共点力的平衡

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1、人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习3.5共点力的平衡（解析版）一、选择题（本题共11小题，每小题6分，满分66分。在每小题给出的四个选项中，有一个或一个 以上选项符合题目要求,全部选对的得3分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）1.如图1所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45,日光灯保持 水平，所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为（）图1A.G 和 GB.处和也G22C.1G和插G22D.1G 和1G22【答案】B 【解析】根据对称性知两绳拉力大小相等，设为已日光灯处于平衡状态，由2F cos 45=G,解得F壶G,B2项正确。2.如图2所示，一

2、小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦,如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕OA.F先增大后减小,F2 一直减小B.F先减小后增大,F2一直减小C.F和F2都一直减小D.F和F2都一直增大【答案】B 【解析】小球受力如图甲所示，因挡板缓慢转动,所以小球处于动态平衡状态，在挡板转动过程中，小球 所受三力（重力G、斜面的支持力FN、挡板的弹力F）组合成的矢量三角形的变化情况如图乙所示（重 力大小方向均不变，斜面对其支持力方向始终不变），由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小, 挡板对小球的弹力先减小后增大,再由牛顿第三定律知B对。3. 如图3所示，轻绳的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个轻质

3、圆环上,圆环套在粗糙水平杆 MN上。现用水平力F拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，然后改变F的大小使其缓慢下降到图中 虚线位置，圆环仍在原来的位置不动。在这一过程中，水平拉力F、环与杆的摩擦力F摩和环对杆的压 力fn的变化情况是（）图3A. F逐渐增大,F摩保持不变,FN逐渐增大B. F逐渐增大,F摩逐渐增大,FN保持不变C. F逐渐减小,F摩逐渐增大,FN逐渐减小D. F逐渐减小,F摩逐渐减小,FN保持不变【答案】D 【解析】物体在3个力的作用下处于平衡状态，根据矢量三角形法，画出力的矢量三角形，如图所示。 其中，重力的大小和方向不变，力F的方向不变，绳子的拉力Ft与竖直方向的夹角。减小，

4、由图可以看 出,F与Ft均随之减小，故F摩也随之减小,D正确。4. （多选）如图4所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳的一端固定，绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个 重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚,整个装置在同一竖直平面内。为了使脚所受的拉力增大 可采取的方法是（）图4A. 只增加绳的长度B. 只增加重物的质量C. 只将病人的脚向左移动D. 只将两定滑轮的间距变大【答案】BC【解析】受力分析如图所示,由几何关系得F=2F1 cos 0。若只增加绳的长度,F1、0不变，则F不变,A 错误;若只增加重物的质量,F1变大，则F变大,B正确;若只将病人的脚左移,0角变小，则F变大,C正确; 若只将两定

5、滑轮的间距变大,0角变大，则F变小,D错误。5. （多选）小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图5所示。已知两人手臂上的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为0,水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是（）A.当 0 为 120时,F=GB.不管0为何值,FC.当0=0时,FD.0越大时,F越小【答案】AC【解析】由力的合成可知,两分力相等时,O=120,F合=F=G;O=0,F=1F合=；,故A、C对,B错。在合力一 定时,0越大，分力越大，故D错。6. （多选）如图6所示,质量为m的物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间动 摩擦因数为P,则物体受到的摩擦力的大小为（）图

6、6A.F sin 0B.F cos 0C.g(F sin 0+mg)D.g(mg-F sin 0)【答案】BC【解析】先对物体进行受力分析，如图所示，然后对力F进行正交分解,F产生两个效果:分力F1=F cos 0 使物体水平向左运动，同时分力F2=F sin 0使物体压紧水平面。由力的平衡可得F=Ff,F2+mg=FN,又滑 动摩擦力 Ff=gFN，即可得 Ff=F cos 0=g（F sin 0+mg）。7. （多选）如图7所示，重为G的小孩沿斜面匀速滑下，小孩受力如图所示，这些力之间的大小关系是（）A. N=G cos 0B. f=G sin 0C.f+N=GD.G2=N2+f2【答案】

7、ABD【解析】将重力G沿平行于斜面和垂直于斜面两个方向正交分解如图所示因为小孩匀速滑下，所以 受力平衡，则N=G2=G cos 0,A对;f=GG sin 0,B对;重力G大小等于N与f合力大小,G2=N2+f 2，故D 对,C错。8. （多选）如图8所示，一根绳子一端固定于竖直墙上的A点，另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B, 其中绳子的PA段处于水平状态，另一根绳子一端与动滑轮P的轴相连，在绕过光滑的定滑轮Q后 在其端点0施加一水平向左的外力F使整个系统处于平衡状态，滑轮均为光滑、轻质，且均可看 作质点，现拉动绳子的端点0使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态，则该平衡状态与 原平衡状态相

8、比较（）A. 拉力F增大B. 拉力F减小c.角e不变d.角e减小【答案】AD 【解析】以动滑轮P为研究对象，AP、BP段绳子受的力始终等于B的重力，两绳子拉力的合力在 /APB的角平分线上，拉动绳子后，滑轮向上运动，两绳子夹角减小，两拉力的合力增大，故F增 大，A项正确，B项错；PQ与竖直方向夹角等于ZAPB的一半，故拉动绳子后角e减小，C项错， D项正确。9. （多选）如图9所示，质量分别为mA、mB的A、B两个楔形物体叠放在一起，B靠在竖直墙壁 上，在水平力F的作用下，A、B静止不动，则（）图9A. A物体受力的个数可能为3B. B受到墙壁的摩擦力方向可能向上，也可能向下C. 力F增大（A

