高中物理力的平衡经典习题及答案（精编版）

1、力的平衡经典习题1、如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间若缓慢转动挡板至与斜面垂直，在此过程中a a、b两球间的弹力不变b b 球对挡板的压力逐渐减小c b 球对斜面的压力逐渐增大d a 球对斜面的压力逐渐增大2、如图所示，不计滑轮质量与摩擦，重物挂在滑轮下，绳a 端固定，将b 端绳由 b 移到 c 或 d（绳长不变）其绳上张力分别为tb， tc， td，绳与竖直方向夹角分别为b, c, d 则a t b>tc>td? b< c<d? b t b<tc<td? b< c< dc t b=tc<td?

2、? b= c< d? d t b=tc=td? b= c= d3、某物体在三个共点力的作用下处于静止状态，则下列符合条件的有a 7n、8n、15n? ? b 11n、5n、8n?c 1n、6n、8n? ? d 4n、3n、 12n4、如图所示，质量为m的小球，与三根相同的轻弹簧相连静止时，相邻两弹簧间的夹角均为120° , 已知弹簧a、b对小球的作用力大小均为f，则弹簧c 对质点的作用力大小可能为a f?bf +mg? ?c f - mg?d mg- f5、如图所示，质量为m的质点静止地放在半径为r 的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为，质点与球心的连线与水平地面的夹角为，

3、则下列说法正确的是a地面对半球体的摩擦力为零 b质点对半球体的压力大小为mgsin c质点所受摩擦力大小为mgsin d质点所受摩擦力大小为mgcos6、如图所示，一个质量为m=20 kg 的物体，放在倾角为=30°的斜面上而静止，若用竖直向上的力f=5 n 提物体，2物体仍静止（g=10 m/s），则下述正确的是a斜面受的压力减少量等于5 n? b斜面受的压力减少量小于5 n c地面受的压力减少量等于5 n ? d地面受的压力减少量小于5 n7、半圆柱体p放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板mn，在 p和 mn之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 q，整个装置处于静止状态，右

4、图所示是这个装置的纵截面图.若用外力使mn保持竖直，缓慢地向右移动，在q落到地面以前、发现p 始终保持静止.在此过程中，下列说法中不正确的是? a mn对 q的弹力逐渐减小?b 地面对p 的摩擦力逐渐增大? c p、 q间的弹力先减小后增大? ? d q所受的合力逐渐增大8、如图所示， 两个质量都是的小球、用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态已知墙面光滑， 水平地面粗糙 现将球向上移动一小段距离两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对球的支持力和轻杆上的压力的变化情况是a n 不变， f 变大?b n 不变，变小c n变大，变大? d 变大，变小9、如图所示，a、b

5、两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态现将绳子一端从p 点缓慢移到q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是?a夹角 将变小 ? b 夹角 将变大c绳子张力将增大? ? d物体b位置将变高10、如图所示，a、b 两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在o点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为。则弹簧的长度被压缩了? ?a.?b.?c?d.11、如图所示， 两木块的质量分别为m1 和 m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1 和 k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接） ，整个系统处于平衡状态. 现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧

6、. 在这过程中下面木块移动的距离为a.? b.? c.?d.12、如图所示，a、b 两球用劲度系数为k 1 的轻弹簧相连，b 球用长为l 的细线悬于o 点， a 球固定在o点正下方，且o、a 间的距离恰为l，此时绳子所受的拉力为f1，现把a、b 间的弹簧换成劲度系数为k2 的轻弹簧，仍使系统平衡， 此时绳子所受的拉力为f2，则 f1 与 f2 的大小关系为a f1 < f 2? b f1 > f 2 ?c f1 = f 2? ? d因 k1 、k2 大小关系未知，故无法确定13、如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块p、q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），p

7、悬于空中， q放在斜面上， 均处于静止状态。 当用水平向左的恒力推q时，pq仍静止不动， 则 ? （ ? ）? a q受到的摩擦力一定变小b q受到的摩擦力一定变大? c q受到的摩擦力变化不确定d轻绳上拉力一定不变14、如图 1，op为粗糙的水平杆，oq为光滑的竖直杆，质量相同的两个小环a、b，通过细线连接套在杆上，a 环在 a 位置时平衡当a 环移到位置时也恰好平衡，在a 位置水平杆受到的压力为fn1，细线的拉力为f1，在位置水平杆受到的压力为fn2，细线的拉力为f2，则下述结论正确的是（）a，f1=f2b ，c，f1 f2d，?15 、如图所示，一物块受到一个水平力f 作用静止于斜面上，

