2021学年5 共点力的平衡同步练习题

高中物理人教版必修第一册第三章5共点力的平衡 同步练习

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列关于共点力的说法中正确的是（    ）

A．只有作用在物体重心上的几个力才能叫共点力

B．共点力一定是作用于物体上同一点的几个力

C．作用于物体上不同点的几个力一定不是共点力

D．几个作用在物体上不同点的力，其力的作用线若相交于同一点，这几个力是共点力

2．物体受到与水平方向成30°角的拉力F的作用，在水平面上向左做匀速直线运动，如图所示．则物体受到的拉力F与地面对物体的摩擦力的合力的方向是（   ）

A．向上偏左 B．向上偏右 C．竖直向上 D．竖直向下

3．如图所示，重物的质量为，轻细绳的A 与B端是固定的，平衡时水平，与竖直方向的夹角为，重力加速度为，绳的拉力大小为（    ）

A． B． C． D．

4．质量为的小球置于倾角为的光滑固定斜面上，劲度系数为的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在竖直墙上的点，小球静止于斜面上，弹簧轴线与竖直方向的夹角为，如图所示。取。则（    ）

A．弹簧对小球的拉力大小为 B．小球对斜面的压力的大小为

C．弹簧的伸长量为 D．弹簧被剪断的瞬间，小球受到的支持力不变

5．如图所示，质量分别为m、M的两个物体系在一根通过定滑轮（质量忽略不计）的轻绳两端，M放在水平地板上，m被悬挂在空中，若将M沿水平地板向右缓慢移动少许后M仍静止，则（　　）

A．绳的张力变大 B．M对地面的压力变大

C．M所受的静摩擦力变大 D．悬挂滑轮的绳的张力变大

6．水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，如图所示，则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 N/kg)(　　)

A．50 N    B．50 N    C．100 N    D．100N

7．如图，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为和时物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为（　　）

A．    B．     C．    D．

8．某同学设计了一个验证平行四边形定则的实验，装置如图所示．系着小物体m1、m2的细线绕过光滑小滑轮与系着小物体m3的细线连接在O点，当系统达到平衡时绕过滑轮的两细线与竖直方向夹角分别为37°和53°，则三个小物体的质量之比m1∶m2∶m3为(sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8)（    ）

A．3∶4∶5 B．4∶3∶5

C．4∶5∶3 D．3∶5∶4

9．如图所示，B、C两个小球用细线悬挂于竖直墙面上的、两点，两球均保持静止，已知B 球的重力为，C球的重力为，细线与竖直墙面之间的夹角为，细线与竖直墙面之间的夹角为，则（，）（    ）

A．线中的拉力为 B．线中的拉力为

C．线中的拉力为 D．线与竖直方向的夹角为

10．如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，则

A．F1＝

B．F2＝G tanα

C．若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大

D．若缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大

11．如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，利用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，挡板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是（    ）

A．F1增大、F2减小 B．F1增大、F2增大

C．F1减小、F2减小 D．F1减小、F2增大

12．如图所示，质量为m的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子，三者都保持静止．人和箱子的质量也均为m，重力加速度为g．下列说法正确的是（    ）

A．长木板对地面的压力大于3mg

B．人对长木板的压力大小为mg

C．地面对长木板的摩擦力的方向水平向左

D．箱子受到的摩擦力的方向水平向左

二、多选题

13．用细绳OA、OB悬挂一重物，BO水平，O为半圆形支架的圆心，悬点A和B在支架上．悬点A固定不动，将悬点B从如图所示位置逐渐移到C点的过程中，OA绳和OB绳中的拉力变化情况为(　　)

