复习10 受力分析 力的平衡 针对训练-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

复习10．《受力分析 力的平衡》针对训练 1．如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且F≠0，则B的受力个数可能为（　　） A．2个 B．3个 C．5个 D．6个 【答案】C 【解析】先对A、B整体受力分析，受重力、水平力F、支持力；当水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力时，有上滑趋势，此时受到沿斜面向下的静摩擦力；当水平力F平行斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力时，有下滑趋势，此时受到沿斜面向上的静摩擦力；当水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时，无相对滑动趋势，此时与斜面间无摩擦力；再对A受力分析，受水平力F、重力、支持力和向左的静摩擦力，共4个力；最后对B受力分析，受重力、A对它的压力和向右的静摩擦力，斜面对B的支持力，若B相对斜面有滑动趋势，则还要受到斜面的静摩擦力，若B相对斜面无滑动趋势，则不受斜面的摩擦力，即B可能受4个力，也可能受5个力，故选C。 2．如图所示，一块长木板两端分别固定在水平面上，两块相同的磁体甲和乙各自被吸附在木板正对的两个面上且处于静止状态。若磁体之间的作用力与木板垂直，则（　　） A．磁体乙可能受到三力的作用 B．两块磁体受到的摩擦力方向相反 C．撤去磁体乙，磁体甲一定保持静止 D．木板对磁体甲的作用力大于木板对磁体乙的作用力 【答案】D 【解析】磁体乙受到重力、磁体甲的吸引力、木板的弹力和摩擦力共四个力的作用，选项A错误。两块磁体受到的摩擦力均沿斜木板向上，方向相同，选项B错误。撤去磁体乙，磁体甲对木板的压力减小，最大静摩擦力减小，则磁体甲不一定保持静止，选项C错误。木板对磁体甲的作用力等于甲向下的重力和磁体乙对甲的垂直木板向下的引力的合力；木板对磁体乙的作用力等于乙向下的重力和甲对乙的垂直木板向上的引力的合力；虽然两磁体的重力相等，乙对甲的引力大小等于甲对乙的引力大小，但甲的重力与磁体乙对甲的引力之间的夹角小于90°，而乙的重力与磁体甲对乙的引力之间的夹角大于90°，可知磁体甲的重力与磁体乙对甲的引力的合力大于磁体乙的重力与磁体甲对乙的引力的合力，即木板对磁体甲的作用力大于木板对磁体乙的作用力，选项D正确。 3．屋檐下重为G的风铃被水平风力吹起，在偏离竖直方向θ角的位置保持静止，如图所示。设风力为F，系风铃的轻绳对风铃的拉力为FT，若F恒定，则下列说法正确的是（　　） A．FT和G是一对平衡力 B．FT一定小于F C．FT与F合力方向竖直向下 D．轻绳所受拉力的大小为 【答案】D 【解析】以风铃为研究对象，受力分析如图所示，可知FT与F的合力与重力是一对平衡力，A错误；由图可知，FT一定大于F，B错误；FT与F的合力与重力是一对平衡力，方向竖直向上，C错误；根据图中几何关系可得轻绳所受拉力的大小为FT′＝FT＝，D正确。 4．如图所示，建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则磨石受到的摩擦力是（　　） A．（F－mg）sin θ B．μ（F－mg）sin θ C．μ（F－mg）cos θ D．μ（F－mg） 【答案】B 【解析】对磨石进行受力分析，如图所示，由平衡条件得，沿斜壁方向：Fcos θ－mgcos θ＝Ff，选项A错误；垂直于斜壁方向：FN＝Fsin θ－mgsin θ，故摩擦力Ff＝μFN＝μ（F－mg）sin θ，选项B正确，C、D错误。 5．如图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 【答案】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°， 在竖直方向上，由平衡条件可得F1cos 30°＋F2cos 30°＝F， 又F1＝F2， 可得F＝F1，故D正确，A、B、C错误。 6．如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（　　） A．作用力为G B．作用力为G C．摩擦力为G D．摩擦力为G 【答案】B 【解析】设斜杆的弹力大小为F，以水平横杆和物体为整体，在竖直方向上根据受力平衡可得4Fcos 30°＝G，解得F＝G，以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示，可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为G，每根斜杆受到地面的摩擦力大小为Ff＝Fsin 30°＝G，B正确，A、C、D错误． 7．如图所示，两个质量都为m的小球a、b用细线连接，a球用与竖直方向成30°角的细线挂在天花板上，b球放在倾角为30°角的光滑斜面上，系统保持静止，当地重力加速度g已知。则斜面对b球的支持力大小为（　　） A．2mg B．mg C．mg D．mg 【答案】D 【解析】以a、b整体为研究对象，设细线拉力为FT，斜面对b球的支持力大小FN，根据平衡条件可得FTcos 30°＋FNcos 30°＝2mg，FTsin 30°＝FNsin 30°，解得FN＝mg，故选D。 8．如图甲所示， A、B两小球通过两根轻绳连接并悬挂于O点，已知两轻绳OA和AB的长度之比为∶1，A、B两小球质量分别为2m和m，现对A、B两小球分别施加水平向右的力F1和水平向左的力F2，两球恰好处于图乙的位置静止，此时B球恰好在悬点O的正下方，轻绳OA与竖直方向成30°角，则（　　） A．F1＝F2 B．F1＝F2 C．F1＝2F2 D．F1＝3F2 【答案】C 【解析】由题意知两轻绳OA和AB的长度之比为∶1，B球恰好在悬点O的正下方，由几何关系可知，OA与AB垂直；以B球为研究对象，受力示意图如图（a）所示，由平衡条件得F2＝mgtan （90°－30°）＝mg，以A、B两球整体为研究对象，受力示意图如图（b）所示，由平衡条件得F1－F2＝3mgtan 30°＝mg，可得F1＝2mg，即F1＝2F2，故C正确。 9．如图所示，若在O点处用轻绳悬挂一个质量为m的小球处于平衡状态。A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上。∠AOB＝90°，∠COD＝60°.则绳AO所受拉力的大小为（重力加速度为g）（　　） A．mg B．mg C．mg D．mg 【答案】D 【解析】设绳OA和绳OB拉力的合力为F，以O点为研究对象，受力分析如图甲 　　 根据平衡条件得F＝mgtan 30°，将F分解，如图乙，则有绳AO所受拉力的大小为F2＝F＝mg，A、B、C错误，D正确。 10．挂灯笼的习俗起源于西汉。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起质量分别为m、km、km、m（k>0）的灯笼A、B、C、D，下面细绳是水平的，上面两细绳与水平方向夹角均为θ1，A、B及C、D间两细绳与竖直方向夹角均为θ2。下列关系式正确的是（　　） A．θ1＝θ2 B．kθ1＝θ2 C．tan θ1·tan θ2＝ D．＝ 【答案】C 【解析】对A、B整体受力分析，设下面细绳上的拉力为FT，由几何关系得tan θ1＝， 对B受力分析，由几何关系得tan θ2＝，所以tan θ1·tan θ2＝，故选C。 11．如图所示，一轻杆两端固定两个小球A、B，A球的质量是B球质量的3倍，轻绳跨过滑轮连接A和B，一切摩擦不计，平衡时OA和OB的长度之比为（　　） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶3 D．1∶4 【答案】C 【解析】设绳上拉力为FT，OA长L1，OB长L2，过O点作竖直向下的辅助线交AB于C点，如图所示，由三角形相似有＝，＝，得＝，故A、B、D错误，C正确。 12．如图所示，质量为2m的物块A静置于水平台面上，质量为M的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B（可视为质点）放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ＝30°。已知物块A与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则（　　） A．绳OP的拉力大小为mg B．A受到的摩擦力大小为2μmg C．C受到的摩擦力大小为mg D．地面对C的支持力大小为（M＋m）g 【答案】C 【解析】对小球B受力分析，如图所示，绳PB的拉力大小F＝mgcos θ＝mg，对结点P受力分析可知，绳AP的拉力大小为FT1＝Fsin θ＝mg，绳OP的拉力大小FT2＝Fcos θ＝mg，故A错误；对物块A受力分析可知，物块A所受摩擦力FfA＝FT1＝mg，故B错误；对绳PB、结点P和小球B、半球体C整体受力分析可知，半球体C受到的摩擦力大小FfC＝FT1＝mg，地面对半球体C的支持力大小为FNC＝（M＋m）g－FT2＝Mg＋mg，故C正确，D错误。 13．在杂技表演中，A、B、C、D四人造型如图所示，B演员两臂与竖直方向夹角均为30°，A演员两臂水平。已知C、D两演员的质量均为m，当地重力加速度为g。求： （1）B演员手臂的拉力大小； （2）A演员手臂的推力大小？ 