高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.7 共点力的平衡及其应用一课一练

【特供】3.7共点力的平衡及其应用-1同步练习

一．单项选择

1．如图所示，叠放在一起的物体A和B，在大小为F的恒力作用下沿水平面一起做匀速运动，则A和B物体的受力个数分别为（　　）

A. 2个和3个

B. 3个和4个

C. 2个和5个

D. 3个和5个

2．一个质量为1 kg的物体放在粗糙的水平地面上，今用最小的拉力拉它，使之做匀速直线运动，已知这个最小拉力为6 N，g＝10 m/s2，则下列关于物体与地面间的动摩擦因数μ，最小拉力与水平方向的夹角θ，正确的是(　　)

A. μ＝，θ＝0 B. μ＝，tanθ＝

C. μ＝，tanθ＝ D. μ＝，tanθ＝

3．如图所示，杆的端用铰链固定在竖直墙上，另一端为一滑轮。重物上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡，若将绳的端沿墙缓慢向下移（杆．滑轮．绳的质量及摩擦均不计），则（　　）

A. 绳的拉力增大，杆受绳的压力增大 B. 绳的拉力不变，杆受绳的压力增大

C. 绳的拉力减小，杆受绳的压力减小 D. 绳的拉力不变，杆受绳的压力不变

4．如图所示，质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为α的斜面体置于光滑水平面上，用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高（细绳尚未到达平行于斜面的位置）．在此过程中（　　）

A. 绳对小球的拉力减小

B. 斜面体对小球的支持力减少

C. 水平推力F减小

D. 地面对斜面体的支持力不变

5．如图所示，用逐渐增大的水平力F推静止在水平面上的物体，但物体始终静止，关于这一过程，下列说法正确的是（ ）

A. 物体受到的合外力始终为零 B. 物体受到的合外力逐渐增大

C. 物体不受摩擦力 D. 物体受摩擦力不变

6．如图所示，沿倾角为α=30°的斜坡用绳子拉着质量为m的行李箱上坡，开始绳子与斜坡平行，某时刻改变拉力的大小同时将绳子与斜坡的倾角增大为α，已知整个过程中行李箱始终沿斜坡向上匀速运动，行李箱与斜坡之间的动摩擦因数为μ=。则改变拉力后（　　）

A．绳子对行李箱的拉力增大

B．行李箱对斜坡的压力增大

C．行李箱所受的摩擦力减小

D．斜坡对行李箱的作用力保持不变

7．疫情期间，疫情防控工作人员通过如图装置把生活物资送入隔离单元楼居民手中，用一条绳子架起了爱的桥梁。若当物资提升到窗口后，工作人员和居民保持位置不动，工作人员通过缓慢释放手中的绳子，使居民能够用一个始终水平的力拉轻绳上的某固定点，将物资缓慢向左拉动，完成物资的运送。若绳的重力及滑轮的摩擦不计，滑轮大小忽略不计，则在物资向左移动过程中（　　）

A. 工作人员手中绳子上的拉力不断减小

B. 地面对工作人员的支持力始终不变

C. 工作人员受到的摩擦力始终等于居民受到的摩擦力

D. 居民受到的摩擦力不断增大

8．如图为一位于墙角的光滑斜面，其倾角为45°，劲度系数为k的轻质弹簧一端系在质量为m的小球上，另一端固定在墙上，弹簧水平放置，小球在斜面上静止，则弹簧的形变量大小为(    )

A  B.

C.  D.

9．如图所示，质量之比为的两个空心小球A和B，都套在一个竖直光滑的圆环上，圆环固定不动，质量不计的绳两端拴住A和B，然后挂在光滑的钉子上，在圆环圆心的正上方，整个系统平衡时， A．B与钉子的距离分别为和，则的比值为（　　）

A．1 B．2 C． D．

10．如图所示，某中学新校区装修时，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加方向竖直向上．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，则下列说法正确的为（　　）

A．物体可能只受两个力作用 B．物体不受摩擦力作用

C．受摩擦力且大小为（F－mg）cos θ D．受摩擦力且大小为μ（F－mg）

11．某同学为体验所学知识，做了如图所示的实验。他让铅笔保持水平，铅笔尖B顶在手心，手掌保持竖直，用细线OA的A端系在手指头上，另一端O与铅笔头相连并打结，用细线OC的O端与铅笔头相连并打结，C端连接一钩码。两细线与铅笔都处于同一竖直平面上，A．B在同一竖直线上，整个装置都处于静止状态。已知AO=20cm，BO=16cm，忽略细线和铅笔的质量，钩码质量m=120g，g=10m/s2。则铅笔尖对手心的压力大小是（　　）

A. 0.9N B. 1.2N C. 1.6N D. 2.0N

12．如图所示，物体A．B和C叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N，Fc=8N，分别作用于物体B．C上，A．B和C仍保持静止。以f1．f2．f3分别表示A与B．B与C．C与桌面间的静摩擦力的大小，则（　　）

