3.5共点力的平衡 分层练习-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 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【提升题】——解析版 目录 【A组同步训练】 1 一、受力分析的应用 1 二、共点力的平衡 3 【B组难点突破】 5 【C组综合拓展】 8 【A组同步训练】 一、受力分析的应用 1．（2025高一下·雨花期末）如图所示，一个球形物体静止于光滑水平地面上并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点分别是球与墙、球与地面的接触点。下列说法中正确的是（　　） A．物体对地面的压力就是物体的重力 B．物体受到重力、B点的支持力、A点的弹力作用 C．物体受到的支持力是由于物体发生形变而产生的 D．物体间有接触但不一定有弹力，物体间有弹力则一定会有接触 【答案】D 【解析】A．物体对地面的压力的大小等于物体重力的大小，但压力不是重力，压力和重力性质不同，故A错误； B．物体受到重力、B点的支持力的作用，若受A点的弹力，则不能平衡，故B错误； C．物体受到的支持力是由于水平面的弹性形变而产生的，故C错误； D．弹力产生的条件是直接接触、发生弹性形变。所以物体间有接触但不一定有弹力，物体间有弹力则一定会有接触，故D正确。 故答案为：D。 2．（2025高二下·长沙期末）如图所示，轻质滑轮固定在水平天花板上，动滑轮挂在轻绳上，整个系统处于静止状态，轻绳与水平方向的夹角θ，不计摩擦。现将绳的一端由Q点缓慢地向左移到P点，则（　　） A．θ角不变，物体上升 B．θ角不变，物体下降 C．θ角变小，物体上升 D．θ角变小，物体下降 【答案】A 【解析】对物体 A 进行受力分析，由二力平衡条件可知，轻绳的拉力大小始终等于物体 A 的重力，即T=GA​，保持不变；对动滑轮受力分析，两段轻绳拉力的合力等于物体 B 的重力，也保持不变。由于两段绳的拉力大小不变、合力不变，根据平行四边形定则，两段绳的夹角必然不变，因此轻绳与水平方向的夹角θ保持恒定；当绳的一端从 Q 点缓慢移至 P 点时，两段绳的水平总长度增大，而夹角θ不变，因此动滑轮的位置会向上移动，物体 A 随之上升。 综上，选项 A 正确，BCD 错误， 故答案为：A。 （多选）3．（2025高一上·天心期中）图甲、乙、丙中的A、B、C和D球均为光滑球，且四个球均静止。图丁中的E球是一足球，一学生将足球踢向斜台的示意图如图丁所示。下列说法正确的是 （　　） A．若图甲中斜面和水平面均光滑，A球只受到两个力的作用 B．若曲面上表面光滑，B球和C球间一定有弹力的作用 C．D球受到两个弹力的作用 D．E球（足球）与斜台作用时，斜台给足球的弹力方向先沿v1的方向后沿v2的方向 【答案】A,B 【解析】A．由于A球处于静止，根据受力分析可知A球受到重力和支持力的作用，所以A球和斜面之间没有弹力作用，故A正确； B．由于B球处于静止，由于B球受到的重力和支持力不在同一直线上，由平衡条件可知，B球受重力，支持力和C球的弹力作用，故B正确； C．由于D球处于静止，则D球受到竖直向上的拉力和本身的重力，由平衡条件可知，倾斜的细绳对D球没有拉力作用，D球受到一个弹力的作用，故C错误； D．由于弹力方向垂直于接触面指向受力物体，与速度方向无关，所以E球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹力方向总是垂直于接触面，故E球（足球）与斜台作用时斜台给足球的弹力方向垂直斜台向左上方方向，故D错误。 故选AB。 二、共点力的平衡 4．（2026·河北模拟）港珠澳大桥的建设凝聚着中国工程师的智慧。工程师团队在世界范围内首次提出深插式钢圆筒快速成岛技术，使用起重船吊起巨型钢筒直接固定在海床上并插入到海底，然后在中间填土形成人工岛。如图甲所示，每个钢筒的直径为L，由八根对称分布的长为L的起吊绳通过机械抓手连接。