专题3.5共点力的平衡（原卷版）

第三章相互作用－力第5节共点力的平衡【知识清单】1.物体受到几个力的作用，如果保持状态，我们就说物体处于平衡状态。2.在共点力作用下物体平衡的条件是。3.二力平衡时，二力之间的关系是、、。4.三个力作用下处于平衡时，三力之间的关系是。5.物体在n个力作用下处于平衡时，其中任意m个力的合力与其余nm个力的合力之间的关系是。6.从运算简便的角度看，当物体在三个力作用下处于平衡时，通常采用处理，在三个以上的力作用下处于平衡时，通常可采用处理。7.在正交分解法中，选取的坐标轴以尽量、以尽量为原则。平衡条件可表示为、、。8.当物体在三个力作用下处于平衡状态时，三个力间的方向关系为；三个力不在一条直线上时，从几何关系看三个力可组成一个三角形。9.当物体在三个力作用下处于平衡状态时，若三个力大小相等，则相互间夹角必为；若三个力之间的夹角均为1200时，三个力的大小。【考点题组】【题组一】平衡状态的定性判定1.物体在以下三个共点力作用下，可能做匀速直线运动的是A．1N、6N、8NB．3N、6N、2NC．7N、2N、6ND．5N、9N、15N2.如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态，则该力可能为图中的()A.F1B.F2C.F3D.F43.如图所示在倾角为530的斜面上，用沿斜面向上5N的力拉着重4N的木块向上做匀速运动，则斜面对木块的总作用力的方向是（）A．垂直斜面向上 B．水平向左C．沿斜面向下 D．竖直向上4.如图所示，水平面上一物体在与水平面成θ角斜向右上方的拉力F作用下处于静止状态.以f、N分别表示物体受到的水平面摩擦力、支持力，G表示物体受到的重力()A.F和G的合力的方向可能水平向右B.F和f的合力方向竖直向上C.N可能为零D.F和f的合力可能大于G5.一个质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，如图所示。则它们的大小关系是（）FF1F2F345°60°135°OA．F1>F2>F3 B．F1>F3>F2C．F3>F1>F2 D．F2>F1>F36.一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3作用，其大小分别为F1＝42N、F2＝28N、F3＝20N，且F1的方向指向正北，下列说法中正确的是()A.这三个力的合力可能为零B.F1、F2两个力的合力大小可能为20NC.若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小为48N，方向指向正南D.若物体处于静止状态，则F2、F3的合力大小一定为42N，方向为正南【题组二】单体静平衡的计算1.如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G，则椅子对他的作用力大小为()A．

