人教版物理必修第一册：3.5《 共点力的平衡》同步练习（解析版）

1、3.5 共点力的平衡 同步练习一、选择题1.如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体m，且M、m相对静止，此时小车受力个数为()A3B4C5 D6【答案】B【解析】先对物体m受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力；再对M受力分析，受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对M有向上的支持力，共受到4个力，故B正确。2.如图所示，在竖直向上的恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是()Aa一定受到4个力Bb可能受到4个力Ca与墙壁之间一定有弹力和摩擦力Da与b之间一定有摩擦力【答案】AD【解析】

2、将a、b看成整体，其受力图如图甲所示，说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用；对物体b进行受力分析，如图乙所示，b受到3个力作用，所以a受到4个力作用。3.如图所示，一只半径为R的半球形碗倒扣在水平桌面上，处于静止状态。一质量为m的蚂蚁(未画出)在离桌面高度为R时恰能停在碗上，则蚂蚁受到的最大静摩擦力大小为()A0.6mg B0.8mgC0.4mg D0.75mg【答案】A【解析】蚂蚁受重力、支持力和最大静摩擦力，根据平衡条件有Fmmgsin ，而cos 0.8，所以Fmmgcos 0.6mg，故A正确。4.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一

3、根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球。当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为90，质量为m2的小球位于水平地面上，设此时质量为m2的小球对地面压力大小为FN，细线的拉力大小为FT，则()AFN(m2m1)g BFNm2gCFTm1g DFTg【答案】B【解析】分析小球m1的受力情况，由物体的平衡条件可得，绳的拉力FT0，故C、D均错误；分析m2受力，由平衡条件可得：FNm2g，故A错误，B正确。5.如图所示的是一个力学平衡系统，该系统由三条轻质细绳将质量均为m的两个小球连接悬挂组成，小球直径相比轻绳长度可以忽略，轻绳1与竖直方向的夹角为30，轻绳

4、2与竖直方向的夹角大于45，轻绳3水平。当此系统处于静止状态时，轻绳1、2、3的拉力分别为F1、F2、F3，比较三力的大小，下列结论正确的是()AF1F3 BF2F2 DF1F3，选项A错误；对下方小球受力分析，因F2是直角三角形的斜边，而mg和F3是直角边，由轻绳2与竖直方向的夹角45，可知F2F3，选项B错误；对上方小球分析，水平方向：F1sin 30F2sin ，因45，则F1F2，选项C正确，D错误。6.如图所示，倾角30的斜面体A静止在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量均为m的小物块a、b，整个装置处于静止状态。现给物块b施加一个水平向右的力F，使b缓慢移动直

5、到轻绳与竖直方向成30角(不计绳与滑轮间的摩擦)，对此过程说法正确的是()Ab受到绳的拉力先增大再减小B小物块a受到的摩擦力先增大再减小C水平拉力F逐渐增大D小物块a一定沿斜面缓慢上移【答案】C【解析】b受力平衡，对b受力分析，如图甲所示。设绳与竖直方向的夹角为，b缓慢移动直到与竖直方向成30角的过程中，变大，根据平行四边形定则可知，T逐渐增大，F逐渐增大，故A错误，C正确；对a受力分析，如图乙所示。刚开始Tmg，a处于静止状态，则fTmgsin 30mg，方向向下，T增大时，f增大，摩擦力增大，由于不知道最大静摩擦力的具体值，所以不能判断a是否会滑动，故B、D错误。7.多选如图所示，木板P下

6、端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比()AA对B的作用力减小BB对A的支持力减小C木板对B的支持力增大D木板对B的摩擦力增大【答案】BC【解析】设木板与水平地面的夹角为。以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，所以B对A的作用力与A的重力大小相等，方向相反；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，A受到重力和B对A的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力、摩擦力的合力仍然与A的重力大小相等，方向

7、相反，则B对A的作用力保持不变。根据牛顿第三定律可知，A对B的作用力也不变，故A错误；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置时，设B的上表面与水平方向之间的夹角是，由于支持力与摩擦力相互垂直，则N1GAcos ，所以A受到的支持力一定减小了，故B正确；以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2，总重力GAB、木板的支持力N2和摩擦力f2，N2GABcos ，f2GABsin ，减小，N2增大，f2减小，故C正确，D错误。8如图所示，有一轻圆环和插栓，在甲、乙、丙三个力作用下平衡时，圆环紧压着插栓。不计圆环与插栓间的摩擦，若只调整两个力的大小，欲移动圆环使插栓位于圆环中心，下列说法中正确的是()A增大

8、甲、乙两力，且甲力增大较多B增大乙、丙两力，且乙力增大较多C增大乙、丙两力，且丙力增大较多D增大甲、丙两力，且甲力增大较多【答案】D【解析】根据题意可知，轻圆环受甲、乙、丙三个力及插栓的弹力作用，处于平衡状态，根据共点力平衡条件的推论可知，甲、乙、丙三个力的合力必与插栓对轻圆环的弹力等大、反向，该弹力方向为沿轻圆环半径方向向外，要通过移动圆环使插栓位于圆环中心，则甲、乙、丙三个力的合力需变为零，此时可同时增大甲、丙两力且增加量的合力应与消失的弹力等大、同向，或同时减小乙、丙两力，且减小量的合力应与消失的弹力等大、反向，且甲力增加得多或乙力减小得多，故选项A、B、C错误，选项D正确。9.如图所示