某次悬吊的示意图（图中仅画出两根对称的起吊绳）如图乙所示，每根绳所承受的拉力大小约为则该巨型钢筒所受的重力约为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】每根吊绳与竖直方向的夹角θ满足，所以，所有吊绳的竖直分力之和等于钢筒的重力G，，解得 故答案为：D。 5．（2026·承德模拟）在一次维修工作中，工人需要将重物提升至5楼。为防止重物在上升过程中碰撞阳台，工人采用了如图所示的装置进行提升。图中O处安装有一个定滑轮，AB为一段动摩擦因数0.75的滑轨，其水平跨度为16m，竖直高度为12m。在提升过程中，绳子与滑轨之间的夹角为α（重物在A点时，）。工人通过拉动绳子，使质量为m的重物沿滑轨匀速上升。绳子质量、滑轮与绳子之间的摩擦力均忽略不计。，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．绳上的拉力大小为 B．滑轨对重物的支持力先增大后减小 C．绳上的拉力一直增大 D．当夹角α=37°时，绳上的拉力有最小值 【答案】D 【解析】A．由滑轨水平跨度与竖直高度可算出滑轨倾角 对重物受力分析，将力沿滑轨、垂直滑轨方向分解，沿滑轨方向满足 垂直滑轨方向满足，联立整理可得，故A错误； B．将拉力代入垂直方向受力式，化简得到，重物上滑过程中持续增大，随之增大，不断减小，因此支持力一直减小，故B错误； CD．利用辅助角公式对拉力表达式的分母变形： 则拉力，当即时，拉力取得最小值； 重物上升时从开始增大，因此拉力先减小、后增大，并非一直增大，故C错误，D正确。 故答案为：D。 6．（2026·广安模拟）如图，山崖边上有一个风动石，无风时地面对风动石的作用力大小为；当风动石受到一个斜向右下方的风力时依然静止，地面对其作用力大小变为，则（　　） A．小于 B．大于 C．等于 D．、大小关系无法确定 【答案】A 【解析】无风时，风动石只受重力、地面支持力，二力平衡，地面对它的作用力 ，受斜向右下方的风力时，风动石受重力、风力、地面支持力、地面静摩擦力，地面对它的作用力为支持力与摩擦力的合力，由矢量合成，该合力与重力、风力的合力等大反向，因此 ，即 ，故A正确，BCD错误。 故答案为：A。 【B组难点突破】 7．（2026·绵阳模拟）如图所示，轻质细线OA、OB、OC系于O点。A端固定于天花板上，B端与水平桌面上的物块乙相连，C端系有物块甲。初始时OA与竖直方向的夹角为，OB与水平方向平行。现对物块甲施加水平向右的外力F，在保持O点位置不变的情况下，使物块甲缓慢向右上方移动少许，在移动过程中，下列说法正确的是（　　） A．物块乙所受合力逐渐增大 B．细线OA上的弹力不变 C．细线OC上的弹力逐渐减小 D．外力F逐渐减小 【答案】B 【解析】A．由题意可知，物块乙始终静止不动，即处于平衡状态，则物块乙所受合力为零不变，故A错误； B．设物块甲缓慢向右上方移动使得细线与竖直方向的夹角为，对节点O受力分析，在竖直方向上，根据平衡条件可得，对物块甲受力分析，在竖直方向上，根据平衡条件可得，即所以，细线OA上的弹力不变，故B正确； C．由B选项可知，即，在移动过程中，逐渐增大，则细线OC上的弹力逐渐增大，故C错误； D．对物块甲受力分析，在水平方向上，根据平衡条件可得，与联立，解得，在移动过程中，逐渐增大，则外力F逐渐增大，故D错误。 故答案为：B。 8．（2026·天心模拟）便携式晾衣绳因其“免夹防滑”的等距小孔设计而备受推崇。如图所示，将此晾衣绳的两端固定在水平距离为d的两等高挂点M、N上，一旅客将衣服挂在正中间O点时，绳与水平方向夹角小于30°，两边绳张力大小均为；挂在靠近左端M的P处时，左侧绳PM张力为，右侧绳PN张力为，忽略绳重力。下列判断正确的是（　　） A．挂在P处时，由于两段绳材质相同，故 B．挂在P处时，左侧绳更陡峭，故 C．无论挂在OM间何处，两段绳拉力的合力不变 D．无论挂在OM间何处，均有 【答案】C 【解析】AB．作用点不移动，为“死结”模型。设左侧绳与水平方向夹角为α，右侧绳与水平方向夹角为β，由于P点靠近M端，根据几何关系，左绳PM必然比右绳PN更陡峭，即 由水平方向受力平衡有 又，可知，故AB错误； C．根据平衡条件，两段绳拉力的合力始终与衣架及衣服重力等大反向，保持不变，故C正确； D．在O点时，由 可知，在MO间存在一点P使得，即 此时有， 即，故D错误。 