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

3.5 共点力的平衡 1.高空走钢丝的表演中，若质量为m的表演者(包含平衡杆)静止于钢丝中点时，表演者前后两侧的钢丝与水平方向成θ角，重力加速度为g，此时钢丝中点处的弹力大小为( ) A. B. C. D. 2.如图所示为某大桥结构示意图，内、外侧主索与桥梁平面的夹角为30°.假设桥梁质量为，仅由200条竖直吊索承担，200条竖直吊索固定于四根倾斜主索上，主索由东、西两个锚碇稳定平衡，不计竖直吊索和主索重力，重力加速度g取，则每根主索的张力大小为( ) A. B. C. D. 3.图甲为石林景观，可简化为如图乙所示的模型，重力大小为G的石块B被A、C两石块夹住，B左侧面竖直，右侧面的倾角为60°。若不计摩擦，则C对B的支持力大小为( ) A.2G B. C.G D. 4.如图甲所示为校园中的一个种满植物的半球形花盆，通过平台上4个等大、对称分布的球体支撑。其简化图如图乙所示（位于中间的前、后两个球体重叠），和分别为花盆的球心和重心，为球体1的球心，与竖直方向的夹角分别为30°、45°，花盆（包括泥土和植物）的总质量为M，每个球体的质量均为m，重力加速度为g，不计花盆与球体间的摩擦力，则每个球体对花盆的作用力大小为( ) A. B. C. D. 5.如图，A、B两个物块叠加后静止在竖直的轻弹簧上，A与竖直墙面接触，弹簧在弹性限度内，下列说法正确的是( ) A.物块A、B接触面可能光滑 B.物块A最多可能受5个力 C.物块A对物块B的作用力一定垂直接触面向下 D.弹簧对物块B的作用力等于物块A、B的总重力 6.如图所示，人用平行于水平地面的力推沙发，沙发没有被推动，由此可知沙发所受地面的摩擦力( ) A.小于推力 B.大于推力 C.方向与推力相同 D.方向与推力相反 7.如图所示，用同样大小的力提一桶水沿水平路面做匀速直线运动。已知两个力在同一竖直平面内。两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力大小为G，下列说法中正确的是( ) A.在两个力的夹角逐渐变大的过程中，的合力保持不变 B.两个力的夹角大一些更省力 C.当θ为120°时， D.不管θ为何值，都有 8.如图所示，用水平向左的推力F推着总质量为的木箱在水平面上做匀速直线运动，若木箱受到的阻力是木箱总重力的倍，则木箱受到的支持力是________N，推力F为________N。 9.共点力平衡的条件 （1）平衡状态：物体受到几个力作用时，保持__________或__________运动的状态。 （2）条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为__________。 （3）公式：__________，或__________和__________。 （4）由平衡条件得出的三个结论： ①二力平衡：二力__________、__________，是一对平衡力。 ②三力平衡：任两个力的合力与第三个力__________、__________。 ③多力平衡：任一力与其他所有力的合力__________、__________。 共点力平衡的条件 10.一只小猪用仅有的前肢行走，摇摇晃晃，踉踉跄跄。如图所示，在小猪在地面上努力将身体后部缓慢撑起的过程中，它所受地面的作用力________（填“一直增大”“一直减小”或“大小一直不变”）。 11.为方便阅读，某同学制作了如图所示的书架，通过调节书架的倾角可提升阅读的舒适性。当调节倾角时，质量的书静止在书架上，重力加速度g取，，。求： (1)书受到书架支持力的大小； (2)书受到书架摩擦力的大小。 12.如图所示，轻绳的一端固定在竖直墙上，另一端系一个质量为的光滑铁球，当铁球静止时，轻绳与竖直方向的夹角（），取，求： (1)绳对铁球的拉力的大小； (2)墙对铁球的支持力的大小； 答案以及解析 1.答案：D 解析：以表演者和平衡杆整体为研究对象，受力分析如图所示，根据平衡条件，前后两侧钢丝弹力的合力与重力等大反向，则有，解得，D正确. 2.答案：B 解析：200条竖直吊索承担桥梁重量，那么每条竖直吊索承受的拉力大小为，200条竖直吊索固定于主索上，两侧主索对称，所以一侧主索承担100条竖直吊索的拉力，这100条竖直吊索拉力的合力大小，设每根主索的张力大小为，主索张力在竖直方向的分力与100条竖直吊索拉力的合力大小相等，由几何关系可知，解得，B正确. 3.答案：A 解析：如图所示，B受到重力G、A对B水平向右的支持力对B垂直B右侧面的支持力，根据平衡条件可得，故选A。 4.答案：B 解析：对花盆，根据平衡条件可得，所以，故选B。 5.答案：D 解析：AB.对A、B整体研究可知，墙面对A不可能有弹力，因而也就没有摩擦力，因此物块A、B接触面一定是粗糙的，A一定受到重力、B的支持力和摩擦力三个力的作用，故AB错误；C.以A为对象，根据平衡条件可知，B对A的作用力与A的重力等大反向，因此A对B的作用力一定竖直向下，故C错误；D.由于竖直墙面对A没有作用力，因此弹簧对B的作用力大小等于A、B的总重力，故D正确。故选D。 6.答案：D 解析：人用平行于水平地面的力推沙发，沙发没有被推动，沙发处于静止状态，沙发受到静摩擦力作用，根据平衡条件可知，沙发所受地面的摩擦力大小等于推力，方向与推力方向相反。故选D。 7.答案：AC 解析：水和水桶整体受力平衡，可知的合力与水和水桶的总重力等大反向，即的合力保持不变，A正确；根据对称性知与竖直方向的夹角均为，可得，解得，可知θ越小，力越小，则两个力的夹角小一些更省力，B错误；当θ为120°时，可得，C正确，D错误。 8.答案：500；50 解析：木箱的重力 竖直方向：木箱匀速，重力和支持力是一对平衡力，所以 阻力是总重力的0.1倍 水平方向：木箱做匀速直线运动，推力与阻力二力平衡 9.答案：（1）静止/匀速直线；匀速直线/静止 （2）零/0 （3）0；0；0 （4）①大小相等；方向相反②大小相等；方向相反③大小相等；方向相反 解析：（1）物体受到几个力作用时，保持静止或匀速直线运动的状态为平衡状态。 （2）条件：在共点力作用下物体平衡的条件是合力为零。 （3）公式：，或和。 （4）①二力平衡：二力大小相等、方向相反，是一对平衡力。 ②三力平衡：任两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反。 ③多力平衡：任一力与其他所有力的合力大小相等、方向相反。 10.答案：大小一直不变 解析：由平衡可知，地面对小猪的作用力与小猪的重力等大反向，可知它所受地面的作用力大小一直不变。 11.答案：(1) (2) 解析：（1）根据平衡条件可知，书受到书架支持力的大小为 （2）根据平衡条件可知，书受到书架摩擦力的大小为 12.答案：(1)12.5N (2)7.5N 解析：（1）对小球受力分析，细线的拉力，竖直墙壁的支持力和竖直向下的重力mg，由平衡条件可知 （2）由平衡条件可知 学科网（北京）股份有限公司 $