9、，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是()A球在a、b两点处一定都受到支持力B球在a点一定受到支持力，在b点处一定不受支持力C球在a点一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力D球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到支持力【答案】D【解析】若球与小车一起水平匀速运动，则球在b处不受支持力作用，若球与小车一起水平向左匀加速运动，则球在a处受到的支持力可能为零，D正确。10年“蛟龙”再探深海，前往太平洋、印度洋执行实验性应用航次。假设深海探测器在执行下潜任务中，探测器最

10、后达到某一恒定的收尾速度。若探测器质量为m，由于重力作用下潜，探测器的收尾速度为v，探测器受到恒定的浮力F，重力加速度为g，下列说法正确的是()A探测器达到收尾速度后，合力为向下B探测器达到收尾速度后，探测器受到的水的阻力为mgFC探测器达到收尾速度前，受到的合力可能为零D无论是达到收尾速度前，还是达到收尾速度后，探测器受到的合力都不能是零 【答案】B【解析】探测器达到收尾速度前，受到的合力不可能为零，达到收尾速度后，受到的合力为零，选项A、C、D错误；根据共点力平衡，探测器达到收尾速度后，探测器受到的水的阻力为mgF，选项B正确。11如图所示，三根相同的绳子末端连接于O点，A、B端固定，C端

11、受一水平力F，当F逐渐增大时(O点位置保持不变)，最先断的绳子是()AOA绳 BOB绳COC绳 D三绳同时断【答案】A【解析】对结点O受力分析，受三个绳的拉力，根据平衡条件的推论得，水平和竖直两绳拉力的合力与OA绳的拉力等大反向，作出平行四边形，解得三个绳中OA绳的拉力最大，在水平拉力逐渐增大的过程中，OA绳先达到最大值，故OA绳先断，A项正确。12.一木箱放在水平地面上，木箱质量为m，用水平推力F即可使木箱做匀速直线运动。现保持F大小不变，方向改为与水平方向成60角斜向上拉木箱，也能使它做匀速直线运动，如图所示。则木箱与水平地面的动摩擦因数为()A. BC. D【答案】C【解析】水平拉木箱时

12、，由平衡条件有：Fmg0；斜向上拉木箱时，Fcos 60FN0，FNFsin 60mg，解三式得：，C项正确。13如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上，现向b盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终处于静止状态，下列说法中正确的是()Ab对c的摩擦力可能先减小后增大B地面对c的支持力可能不变Cc对地面的摩擦力方向始终向左D弹簧的弹力可能增大【答案】A【解析】 当向b盒内缓慢加入砂粒的过程中，a、b、c一直处于静止状态，对a分析，弹簧弹力不变，a的重力不变，则

13、细绳拉力不变；对b、c整体分析知，其受方向始终向左的摩擦力，故c对地面的摩擦力方向始终向右，由于b、c整体质量增大，则地面对c的支持力增大，B、C、D错。如果开始时，b所受c的摩擦力沿斜面向上，则对b分析可知，随着砂粒的加入b对c的摩擦力可能先减小后增大，A对。14.一轻杆BO，其O端用光滑铰链连接在固定竖直杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆OB所受压力FN的大小变化情况是()AFN先减小，后增大BFN始终不变CF先减小，后增大DF始终不变【答案】B【解析】取BO

14、杆的B端为研究对象，受到绳子拉力(大小为F)、BO杆的支持力FN和悬挂重物的绳子的拉力(大小为G)的作用，将FN与G合成，其合力与F等值反向，如图所示，得到一个力三角形(如图中画斜线部分)，此力三角形与几何三角形OBA相似，可利用相似三角形对应边成比例来解。如图所示，力三角形与几何三角形OBA相似，设AO高为H，BO长为L，绳长AB为l，则由对应边成比例可得，式中G、H、L均不变，l逐渐变小，所以可知FN不变，即FN不变，F逐渐变小。2、 计算题15.如图所示，质量M2 kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m kg的小球相连。今用与水平方向成30角的力F10 N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g10 m/s2。求：(1)运动过程中轻绳与水平方向的夹角；(2)木块与水平杆间的动摩擦因数。【解析】(1)设轻绳对小球的拉力为FT，小球受力如图甲所示，由平衡条件可得Fcos 30FTcos 0Fsin 30FTsin mg0解得FT10 N，30。(2)以木块和小球组成的整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得Fcos 30Ff0FNFsin 30(Mm)g0又FfFN，解得。【答案】(1)30(2)16. 如图所示，质量M2 kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m1 kg的小球相连。今用跟水平方向成60角的力