故答案为：C。 9．（2026·浙江） 如图所示，一盏重为G艺术灯用细绳悬挂，左右两侧细绳与水平方向夹角分别为45°和60°，细绳拉力分别为和。A和B是左侧细绳两端点，C和D分别是天花板和灯上的点，CD与AB平行，则（　　） A．大于 B．和都小于G C．用细绳连接C和B后撤去AB绳，可使灯位置不变 D．用细绳连接C和D后撤去AB绳，可使灯位置不变 【答案】B 【解析】对艺术灯进行受力分析，水平方向：，竖直方向： A：由水平方向公式得：，故，A错误； B：代入竖直方向公式：，化简得，，可见、均小于，B正确； C：连接和后撤去绳，左侧细绳拉力的方向和大小会改变，灯的受力平衡被打破，位置会变化，C错误； D：连接和后撤去绳，与平行，但若撤去，左侧仅靠绳的拉力无法替代原的作用效果，受力平衡被破坏，灯位置改变，D错误。 故答案为：B。 10．（2025高二下·湘西期末）如图甲所示，空竹是中国民间传统玩具，两头为较大的空心轮，中间为细轴。现将空竹中间细轴放细绳AB上，手持两侧A、B端拉动细绳，简化为图乙模型。不计空竹与细绳间的摩擦，细绳不可伸长，下列说法正确的是（　　） A．保持空竹静止，左侧细绳长度小于右侧长度，则左侧拉力小于右侧拉力 B．保持空竹静止，缓慢增大A、B端的水平距离，则细绳对空竹作用力减小 C．保持B端静止，仅将A端竖直向上缓慢移动，则细绳上拉力变大 D．保持B端静止，仅将A端水平向右缓慢移动，则细绳上拉力变小 【答案】D 【解析】A．空竹静止时，左右两段细绳的拉力在竖直方向的分力之和等于重力，水平方向的分力相互抵消，由于两段细绳对称，拉力大小相等，与细绳长度无关，故A错误； B．保持空竹静止，缓慢A、B端水平距离的过程中，细绳对空竹作用力始终等于空竹的重力，故B错误； C．保持B端静止，仅将A端竖直向上缓慢移动，如图所示 由受力平衡可知，平衡后两细绳与竖直方向夹角都为，有 由几何关系可知 将A端向上移动过程中A、B两端水平距离不变，故左右两侧细绳夹角不变，细绳上拉力不变，故 C错误； D．保持B端静止，仅将A端水平向右缓慢移动，则A、B两端水平距离变小，由上述分析可知，变小，左右两侧细绳夹角减小，由受力平衡可知细绳上拉力减小，故 D正确。 故答案为：D。 【C组综合拓展】 11．（2025高一下·衡阳期末）如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为O，半径为R，PQ为水平直径，MN为倾斜直径，PQ与MN间的夹角为，一条不可伸长的轻绳长为L，两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一个质量为m的重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳间的摩擦。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2角，下列说法正确的是（　　） A．图示位置时，轻绳的张力大小为 B．直径MN水平时，轻绳的张力大小为 C．轻绳与竖直方向间的夹角先增大再减小 D．圆环从图示位置顺时针缓慢转过2的过程中，轻绳的张力逐渐减小 【答案】C 【解析】AB．左右为同一根绳子，拉力相等，设绳子与竖直方向夹角为，并作出辅助线，如图所示 由几何关系可知 又 整理得① 对物体进行受力分析 因此② 当转到水平位置时，，代入②式可得，A、B错误； C．由于、均为锐角，由①可得，越小，越大，当转到水平位置时，，此时取得最大值，因此先增大，后减小，C正确； D．由②可得越小，绳子拉力越大，因此当时，绳子拉力最大，因此圆环从图示位置顺时针缓慢转过2的过程中，轻绳的张力先增大后减小，D错误。 故答案为：C。 12．（2025高一上·濠江期中）如图所示，一质量不计的弹簧原长为，一端固定于质量的物体上，另一端施一水平拉力。物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，已知物块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内，（）则： （1）当弹簧拉长至时，物体恰好向右匀速运动，弹簧的劲度系数多大？ （2）若将弹簧压缩至，物体受到的摩擦力大小。 【答案】（1）解：当弹簧拉长至时，物体恰好向右匀速运动，则有 其中， 可得弹簧的劲度系数为 （2）解：若将弹簧压缩至，弹簧的压缩量为 则弹簧的弹力大小为 可知物体处于运动状态，受到的滑动摩擦力为 13．（2025高一上·广州期中）如图所示，在游客身上系降落伞，疾驰的快艇通过轻绳拉着游客在空中飞行。某段时间内快艇在水中匀速直线运动，游客与快艇相对静止，已知伞下游客和装备总质量（忽略伞和绳的重力），空气对伞的作用力大小为，方向与竖直方向成角斜向左上方，空气对游客的作用力可忽略。快艇受到与运动方向相反的恒定阻力，已知重力加速度取，，，求该时间段内： （1）绳上拉力的大小，以及绳子与水平面夹角； （2）快艇牵引力的大小。 【答案】（1）设绳子拉力与水平方向夹角为θ，对游客及其装备受力分析，由平衡条件有， 联立解得， （2）以快艇为对象，水平方向由平衡条件有 解得 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5共点力的平衡 分层练习 2026-2027学年高一物理同步备课系列【提升题】——原卷版 目录 【A组同步训练】 1 一、受力分析的应用 1 二、共点力的平衡 2 【B组难点突破】 3 【C组综合拓展】 5 【A组同步训练】 一、受力分析的应用 1．（2025高一下·雨花期末）如图所示，一个球形物体静止于光滑水平地面上并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点分别是球与墙、球与地面的接触点。下列说法中正确的是（　　） A．物体对地面的压力就是物体的重力 B．物体受到重力、B点的支持力、A点的弹力作用 C．物体受到的支持力是由于物体发生形变而产生的 D．物体间有接触但不一定有弹力，物体间有弹力则一定会有接触 2．（2025高二下·长沙期末）如图所示，轻质滑轮固定在水平天花板上，动滑轮挂在轻绳上，整个系统处于静止状态，轻绳与水平方向的夹角θ，不计摩擦。现将绳的一端由Q点缓慢地向左移到P点，则（　　） A．θ角不变，物体上升 B．θ角不变，物体下降 C．θ角变小，物体上升 D．θ角变小，物体下降 （多选）3．（2025高一上·天心期中）图甲、乙、丙中的A、B、C和D球均为光滑球，且四个球均静止。图丁中的E球是一足球，一学生将足球踢向斜台的示意图如图丁所示。下列说法正确的是 （　　） A．若图甲中斜面和水平面均光滑，A球只受到两个力的作用 B．若曲面上表面光滑，B球和C球间一定有弹力的作用 C．D球受到两个弹力的作用 D．E球（足球）与斜台作用时，斜台给足球的弹力方向先沿v1的方向后沿v2的方向 二、共点力的平衡 4．（2026·河北模拟）港珠澳大桥的建设凝聚着中国工程师的智慧。工程师团队在世界范围内首次提出深插式钢圆筒快速成岛技术，使用起重船吊起巨型钢筒直接固定在海床上并插入到海底，然后在中间填土形成人工岛。如图甲所示，每个钢筒的直径为L，由八根对称分布的长为L的起吊绳通过机械抓手连接。某次悬吊的示意图（图中仅画出两根对称的起吊绳）如图乙所示，每根绳所承受的拉力大小约为则该巨型钢筒所受的重力约为（　　） A． B． C． D． 5．（2026·承德模拟）在一次维修工作中，工人需要将重物提升至5楼。为防止重物在上升过程中碰撞阳台，工人采用了如图所示的装置进行提升。图中O处安装有一个定滑轮，AB为一段动摩擦因数0.75的滑轨，其水平跨度为16m，竖直高度为12m。在提升过程中，绳子与滑轨之间的夹角为α（重物在A点时，）。工人通过拉动绳子，使质量为m的重物沿滑轨匀速上升。绳子质量、滑轮与绳子之间的摩擦力均忽略不计。，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．绳上的拉力大小为 B．滑轨对重物的支持力先增大后减小 C．绳上的拉力一直增大 D．当夹角α=37°时，绳上的拉力有最小值 6．（2026·广安模拟）如图，山崖边上有一个风动石，无风时地面对风动石的作用力大小为；当风动石受到一个斜向右下方的风力时依然静止，地面对其作用力大小变为，则（　　） A．小于 B．大于 C．