GB．

Gsin

θC．

Gcos

θD．

Gtan

θ2.一质量为M的探空气球在匀速下降.若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为2图2图A.B.C.D.03.如图所示，质量为m的钢球静止于两光滑木块a、b之间。已知两木块的夹角，a木板与水平方向的夹角。则钢球对a、b板的压力大小Fa、Fb分别是A.Fa=mg,Fb=mgB..Fa=mg,Fb=mgC..Fa=mg,Fb=mgD.Fa=mg,Fb=mg4.如图所示，一质量为m的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上，一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起使绳与竖直方向的夹角为θ＝30°，且绳绷紧，则练功队员对沙袋施加的作用力大小为()A．B．C．D．mg5.如图所示，一重为10N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力()．A．大小为7.5NB．大小为10NC．方向与水平方向成53°角斜向右下方D．方向与水平方向成53°角斜向左上方6.在均匀棒的两端各系一轻绳，棒的上端的轻绳的另一端固定在天花板上，再将系下端的绳用力F拉到水平方向，上端的绳与水平方向成a角，棒与水平成角而静止。则下面各式正确的是A．tana=2tanB．sina=2sinC．cosa=2cosD．sina=2cos7.如图所示，质量为m的小物体用不可伸长的轻细线悬挂在天花板上，处于静止状态。现对处于静止状态的物体施加一个大小为F、与竖直方向夹角为的斜向上恒定拉力，平衡时细线与竖直方向的夹角为60°；保持拉力大小和方向不变，仅将小物体的质量增为2m，再次平衡时，细线与竖直方向的夹角为30°，重力加速度为g，则A．B．C．=30°D．=60°8.如图所示，固定的半球面右侧是光滑的，左侧是粗糙的，O点为球心，A、B为两个完全相同的小物块（可视为质点），小物块A静止在球面的左侧，受到的摩擦力大小为F1，对球面的压力大小为N1；小物块B在水平力F2作用下静止在球面的右侧，对球面的压力大小为N2，已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为θ，则A．F1：F2=cosθ：1B．F1：F2＝sinθ：1C．N1：N2＝cos2θ：1D.N1：N＝sin2θ：1【题组三】单体的动平衡1.质量为m的木箱置于水平面上，水平推力F即可使木箱做匀速直线运动。现保持F的大小不变，方向改为与水平方向成60°斜向上拉木箱，仍能使其做匀速直线运动，如图所示。则木箱与水平面间的动摩擦因数为（）FFF60°A．B．C．D．2.如图所示，在水平力F作用下，所受重力大小为G的物体保持沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ，物体所受摩擦力大小等于（）2图2图AμFBμF+GCμFGDG3.如图所示，质量为M的物体，在与竖直方向成θ角、大小为F的恒力作用下，沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，则物体受到摩擦力的大小为（）3图3图A．MgFcosθ B．μ（Mg+Fcosθ）C．μFsinθ D．μ（MgFcosθ）4.如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，，AB边靠在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数为。F是垂直于斜面BC的推力，物块沿墙面匀速下滑，则摩擦力的大小为（）AACBFα4题图A．B．C．D．5.设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S成正比，与下落速度v的二次方成正比，即f＝kSv2，其中k为比例常数，且雨点最终都做匀速运动．已知球的体积公式为V＝eq\f(4,3)πr3(r为半径)．若两个雨点的半径之比为1∶2，则这两个雨点的落地速度之比为A．1∶eq\r(2) B．1∶2 C．1∶4 D．1∶86.如图所示，质量为m的木块，被水平力F紧压在倾角为θ＝60°的墙面上处于静止状态．则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力(压力与摩擦力的合力)，下列说法正确的是()A．墙面对木块一定有压力B．墙面对木块一定有摩擦力C．墙面对木块的作用力大小为FD．墙面对木块的作用力大小为【题组四】平衡中的极值问题1.如图所示，用一根长为Ｌ的细绳一端固定在O点，另一端挂一个质量为m的小球Ａ，为使细绳与竖直方向夹角30o角且绷紧，小球A处于静止，对小球施加的最小力等于（）A．mg B．mgC．mg D．mg2.如图，可视作质点的木块在拉力F的作用下沿粗糙水平地面做匀速直线运动．F与水平面的夹角为θ(0°≤θ≤90°)，木块与地面的动摩擦因数恒定但未知，则()A．θ越小，F越小B．θ越大，F越小C．F的最小值一定比木块重力小D．F的最小值可能等于木块重力大小3.作用于原点O的三力平衡，已知三力均位于ｘOｙ平面内，其中一个力的大小为F1，沿ｙ轴负方向；力F2的大小未知，与ｘ轴正方向的夹角为θ，如图所示。下列关于第三个力F3的判断，正确的是（）A.力F3只能在第二象限B.力F3与F2夹角越小，则F2与F3的合力越小C.力F3的最小值为F1cosθD.力F3可能在第三象限的任意区域4.如图所示，一小球用轻绳悬于◦点，用力F拉住小球，使悬线保持偏离竖直方向75°角，且小球始终处于平衡状态，为了使F有最小值，F与竖直方向的夹角应该是75750FθOA.90° B.15° C.45° D.0°5.用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的