8、此力f 的方向与斜面平行， 如果将力f 撤消，下列对物块的描述正确的是? a 木块将沿斜面下滑? b 木块受到的摩擦力变大? c 木块立即获得加速度? ? d 木块所受的摩擦力方向改变16、在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板，截面为?圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示。现在从球心o1 处对甲施加一平行于斜面向下的力 f，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止。设乙对挡板的压力f1，甲对斜面的压力为f2，在此过程中 (? )a. f1 缓慢增大， f2 缓慢增大b. f1 缓慢增大， f2 缓慢减小c. f1

9、 缓慢减小， f2 缓慢增大d. f1 缓慢减小， f2 不变17、如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为和的木块 a 和 b，中间用一原长为l、劲度系数为k 的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为现用一水平力向右拉木块b，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（? ）?a.?b.c.?d.18、如图所示，一物体m放在粗糙的斜面上保持静止，斜面静止在粗糙的水平面上，现用水平力f 推物体时，m和斜面仍然保持静止状态，则下列说法正确的是（ ?）a斜面体受到地面的支持力增大? ? ? ? b斜面体受到地面的摩檫力一定增大?c. 物体 m受到斜面的静摩檫力一定增大? ? ? ? ?d. 物

10、体 m受到斜面的支持力可能减小?评卷人得分三、计算题（每空？分，共？分）19、一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球a 和 b（中央有孔），a、b 间由细绳连接着，它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下，b 球与环中心o 处于同一水平面上，a、b 间的细绳呈伸直状态，与水平线成300 夹角已知b球的质量为3kg ，求细绳对b 球的拉力和a 球的质量ma.20、一表面粗糙的斜面，放在光滑的水平地面上，如图4 所示，为斜面倾角. 斜面固定时，一质量为m 的滑块恰好能沿斜面匀速下滑.斜面不固定时，若用一推力f 作用于滑块，使之沿斜面匀速上滑.为了保持斜面静止不动，必须 用一大小为

11、f0 =4mgcos sin 的水平力作用于斜面.求推力f 的大小和方向.21、如图所示，质量为m、横截面积为直角三角形的物块abc，它与竖直墙壁的动摩擦因数为， dabc = a， ab边靠在竖直墙面上，f 是垂直于斜面bc的推力，为使物块保持静止状态的大小应满足什么条件？( 最大静摩擦力等于滑动摩擦力)22、质量为m的物体放在倾角为的斜面上，设=45o，物体和斜面间的动摩擦因数=，力 f1 沿斜面向上作用于物体或另一水平方向作用与物体的力f2 均能使物体匀速上滑，如图所示，则f1 :f 2 等于多少？23、如图b-10所示，质量为m 的物体恰好能在倾角为的斜面上匀速下滑，如果在物体上施加一

12、个力f，使物体沿斜面匀速上滑，为了使力f 取最小值，则这个力与斜面的倾角为多少？这个力的最小值是多少？24、如图b-9所示， abcd为一倾角为=30°的粗糙斜面，ad 边与 bc 边平行，斜面上有一重为g 10n的物体，当对物体作用一个与ad 边平行的拉力f 时，物体恰能做匀速直线运动. 如果物体和斜面间动摩擦因数=，求拉力f 的大小以及力f 和物体运动方向之间的夹角.25、质量为10kg 的物体放在粗糙的斜面上，当斜面倾角为37 °时，物体恰好可以匀速下滑，求：（ 1）物体与斜面间的动摩擦因数（g=10n/kg ）（ 2）保持倾角不变，为使物体可以匀速上滑，需加多大的沿

13、斜面向上方向的推力？? ?( 已知： sin37 ° =? cos37 ° =?26 、如图 b-8所示，绳子一端系于天花板上a 点，另一端所系小球置于光滑的半球面上b 点，悬点a 和球心 o 在同一竖直线上，已知小球质量为m ，绳子长度为l， a 到球面的距离为h ，球面的半径为r，求小球对绳子的拉力和对球面的压力027、轻绳一端系在质量为m 30kg 的物体上， 另一端系在一个质量为ma 2kg 套在粗糙竖直杆mn的圆环上 . 现用水平力 f 拉住绳子上一点，使物体从如图所示实线位置o缓慢下降到虚线位置o , 53 时，圆环恰好要下滑，求杆与环间动摩擦因数(sin37&