等于 D．、大小关系无法确定 【B组难点突破】 7．（2026·绵阳模拟）如图所示，轻质细线OA、OB、OC系于O点。A端固定于天花板上，B端与水平桌面上的物块乙相连，C端系有物块甲。初始时OA与竖直方向的夹角为，OB与水平方向平行。现对物块甲施加水平向右的外力F，在保持O点位置不变的情况下，使物块甲缓慢向右上方移动少许，在移动过程中，下列说法正确的是（　　） A．物块乙所受合力逐渐增大 B．细线OA上的弹力不变 C．细线OC上的弹力逐渐减小 D．外力F逐渐减小 8．（2026·天心模拟）便携式晾衣绳因其“免夹防滑”的等距小孔设计而备受推崇。如图所示，将此晾衣绳的两端固定在水平距离为d的两等高挂点M、N上，一旅客将衣服挂在正中间O点时，绳与水平方向夹角小于30°，两边绳张力大小均为；挂在靠近左端M的P处时，左侧绳PM张力为，右侧绳PN张力为，忽略绳重力。下列判断正确的是（　　） A．挂在P处时，由于两段绳材质相同，故 B．挂在P处时，左侧绳更陡峭，故 C．无论挂在OM间何处，两段绳拉力的合力不变 D．无论挂在OM间何处，均有 9．（2026·浙江） 如图所示，一盏重为G艺术灯用细绳悬挂，左右两侧细绳与水平方向夹角分别为45°和60°，细绳拉力分别为和。A和B是左侧细绳两端点，C和D分别是天花板和灯上的点，CD与AB平行，则（　　） A．大于 B．和都小于G C．用细绳连接C和B后撤去AB绳，可使灯位置不变 D．用细绳连接C和D后撤去AB绳，可使灯位置不变 10．（2025高二下·湘西期末）如图甲所示，空竹是中国民间传统玩具，两头为较大的空心轮，中间为细轴。现将空竹中间细轴放细绳AB上，手持两侧A、B端拉动细绳，简化为图乙模型。不计空竹与细绳间的摩擦，细绳不可伸长，下列说法正确的是（　　） A．保持空竹静止，左侧细绳长度小于右侧长度，则左侧拉力小于右侧拉力 B．保持空竹静止，缓慢增大A、B端的水平距离，则细绳对空竹作用力减小 C．保持B端静止，仅将A端竖直向上缓慢移动，则细绳上拉力变大 D．保持B端静止，仅将A端水平向右缓慢移动，则细绳上拉力变小 【C组综合拓展】 11．（2025高一下·衡阳期末）如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为O，半径为R，PQ为水平直径，MN为倾斜直径，PQ与MN间的夹角为，一条不可伸长的轻绳长为L，两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一个质量为m的重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳间的摩擦。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过2角，下列说法正确的是（　　） A．图示位置时，轻绳的张力大小为 B．直径MN水平时，轻绳的张力大小为 C．轻绳与竖直方向间的夹角先增大再减小 D．圆环从图示位置顺时针缓慢转过2的过程中，轻绳的张力逐渐减小 12．（2025高一上·濠江期中）如图所示，一质量不计的弹簧原长为，一端固定于质量的物体上，另一端施一水平拉力。物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，已知物块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内，（）则： （1）当弹簧拉长至时，物体恰好向右匀速运动，弹簧的劲度系数多大？ （2）若将弹簧压缩至，物体受到的摩擦力大小。 13．（2025高一上·广州期中）如图所示，在游客身上系降落伞，疾驰的快艇通过轻绳拉着游客在空中飞行。某段时间内快艇在水中匀速直线运动，游客与快艇相对静止，已知伞下游客和装备总质量（忽略伞和绳的重力），空气对伞的作用力大小为，方向与竖直方向成角斜向左上方，空气对游客的作用力可忽略。快艇受到与运动方向相反的恒定阻力，已知重力加速度取，，，求该时间段内： （1）绳上拉力的大小，以及绳子与水平面夹角； （2）快艇牵引力的大小。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $