案为：107；偏大 （2）A：水杯质量过小不影响m与x的线性关系，A错误； B：绳套长度过大与弹力与伸长量是否成正比关系无关，B错误； C：当橡皮筋伸长量过大超出弹性限度后，弹力与伸长量不再遵循胡克定律，导致图像弯曲，C正确。 故答案为：C （3）使上述装置测量质量范围增大的措施：①更换劲度系数更大的橡皮筋，使其在更大拉力下伸长量适中；②减小绳1与竖直方向的夹角（如从30°减小到15°），使橡皮筋承担的分力减小，从而可测量更大质量。 故答案为：更换劲度系数更大的橡皮筋，使其在更大拉力下伸长量适中；②减小绳1与竖直方向的夹角（如从30°减小到15°），使橡皮筋承担的分力减小，从而可测量更大质量。 11．（2025高一上·广州期中）如图甲所示，倾角为的斜面固定，斜面上有质量的物块A，物块A恰好能沿斜面匀速下滑。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，当地重力加速度g取（已知，），则： （1）求物块A对斜面的压力； （2）求物块A与斜面间的动摩擦因数； （3）若对物块A施加水平向右推力F，如图乙所示，使物块A在斜面上匀速向上移动，求力F的大小。 【答案】（1）对物块A进行受力分析，在垂直斜面方向上 根据牛顿第三定律可知物块A对斜面的压力 （2）在沿着斜面方向上 而 解得​​​​​​​ （3）施加水平向右推力F后，根据平衡条件 而 联立解得​​​​​​​ 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5共点力平衡 分层作业 2026-2027学年高一物理人教版必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 一、受力分析的应用 1．（2025高二上·永嘉月考）如图所示，一根质量均匀分布的钢管，一端被竖直绳子悬挂着，一端自然垂落在水平地面上，钢管处于静止状态。关于钢管的受力分析，下列说法正确的是（　　） A．钢管只受重力、拉力 B．钢管只受重力、支持力 C．钢管只受重力、拉力、支持力 D．钢管只受重力、拉力、摩擦力 2．（2025高二下·惠州期中）如图所示，一物体通过细绳悬挂于点，用作用于点的水平外力缓慢拉动细绳，在角逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（　　） A．该过程中先减小后增大 B．该过程中逐渐减小 C．该过程中会大于 D．该过程中均逐渐增大 3．（2025·广东会考）如图所示，光滑的小球夹在竖直挡板和斜面之间静止，小球受力个数为（　　） A．1个 B．2个 C．4个 D．3个 二、共点力的平衡 4．（2025高三上·广东月考）某同学测量一装满水的水桶的质量，用电子秤直接去测，超出了电子秤的量程。他设计了如下方案：如图，将轻绳1的一端固定在墙壁上，另一端连接电子秤，轻绳2的一端系在绳1上的点，另一端连接水桶。通过电子秤拉起水桶，稳定时，绳1与竖直方向夹角为，绳1在点左、右两侧的部分互相垂直，电子秤的示数为，则水和水桶的质量为（　　） A． B． C． D． 5．（2025高一上·濠江期中）如图所示，某同学用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子向左匀速运动。瓶子竖直，且始终与手保持相对静止，已知手掌与瓶子间的动摩擦因数，则（　　） A．瓶子受到的摩擦力大小为50N B．瓶子受到的摩擦力向右 C．瓶子对手的摩擦力竖直向下 D．当握力减小时，瓶子受到的摩擦力大小将减小 【B组拓展提升】 6．（2026高一下·高州月考）如图所示，大湾区跨海大桥检修时，工人使用支架系统作业。水平横杆AB一端固定在桥体（A点），另一端B点通过等长轻绳BC和BD悬挂检修篮，轻绳BC和BD与竖直方向夹角均为，检修篮及工人总质量，重力加速度，，。下列说法正确的是（　　） A．轻绳BC的拉力大小约为667N B．横杆AB在B点对轻绳的弹力方向水平向右 C．横杆AB在B点对轻绳的弹力大小为800N D．若增大，轻绳BC的拉力将减小 7．（2026·天河模拟）2025年8月8日至12日，世界机器人大会在北京举办。如图甲所示，分拣机器人到达指定投递口停住后，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，当托盘倾角增大某一角度时，包裹恰好开始下滑。侧视简化图如图乙，则（　　） A．包裹滑动前，缓慢增大托盘倾角，包裹所受支持力大小减小 B．包裹滑动前，缓慢增大托盘倾角，托盘对包裹的作用力大小增大 C．包裹滑动后，继续增大托盘倾角，包裹所受摩擦力大小增大 D．包裹滑动后，继续增大托盘倾角，包裹所受合外力保持不变 8．（2026·毕节模拟）如图，将一个重力为G的铅球放在固定的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，斜面和挡板对铅球的弹力分别为和，则（　　） A． B． C． D． 9．（2026·新华模拟）如图甲是国家博物馆馆藏的西汉龙纹玉璧，可简化为图乙所示情景。承托玉璧的斜面倾角，玉璧底部两个起支撑作用的钉子A、B与玉璧中心的连线夹角，若玉璧质量，斜面光滑，重力加速度取，则每个钉子对玉璧的支持力大小为（　　） A．2.5 N B．5 N C． D． 【C组综合拓展】 10．某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图a，细绳1、2和橡皮筋相连于一点，绳1上端固定在A点，绳2下端与水杯相连，橡皮筋的另一端与绳套相连。为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系，该小组逐次加入等质量的水，拉动绳套，使绳1每次与竖直方向夹角均为30°且橡皮筋与绳1垂直，待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出x-m关系图线，如图b所示。 回答下列问题： （1）将一芒果放入此空杯，按上述操作测得x＝11.60 cm，由图b可知，该芒果的质量m0＝　 　 g（结果保留到个位）。若杯中放入芒果后，绳1与竖直方向夹角为30°但与橡皮筋不垂直，由图像读出的芒果质量与m0相比　 　（填“偏大”或“偏小”）。 （2）另一组同学利用同样方法得到的x-m图像在后半部分弯曲，下列原因可能的是____。 A．水杯质量过小 B．绳套长度过大 C．橡皮筋伸长量过大，弹力与其伸长量不成正比 （3）写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措施：　 　。 11．（2025高一上·广州期中）如图甲所示，倾角为的斜面固定，斜面上有质量的物块A，物块A恰好能沿斜面匀速下滑。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，当地重力加速度g取（已知，），则： （1）求物块A对斜面的压力； （2）求物块A与斜面间的动摩擦因数； （3）若对物块A施加水平向右推力F，如图乙所示，使物块A在斜面上匀速向上移动，求力F的大小。 学科网（北京）股份有限公司 $