A．OA绳中的拉力逐渐变小

B．OA绳中的拉力逐渐变大

C．OB绳中的拉力逐渐变小

D．OB绳中的拉力先变小后变大

14．如图所示，质量为的木块在推力作用下，在水平地面上做匀速直线运动。已知木块与地面间的动摩擦因数为，木块受到的滑动摩擦力大小为（    ）

A． B．

C． D．

15．如图所示，用竖直挡板将重为的小球夹在挡板和光滑斜面之间，斜面倾角为，则（    ）

A．挡板对小球的弹力大小为

B．斜面对球的弹力大小为

C．挡板逆时针缓慢转动到水平方向的过程中，挡板对球的弹力将变大

D．挡板逆时针缓慢转动到水平方向的过程中，斜面对球的弹力将变小

三、填空题

16．如图所示，在轻质斜板上有一质量为的小球，小球由轻绳悬挂于竖直墙上，图中角均为，球和板静止时处于图中所示的位置，不计球与板间的摩擦，取，则轻绳中张力的大小为________N。

17．如图1，轻绳一端固定于O点，另一端P连接一个力传感器（图中未画出），O、P端始终在同一水平线上．现将一物块通过光滑挂钩悬挂在绳上，水平缓慢移动P端，测出O、P端距离d，通过力传感器测出相应的绳的张力T，并作出 图像如图2，已知图中a、b分别为纵截距、横截距，不计轻绳伸长．由图像可知：

（1）轻绳总长为__________；

（2）物块（含挂钩）的重力大小为__________．

18．质量为的物体置于倾角为的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为，如图甲所示，用平行于斜面的推力作用于物体上，使其能沿斜面匀速上滑；若改用水平推力作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，如图乙所示。两次推力大小的比值________。（，）

四、解答题

19．质量为的砝码悬挂在轻绳和的结点上并处于静止状态。与竖直方向的夹角，沿水平方向。质量为的木块与相连，静止于倾角为的斜面上，如图所示。取，，．求：

（1）轻绳拉力的大小；

（2）木块所受摩擦力的大小。

参考答案

1．D

【详解】

AB.几个力，如果都作用在物体的同一点上，或者它们的作用线，相交于一点，这几个力叫做共点力，故AB错误；

C.若几个力的作用线，相交于一点，也可以叫做共点力，故C错误；

D. 几个作用在物体上不同点的力，其力的作用线若相交于同一点，这几个力是共点力，故D正确．

2．C

【详解】

因物体向左匀速直线运动，物体所受的合外力必定为零，因此，力F在水平方向向左的分力Fcos30°与地面对物体的摩擦力的合力必定为零，故拉力F与摩擦力的合力为Fsinθ，方向竖直向上．

另解：物体受四个共点力而处于平衡状态，则其中两个力的合力一定与另外两个力的合力等大反向．重力、支持力都在竖直方向，故其合力一定也在竖直方向．

A．向上偏左，与结论不相符，选项A错误；

B．向上偏右，与结论不相符，选项B错误；

C．竖直向上，与结论相符，选项C正确；

D．竖直向下，与结论不相符，选项D错误；

故选C.

3．B

【详解】

对结点受力分析如图所示

竖直方向有

水平方向有

可知的拉力

故选B。

4．C

【详解】

ABC．小球静止于斜面上，设小球受的弹簧拉力为，设斜面对小球的支持力为，设弹簧的伸长量为，对小球受力分析如图，在水平方向和竖直方向建立直角坐标系，分解和

联立解得

AB错误，C正确；

D．弹簧被剪断瞬间，小球只受重力和支持力，分解重力可知

支持力发生变化，D错误。

故选C。

5．D

【详解】

A．以m为研究对象，得到绳子拉力

保持不变，故A错误；

BC．以M为研究对象，分析受力，作出力图如图

由平衡条件得：地面对M的支持力

摩擦力

M沿水平地板向右缓慢移动少许后，α减小，由数学知识得到N变小，f变小。根据牛顿第三定律得知M对地面的压力也变小，故BC错误；

D．滑轮轴所受的压力大小等于两侧绳子拉力的合力大小，绳子拉力大小不变，夹角减小，则绳子拉力的合力变大，则悬挂滑轮的绳的张力变大，故D正确；

故选D。

6．C

【详解】

由题意可得，对绳B点受力分析：

滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F，因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重量，即为：