【答案】（1）mg　（2）mg 【解析】以C演员为研究对象，将其视为质点，其受力如图所示，建立直角坐标系，将FB正交分解。 （1）竖直方向由平衡条件得FBcos 30°＝mg 解得FB＝mg （2）水平方向由平衡条件得FBsin 30°＝FA 解得FA＝mg。 - 8 - 学科网（北京）股份有限公司 $ 复习10．《受力分析 力的平衡》针对训练 1．如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且F≠0，则B的受力个数可能为（　　） A．2个 B．3个 C．5个 D．6个 2．如图所示，一块长木板两端分别固定在水平面上，两块相同的磁体甲和乙各自被吸附在木板正对的两个面上且处于静止状态。若磁体之间的作用力与木板垂直，则（　　） A．磁体乙可能受到三力的作用 B．两块磁体受到的摩擦力方向相反 C．撤去磁体乙，磁体甲一定保持静止 D．木板对磁体甲的作用力大于木板对磁体乙的作用力 3．屋檐下重为G的风铃被水平风力吹起，在偏离竖直方向θ角的位置保持静止，如图所示。设风力为F，系风铃的轻绳对风铃的拉力为FT，若F恒定，则下列说法正确的是（　　） A．FT和G是一对平衡力 B．FT一定小于F C．FT与F合力方向竖直向下 D．轻绳所受拉力的大小为 4．如图所示，建筑装修中，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则磨石受到的摩擦力是（　　） A．（F－mg）sin θ B．μ（F－mg）sin θ C．μ（F－mg）cos θ D．μ（F－mg） 5．如图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 6．如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（　　） A．作用力为G B．作用力为G C．摩擦力为G D．摩擦力为G 7．如图所示，两个质量都为m的小球a、b用细线连接，a球用与竖直方向成30°角的细线挂在天花板上，b球放在倾角为30°角的光滑斜面上，系统保持静止，当地重力加速度g已知。则斜面对b球的支持力大小为（　　） A．2mg B．mg C．mg D．mg 8．如图甲所示，A、B两小球通过两根轻绳连接并悬挂于O点，已知两轻绳OA和AB的长度之比为∶1，A、B两小球质量分别为2m和m，现对A、B两小球分别施加水平向右的力F1和水平向左的力F2，两球恰好处于图乙的位置静止，此时B球恰好在悬点O的正下方，轻绳OA与竖直方向成30°角，则（　　） A．F1＝F2 B．F1＝F2 C．F1＝2F2 D．F1＝3F2 9．如图所示，若在O点处用轻绳悬挂一个质量为m的小球处于平衡状态。A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上。∠AOB＝90°，∠COD＝60°.则绳AO所受拉力的大小为（重力加速度为g）（　　） A．mg B．mg C．mg D．mg 10．挂灯笼的习俗起源于西汉。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起质量分别为m、km、km、m（k>0）的灯笼A、B、C、D，下面细绳是水平的，上面两细绳与水平方向夹角均为θ1，A、B及C、D间两细绳与竖直方向夹角均为θ2。下列关系式正确的是（　　） A．θ1＝θ2 B．kθ1＝θ2 C．tan θ1·tan θ2＝ D．＝ 11．如图所示，一轻杆两端固定两个小球A、B，A球的质量是B球质量的3倍，轻绳跨过滑轮连接A和B，一切摩擦不计，平衡时OA和OB的长度之比为（　　） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶3 D．1∶4 12．如图所示，质量为2m的物块A静置于水平台面上，质量为M的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B（可视为质点）放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ＝30°。已知物块A与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则（　　） A．绳OP的拉力大小为mg B．A受到的摩擦力大小为2μmg C．C受到的摩擦力大小为mg D．地面对C的支持力大小为（M＋m）g 13．在杂技表演中，A、B、C、D四人造型如图所示，B演员两臂与竖直方向夹角均为30°，A演员两臂水平。已知C、D两演员的质量均为m，当地重力加速度为g。求： （1）B演员手臂的拉力大小； （2）A演员手臂的推力大小？ - 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