A. f1＝5N，f2＝5N，f3＝8N

B. f1＝5N，f2＝8N，f3＝3N

C. f1＝0，f2＝5N，f3＝3N

D. f1＝0，f2＝8N，f3＝5N

13．如图所示，一轻绳跨过固定在竖直杆下端的光滑定滑轮O，轻绳两端点A．B分别连接质量为m1和m2两物体。现用两个方向相反的作用力缓慢拉动物体，两个力方向与AB连线在同一直线上。当∠AOB=时，∠OAB=，则两物体的质量比m1 ：m2为（　　）

A. 1：1 B. 1：2 C. 1： D. 1：

14．如图所示，不可伸长的三段轻绳与质量分别为和的两小球相连接，两球均可视为质点。绳A的另一端固定在天花板上，绳C的另一端用手牵住。保持两球的位置不变，缓慢调节手的高度和用力方向，在C绳由水平变为接近竖直的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 绳A的张力不断增大 B. 绳A的张力先减小后增大

C. 绳C张力不断增大 D. 绳C的张力先减小后增大

15．武打片中经常有飞檐走壁的镜头，其实这是借助悬绳拍摄产生的效果某演员在下列四种拍摄场景中均在空中处于静止状态，若忽略绳所受重力，则绳①受力最小的是（　　）

A.  B.

C.  D.

16．如图所示，某人执行一项特殊任务，需从半球形屋顶B点向上缓慢爬行到A点，他在爬行过程中（　　）

A. 屋顶对他的支持力变小 B. 屋顶对他的支持力变大

C. 屋顶对他的摩擦力不变 D. 屋顶对他的摩擦力变大

17．如图所示，物块在水平推力的作用下在水平面上做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　）

A. 物块没有受到摩擦力的作用

B. 物块受到的摩擦力等于推力

C. 物块受到的摩擦力大于推力

D. 物块受到的支持力大于重力

18．水上滑翔伞是一项刺激的水上运动，如图所示，滑翔伞由专门的游艇牵引，稳定时做匀速直线运动，游客可以在空中体验迎风飞翔的感觉。为了研究这一情境中的受力问题，可以将座椅和人作为研究对象，简化为如图所示的模型，座椅和人受到牵引绳．滑翔伞的作用力分别为．，其中斜向左下方，斜向右上方。若滑翔伞在水平方向受到的空气阻力与水平速度成正比，在竖直方向上受到的空气作用力保持不变。现提高游艇速度再次稳定时，座椅和人受到牵引绳滑翔伞的作用力分别为．，则（　　）

A. 牵引绳对座椅和人的作用力

B. 滑翔伞对座椅和人的作用力

C. 滑翔伞对座椅和人的作用力可能小于座椅和人的重力

D. 滑翔伞对座椅和人的作用力与座椅和人的重力的合力方向可能水平向右

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

【详解】物体A处于平衡状态，水平方向不受力的作用，只受到竖直向下的重力和B对A竖直向上的支持力，共2个力；物体B受到竖直方下的重力．A对B向下的压力．地面的向上的支持力．水平拉力和地面的摩擦力共5个力，两物体的受力分析如下

故选C。

2．【答案】B

【解析】

【详解】拉力斜向上比较省力，设夹角为θ；此时，对物体受力分析，受拉力．重力．支持力和摩擦力，根据平衡条件，有：

水平方向

Fcosθ-μN=0

竖直方向

mg-Fsinθ-N=0

联立解得

其中

当时，拉力取最小值，即

解得：

此时

所以：

A. μ＝，θ＝0与分析不相符，故A项与题意不相符；

B. μ＝，tanθ＝与分相符，故B项与题意相符；

C. μ＝，tanθ＝与分析不相符，故C项与题意不相符；

D. μ＝，tanθ＝与分析不相符，故D项与题意不相符．

3．【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】由于杆一直平衡，则两根细线的拉力的合力一定在杆的方向上，否则杆会转动，如图

由于同一根绳子的张力处处相等，故两根细线的拉力一定相等且等于物体的重力G；故根据平行四边形定则，合力在角平分线上，由于两拉力的夹角不断减小，故两个拉力的合力不断变大，故杆受到的压力不断变大；故B正确，ACD错误。

故选B。

4．【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】AB．对小球受力分析如图所示

重力的大小方向不变，平移另两个力构成一首尾相连的闭合的三角形，滑块左移会引起FT的方向及大小的变化而FN的方向不变，且合力为0，则三力依然为闭合三角形，如图所示：则FT与FN相垂直时FT最小，此时细线和斜面平行，则闭合三角形发生如图所示变化，则细绳尚未到达平行于斜面的位置时，FT逐渐变小，FN逐渐变大，故选项A正确，B错误；

CD．对斜面体分析，受推力．支持力．重力和压力，根据平衡条件，有

．

由于FN增加，故支持力N′和推力F均增加，故CD错误；

故选A。

5．【答案】A

【解析】

【详解】解：AB．物体始终静止，物体受到的合外力始终为0，故A正确；B错误；

CD．物体相对于地面有向右运动的趋势，受到水平向左的静摩擦力，静摩擦力和推力平衡，随推力的增大而增大，故CD错误；

故选A

【点评】对于摩擦力一定要注意判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，静摩擦力的大小通常根据力的平衡计算．