9、、B仍静止），A对B的压力也增大D. 力F增大（A、B仍静止），墙壁对B的摩擦力也增大【答案】AC【解析】隔离A物体，若A、B间没有静摩擦力，则A受重力、B对A的支持力和水平力F三个力 作用，选项A正确；将A、B看作一个整体，整体在竖直方向上受到重力和摩擦力，所以墙对B的 摩擦力方向只能向上，选项B错误；若F增大，则F在垂直B斜面方向的分力增大，所以A对B 的压力增大，选项C正确；对A、B整体受力分析，由平衡条件知，竖直方向上有f=GA+GB，因此 当水平力F增大时，墙壁对B的摩擦力不变，选项D错误。10. （多选）如图10所示，斜面上放有两个完全相同的物体。、饥两物体间用一根细线连接，在细线

10、的中点加一与斜面垂直的拉力F使两物体均处于静止状态。则下列说法正确的是（）图10A. 无论F如何改变，a、b两物体均受四个力作用B. a、b两物体对斜面的压力相同C. a、b两物体受到的摩擦力大小一定相等D. 当逐渐增大拉力F时，地面对斜面的静摩擦力增大【答案】BD【解析】当细线对b的拉力沿斜面方向分力等于b所受重力沿斜面方向的分力时，b不受摩擦力作 用，只受重力、支持力和拉力三个力作用，A项错误；对a进行受力分析知，a一定受摩擦力作用， C项错误；拉力作用在细线的中点，所以两细线的张力大小相等，又两细线与斜面的夹角相等，由 平衡条件可知，两物体所受支持力相等，由牛顿第三定律可知，B项正确；以

11、整体为研究对象，地 面对斜面的静摩擦力F=Fsin a F增大，则静摩擦力增大，D项正确。11. （多选）如图11所示，质量为M的木板C放在水平地面上，固定在C上的竖直轻杆的顶端分 别用细绳a和b连接小球A和小球8,小球A、B的质量分别为mA和mB，当与水平方向成30角的 力F作用在小球B上时，A、B、C刚好相对静止一起向右匀速运动，且此时绳a、b与竖直方向的 夹角分别为30和60，则下列判断正确的是（）A.力F的大小为mBgB. 地面对C的支持力等于（M+mA+mB） gC. 地面对C的摩擦力大小为23mBgD. mA = mB【答案】ACD【解析】对小球B受力分析，水平方向有Fcos 30

12、 = 7；cos 30,得Tb=F,竖直方向有Fsin 30+Tbsin 30=mBg，解得F=mBg，故A正确；对小球A受力分析，竖直方向有mAg+Tbsin 30 = Tsin 60, 水平方向有Tasin 30 = Tbsin 60，联立解得mA=mB，故D正确；以A、B、C整体为研究对象受力 分析，竖直方向有FN+Fsin 30=（M+mA+mB） g，可见FN小于（M+mA+mB） g，故B错误；水 平方向有 Ff=Fcos 30=mBgcos 30=号mBg，故 C 正确。二、非选择题（本题共2小题，满分34分）12.如图12所示，重为500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重为20

13、0 N的物体，当绳与水平面成60 角时，物体静止。不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力。图12【答案】100（5-/3） N 100 N【解析】人与物体静止，所受合力皆为零，对物体受力分析得，绳的拉力F1=200 N;对人受力分析，人受四 个力作用，重力G、拉力F、支持力FN、摩擦力Ff,受力如图,根据平衡条件可得：水平方向:Ff=F1 cos 60=200x1 N=100 N,竖直方向:Fn=G-F sin 60=(500-200x寸)N=100(5-/3) N。13.如图13所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B 端与站在水平面上质量为m2

14、的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角。=37，物体甲及人均处于静止 状态。(已知sin 37=0.6, cos 37 = 0.8, g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图13(1) 轻绳OA. OB受到的拉力分别是多大？(2) 人受到的摩擦力是多大？方向如何？(3) 若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数 = 0.3，欲使人在水平面上不滑动，则 物体甲的质量最大不能超过多少？533【答案】(1) Jm Jm修(2)欢浴水平向左(3) 24 kg【解析】(1)以结点O为研究对象进行受力分析，如图甲所示，由平衡条件有甲FOB = FOAsin 6FOAcos =m1g 联立解得 FoA=m1e=4nig,八3FOB=n1gtan 6=4n1g53故轻绳OA OB受到的拉力分力别为4n1g、利修。(2)对人受力分析，如图乙所示，人在水平方向受到OB绳的拉力FOB和水平向左的静摩擦力作用， 由平衡条件得f=FOB乙又 FoB=Fob3所以 f=FOB=4nig(3)当人刚要滑动时，甲的质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值，有fm=mg由平衡条件得Fob3又 FOBm = FOBm = nimgtan = 4”成曰4F ； 4m2g联立解得 n1m= OgBm = 3g =24 kg即物体甲的质量最大不能超过24 kg。