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

共点力的平衡 1．下列关于物体的平衡状态的说法，正确的是 (　　) A. 只有在静止或匀速直线运动状态时，物体才处于平衡状态 B. 做竖直上抛运动的物体，上升到最高点时速度为0，此瞬间物体处于平衡状态 C. 若一个物体相对另一个物体静止，则此物体处于平衡状态 D. 若一个物体所受合外力为0，则此物体处于静止状态 2．如图所示是可用来制作豆腐的石磨，木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳上的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°。下列关系式正确的是 () A. F＝F1 B. F＝2F1 C. F＝3F1 D. F＝F1 3．(多选)如图所示，一架运送救灾物资的直升机沿水平方向匀速飞行。已知物资的总质量为m，且悬挂物资的悬索与竖直方向成θ角，设物资所受的空气阻力为F阻，悬索对物资的拉力为F，重力加速度为g，则 (　　) A. F阻＝mg sin θ B. F阻＝mg tan θ C. F＝ D. F＝ 4．如图所示，小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上缓慢偏移时，细绳的拉力将 (　　) A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先逐渐增大后逐渐减小 D. 先逐渐减小后逐渐增大 5．(多选)如图甲所示，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁缓缓下降，轻绳的一端固定在较高处的A点，另一端拴在人的腰间C点(重心处)。在下降过程中可以把人简化为图乙所示的物理模型：脚与崖壁接触点为O点，人的重力G全部集中在C点，O到C点可简化为轻杆，AC为轻绳。已知OC长度不变，下降过程中的某时刻OA与OC等长，OC与崖壁成60° 夹角，则 (　　) A. 轻绳对人的拉力与人对轻绳的拉力是一对平衡力 B. 在该时刻，轻绳对人的拉力大小等于G C. 若保持O点不动，A、C间轻绳缓慢放长少许，则轻绳AC承受的拉力变大 D. 若保持O点不动，A、C间轻绳缓慢放长少许，则轻杆OC承受的压力变大 6．如图所示，固定斜面上有一个三角形物块，用一根竖直轻弹簧与之相连，三角形物块处于静止状态。下列说法正确的是 (　　) A. 物块与斜面之间一定有弹力 B. 弹簧一定处于伸长状态 C. 弹簧可能处于压缩状态 D. 物块最多受到5个力 7．一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角α＝30°的固定光滑斜面上，在如图所示的甲、乙、丙三种情况下，物体能处于平衡状态的是(g取10 N/kg) (　　) A. 仅图甲 B. 仅图乙 C. 仅图丙 D. 图甲、乙、丙 8．如图所示，两段轻绳OA和OB把电灯悬挂于两墙壁之间，改变水平绳OA的长度使连接点A在墙上逐渐向上移动到A1点(已知∠A1OB<90°)，保持O点的位置和OB绳的方向不变，则在A点向上移动的过程中 (　　) A. 绳OB上的拉力不变 B. 绳OB上的拉力先减小后增大 C. 绳OA上的拉力先增大后减小 D. 绳OA上的拉力先减小后增大 9．(多选)如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则 (　　) A. c对b的支持力减小 B. c对b的摩擦力方向可能沿斜面向上 C. c对地面的压力增大 D. c对地面的摩擦力不变 10．如图所示，一个质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC的AB边靠在竖直墙上，∠ABC＝α，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，重力加速度为g，求物块受到的摩擦力和弹力的大小。 11．(挑战创新题)如图所示，绳OC与竖直方向成30°角，O处为质量不计的光滑滑轮，用一根轻绳连接物体A和B，已知物体B重 1 000 N，物体A重400 N，物体A在空中静止，物体B在地面上静止。 (1)绳OC上的拉力为多大？ (2)物体B所受地面的摩擦力和支持力分别为多大？ 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 1． A　解析：只有处于静止或匀速直线运动状态时，物体的加速度为0，物体才处于平衡状态，故A正确；做竖直上抛运动的物体，上升到最高点时速度为0，但加速度不为0，此瞬间物体不处于平衡状态，故B错误；一个物体相对另一个物体静止，其加速度不一定为0，不一定处于平衡状态，故C错误；若一个物体所受合外力为0，此物体处于平衡状态，可能处于静止状态，也可能做匀速直线运动，故D错误。 2． D　解析：以O点为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系可知θ＝30°，由平衡条件可得F1sin 30°＝F2sin 30°，F1cos 30°＋F2cos 30°＝F，联立可得F＝F1，D正确，A、B、C错误。 3． BC　解析：分析物资的受力情况，如图所示，物资受到重力mg、空气阻力F阻和悬索对物资的拉力F。根据平衡条件可知，F阻和F的合力与mg大小相等、方向相反，则有F阻＝mg tan θ，F＝，故选B、C。 4． D　解析：以小球为研究对象，小球受到重力、细绳的拉力和斜面的支持力，三力平衡，根据平衡条件知拉力和支持力的合力与重力mg大小相等、方向相反，且保持不变。作出在三个不同位置的拉力与支持力的合成的示意图，如图所示，由图可以看出当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，拉力F先减小后增大，故D正确，A、B、C错误。 5． BC　解析：轻绳对人的拉力与人对轻绳的拉力是一对作用力和反作用力，A错误；该时刻，重力、轻绳对人的拉力、OC的支持力构成等边三角形，所以轻绳对人的拉力和OC的支持力大小都等于人的重力G，B正确；根据相似三角形，有＝＝，则有FT＝G，FN＝G，AC边变长，则轻绳AC承受的拉力FT变大，轻杆OC承受的压力FN一直不变，D错误，C正确。 6． C　解析：当物块所受弹簧的弹力与重力等大反向时，物块与斜面之间没有弹力，A错误；物块一定受到竖直向下的重力，若弹簧被压缩，则物块还受到弹簧对它竖直向下的弹力、斜面对它垂直于斜面向上的支持力以及沿斜面向上的摩擦力，若弹簧被拉伸，则物块受到重力、弹簧对它竖直向上的弹力，还可能受到斜面对它垂直于斜面向上的支持力以及沿斜面向上的摩擦力，即物块最多受4个力作用，C正确，B、D错误。 7． B　解析：物体受重力、支持力、拉力三个力的作用，重力沿斜面向下的分力大小为15 N，故只有题图乙中的物体能保持平衡，选项B正确。 8． D　解析：以O点为研究对象，根据题目条件进行受力分析如图所示，O点始终处于平衡状态，由图可知，在A点向上移动的过程中，绳OB上的拉力逐渐减小，绳OA上的拉力先减小后增大，故D正确。 9． BC　解析：对b的支持力为mbg cos θ，所以不变，故A错误；设a、b所受的重力分别为Ga、Gb。若Ga＝Gbsin θ，b受到c的摩擦力为0；若Ga≠Gbsin θ，b受到c的摩擦力不为0。若Ga＜Gbsin θ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，故B正确；以b、c整体为研究对象，分析受力如图， 根据平衡条件，水平方向上，水平面对c的摩擦力Ff＝FTcos θ＝Gacos θ，方向水平向左，在a中的沙子缓慢流出的过程中，则摩擦力在减小。竖直方向上(Gc＋Gb)＝FN＋FTsin θ，在a中的沙子缓慢流出的过程中，支持力增大，根据牛顿第三定律，压力增大，故C正确，D错误。 10． 解析：对物块进行受力分析，如图所示。沿水平方向建立x轴，沿竖直方向建立y轴。由力的平衡条件，得 Ff＝F sin α＋mg，FN＝F cos α。 答案：F sin α＋mg　F cos α 11． 解析：(1)以滑轮为研究对象，受力分析如图甲所示，因为同一根绳上各处拉力大小相等，故FB＝FA＝GA＝400 N，FC＝2GAcos 30°＝400 N。 甲　　　　　　　　　乙 (2)对物体B进行受力分析，如图乙所示，根据力的平衡条件有Ff＝FB′cos 30°＝FBcos 30°＝200 N FN＝GB－FB′sin 30°＝GB－FBsin 30°＝800 N。 答案：(1)400 N (2)200 N　800 N $