14、#176; =， cos37 ° =228、如图所示，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 端与放置在水平面上 的质量为m2 的物体乙相连， 轻绳 oa与竖直方向的夹角 37°，物体甲、 乙均处于静止状态。 （取 g=10m/s ，sin37 °=， cos37 ° =，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：（ 1）轻绳 oa、ob受到的拉力是多大？ (2)?乙受到的摩擦力是多大？方向如何?（ 3）若物体乙的质量m2 =4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为=，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量 m1 最大不

15、能超过多少？29、如下图所示，a、b 两物体叠放在水平地面上，已知 a、b 的质量分别为ma 10 kg， mb 20 kg ， a、b 之间， b与地面之间的动摩擦因数均为. 一轻绳一端系住物体a，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，今欲用外力将物体b 从物体 a 下向右匀速拉出，求（ 1）绳的拉力n的大小？（ 2） a、b两物体之间的摩擦力f 的大小？2（ 3）所加水平力f 的大小？ ( 取 g 10 m/s ， sin 37°， cos 37 °四、填空题评卷人（每空？分，共？分）得分030 、如图所示，轻绳oa一端系在天花板上，与竖直线夹角为37

16、，轻绳 ob水平，一端系在墙上，o点处挂一重为40n 的物体绳ao拉力为? n、bo的拉力为 ? n；若绳 ao、bo、co所能承受的最大拉力均为100n，则所吊重物不能超过?n评卷人得分五、综合题（每空？分，共？分）31、如图所示，一个重为g 的小球套在竖直放置的半径为r 的光滑大圆球上，一个劲度系数为k ，原长为 l（ l<r）的轻弹簧，一端固定在大圆环顶点a，另一端与小球相连小球在大圆环上无可摩擦滑动，求：当环静止于b 点时，弹簧有多长？32、如图所示，质量为m的直角三棱柱a 放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为。质量为的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，a 和 b

17、 都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？参考答案一、多项选择1、ab 2 、c 3 、ab 4 、bd 5、 abd 6、bc 7 、acd 8、b 9 、d 10 、 c11、 c? 12 、c 13 、cd 14 、 ?b 15 、d 16 、da 解析：对于木块1，水平方向受向左的滑动摩擦力17、，向右的弹簧弹力f 的作用，做匀速直线运动，二力平衡=fn 又f=kx 由得，故两块之间距离为l。18、 b三、计算题19、对 b 球，受力分析如图物体b 处于平衡状态有： tcos300=mbg?t=2mbg=2 ×3× 10=60n?对 a 球，受力分析如

18、图物体 a 处于平衡状态有：在水平方向：tcos300=nasin300? 在竖直方向：nacos300=mag+tsin300?由上两式解得：ma=2mb=6kg?20、见分析【试题分析】斜面固定时，滑块恰好沿斜面下滑，则mgsin = mgcos，得 =tan ?设推力f 沿斜面方向的分力为fx ，沿垂直斜面方向的分力为fy，滑块受力如图5 （甲）所示 .则 fx mgsin fu =0 ?fn fy mgcos =0 ? fu= fn ?斜面体受力如图5 （乙）所示，则有f 0 =f u cos +f n sin ?联立且fu=f u， fn =f n ， 代入 f0 的值，得fx=3m

19、gsin， fy =mgcos .故21、若物体刚好不下滑mg+fsin-f m =0? fcos= f nfcos-f n=0? mg+fsinf nf m=fn? ?mg+fsinfcosf22、： 423、物体的受力情况如图3 所示，在垂直斜面方向上有fn =mgcos -fsin 沿斜面方向上有fcos =f u +mgsin且 fu = fn 由式解得f=，当 cos + sin 最大时， f 有最小值， 由数学知识可得当=arctan时， cos + sin 有最大值，且由题中条件可知=tan，则当 = 时， f min =mgsin2 .【试题分析】24、由于物体在力f 作用下，在斜面内做匀速直线运动，故所受滑动摩擦力此时有，得，设 f 与物体运动方向的夹角为，则 tan =1 ，即 =45° .，【试题分析】25、解：因为u<tan ，所以当f=0 时，物体不能静止。若物体在力f 的作用下刚好不下