F1=F2=G=mg=100N。

用平行四边形定则作图，由于拉力F1和F2的夹角为120°，则由几何知识得：

F=100N

所以滑轮受绳的作用力为100N．方向与水平方向成30°角斜向下；

A．50 N，与结论不相符，选项A错误；

B．50 N，与结论不相符，选项B错误；

C．100 N，与结论相符，选项C正确；

D．100N，与结论不相符，选项D错误；

故选C。

7．C

【详解】

当木板倾角是时，物块受到是静摩擦力，其大小等于mgsin，当木板倾角是时，物块受到是滑动摩擦力，其大小等于μmgcos，由题意可得

解得

故选C。

8．B

【详解】

对结点O受力分析，O点受到三根绳子的拉力如图所示．
 

由于物体m1、m2的细线绕过光滑小滑轮与系着小物体m3的细线连接，因此有：F1=m1g，F2=m2g，由于O点处于静止状态，因此有：F′3=F3=m3g，故：m3gcos37°=m1g，m3gcos53°=m2g，m1:m2:m3=4:3:5，故A、C、D错误，B正确．故选B．

【点睛】本题关键是对碗内小球受力分析，根据三力平衡条件可知，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，然后运用合成法作图，根据几何关系得到三个物体的重力之比．

9．B

【详解】

对两个小球构成的整体受力分析，如图所示

根据平衡条件得，轴方向上有

轴方向上有

解得

对C球受力分析如图所示

根据平衡条件得，轴方向上有

轴方向上有

解得

故选B。

10．B

【详解】

工人受到重力、支持力和拉力，如图

根据共点力平衡条件，有

F2=mgtanα

当工人下移时，细绳与竖直方向的夹角α变小，故F1变小，F2变小，但F1与F2的合力与重力平衡，保持不变不变，故B正确，ACD错误。

11．B

【详解】

对小球受力分析，受重力、挡板向右的支持力和半球面的支持力，如图

根据平衡条件解得

由于θ不断增加，故F1增大、F2增大。

故选B。

12．D

【详解】

若人用斜向下的力推箱子，三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故长木板对地面的压力等于3mg，故A错误；人用力F向右下方推箱子，根据牛顿第三定律可知，箱子对人施加向左上方的作用力，根据平衡条件，人对长木板的压力大小小于mg，故B错误；对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，不是静摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有静摩擦力，故C错误；箱子在人的推力作用下，有向右运动的趋势，因此箱子受到的摩擦力的方向水平向左；故D正确；故选D．

13．AD

【详解】

对结点O受力分析如图；结点O始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的．

所以OA绳受力大小变化情况：逐渐变小；OB绳受力大小变化情况是：先变小后变大；故选AD.

点睛：此题为物体平衡条件的一个应用：动态分析，处理这个类型的题需要找出不变的物理量，然后作图或找变化的物理量与不变的物理量之间的关系再加以分析，就是以不变应万变．

14．BD

【详解】

对木块受力分析如图

可知，摩擦力

由于木块做匀速直线运动，由受力平衡可得

故选BD。

15．AD

【详解】

AB．对小球受力分析，受重力、斜面支持力和挡板支持力，将重力按照作用效果分解，如图所示

小球对挡板压力等于分力，对斜面压力等于分力，故

再由牛顿第三定律知， B错误A正确；

CD．使挡板从竖直位置缓慢的逆时针转到水平，分解重力，如图所示

小球对挡板的压力先减小后增加，小球对斜面的压力逐渐减小，再由牛顿第三定律知，C错误D正确。

故选AD。

16．10

【详解】

对小球进行受力分析，如图所示，小球处于静止状态，受力平衡，建立沿斜板和垂直斜板的直角坐标系，对力进行分解

则沿斜板方向

垂直斜板方向

解得

17．        

【详解】

（1）设绳长为L，则由平衡知识可知：，其中 ，解得 ；由图像可知 L2=a，则L=；，解得 mg=;

【点睛】

此题关键是能根据力的平衡知识建立d2-1/T2的函数关系，然后根据图像的斜率和截距进行有关的计算.

18．0.68

【详解】

根据共点力平衡条件可知，如图

如图

整理可得

19．（1）；（2）64.8N。

【详解】

（1）如图甲所示分析结点P受力，由平衡条件得：

可解得PB绳的拉力为

（2）再分析M的受力情况如图乙所示。

由物体的平衡条件可得：

又有

解得：