6．【答案】C

【解析】

ABC．对行李箱受力分析，如图所示，拉力沿斜坡向上时，由力的平衡条件得

解得

F=mg

改变拉力的大小和方向后，行李箱所受的拉力如图中的虚线所示，则由力的平衡条件得

解得

由以上可知行李箱对斜坡的压力减小，行李箱所受的摩擦力减小，绳子的拉力减小，AB错误，C正确；

D．由于斜坡对行李箱的支持力与摩擦力的方向不变，而支持力与摩擦力的大小均减小，则支持力与摩擦力的合力减小，D错误。

故选C。

7．【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．设物资的质量为m，工作人员的质量为M，居民手中绳子与竖直方向的夹角为θ，工作人员手中绳子与竖直方向的夹角为α，工作人员手中绳子上的拉力与居民手中绳子的拉力相等，均为FT

θ不断增大，FT不断增大，故A错误；

B．地面对工作人员的支持力为FN，

θ不断增大，FN不断减小，故B错误；

C．工作人员受到的摩擦力为Ff1，居民受到的摩擦力Ff2

θ和α的关系不确定，工作人员受到的摩擦力不一定等于居民受到的摩擦力，故C错误；

D．由于居民受到的摩擦力

θ不断增大，Ff2不断增大，故D正确。

故选D。

8．【答案】A

【解析】

【详解】对小球受力如图所示，受到重力mg．斜面的支持力FN和弹簧的弹力F作用下处于平衡状态，故斜面的支持力FN和弹簧的弹力F的合力与mg等大．反向，则得

F=mgtan45°=mg；由胡克定律得 kx=F；解得弹簧的形变量大小，故选A.

9．【答案】B

【解析】

对两个小球受力分析，如图

则有

则有

故选B。

10．【答案】C

【解析】

AB．工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，则磨石一定受到摩擦力作用，故磨石也一定受到斜壁的弹力，加上重力和推力F，故磨石一共受到四个力作用，故AB错误；

CD．先将重力及向上的推力合力后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向正交分解可得，在沿斜面方向上，得摩擦力

在垂直斜面方向上，得弹力

根据

可得

故C正确，D错误。

故选C。

11．【答案】C

【解析】

【详解】将重物对点O的拉力产生两个效果，沿OB方向压和沿AO方向拉，按力的作用那个效果效果分解力F，如图所示

根据平行四边形定则，结合几何关系

又

解得

故C正确，ABD错误。

故选C。

12．【答案】C

【解析】

【详解】由题意可知A．B之间没有相对运动趋势，所以

f1=0

根据二力平衡可知

f2=Fb=5N

进而可知

故选C。

13．【答案】D

【解析】

【详解】由相似相角形法可得

由于轻绳上拉力相同，由几何关系得

联立得

故选D。

14．【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】小球m2处于静止状态，受力平衡，对小球m2受力分析，如图所示

根据平行四边形定则可知，在C绳由水平变为接近竖直的过程中，绳C的力先减小后增大，绳B的作用力逐渐减小，再对A球受力分析，如图所示

m2球处于平衡状态，则有

因为保持两球的位置不变，则和都不变，而减小，所以也减小，（因为是C绳只是接近于竖直方向，则不会出现TB为零的情况，即可以保持和都不变），故D正确，ABC错误。

故选D。

15．【答案】B

【解析】

【详解】画出人的受力图，如图所示，当T1和T2垂直时T1最小。

故选B。

16．【答案】B

【解析】

【详解】对人进行受力分析如图所示

根据平衡条件可得，屋顶对他的摩擦力为

屋顶对他的支持力为

从半球形屋顶B点向上缓慢爬行到A点的过程中，角逐渐变小，由此可知，屋顶对他的支持力变大，屋顶对他的摩擦力变小，ACD错误，B正确。

故选B。

17．【答案】B

【解析】

【详解】由题意知，物块受到水平方向推力与滑动摩擦力，由于物块做匀速直线运动，即平衡状态，则物块受到摩擦力大小等于推力的大小，而在竖直方向，也处于平衡状态，则受到的支持力等于重力，故B正确，ACD错误。

故选B。

18．【答案】A

【解析】

【详解】A．设和与竖直方向的夹角分别为．，水平方向

由题知速度变大时空气阻力变大，即的水平分量变大，也一定变大，即，故A正确；

B．滑翔伞在竖直方向上受到的空气作用力保持不变，水平方向受到空气的作用力与水平速度成正比，由力的合成知是空气对滑翔伞水平分力与竖直分力的合力，因此速度增大时空气对滑翔伞的作用力会变大，即，故B错误；

C．竖直方向上，由平衡条件有

因此一定大于座椅和人的重力，故C错误；

D．再次稳定时，由于．与座椅和人的重力三力平衡，与座椅和人的重力的合力与等大反向，不可能沿水平方向，故D错误。

故选A。