新人教版高中物理必修第一册课时作业第5节共点力的平衡

第5节共点力的平衡

素养提升学业质量达标

基础过关

1.物体在共点力作用下，下列说法中正确的是（）

A.物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态

B.物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态

C.物体所受合力为零，就一定处于平衡状态

D.物体做匀加速直线运动时处于平衡状态

［解析］某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状

态，选项A错误；物体相对于另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一

物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此物体处于非平衡状态，故选项B

错误；选项C符合平衡条件的判断，故选项C正确；物体做匀加速直线运动，

不是处于平衡状态，选项D错误。

「答案］C

2.长木板上有一木块，如图所示，当长木板的倾角。逐渐增大时（）

A.如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力和支持力的合力逐渐增大

B.如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力、支持力和静摩擦力的合力

逐渐增大

C.如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力和静摩擦力的合力逐渐增大

D.如果0从0。一直增大到90°,则木块所受的摩擦力一直增大

［解析］如果木块一直静止于长木板上，木块所受重力和支持力的合力等于摩

擦力的大小，合力为零，摩擦力Ff=mgsin。，。增大时，Ff逐渐增大，A正确，

B错误；木块所受重力和静摩擦力的合力等于支持力的大小，支持力/N=mgcos

e,故逐渐变小，c错误；如果。从0。一直增大到90。，则木块所受的静摩擦力

增大，当木块开始运动后变为滑动摩擦力，由于正压力减小，故滑动摩擦力减

小，D错误。

「答案］A

3.某物体受到四个力的作用而处于静止状态，保持其中三个力的大小和方向均

不变，使另一个大小为产的力方向逆时针转过90。，则欲使物体仍能保持静止状

态，必须再加上力的大小为（）

A.FB.A/2F

C.2FD.3F

［解析］物体受到四个力的作用而处于静止状态，由物体的平衡条件可知，力产

与另三个力的合力一定等大反向，当力厂转过90。时，力厂与另三个力的合力大

小为巾F,因此，欲使物体仍能保持静止状态，必须再加一个大小为血产的

力，故B项正确。

［答案］B

4.用三根轻绳将质量为机的物块悬挂在空中，如图所示。已知讹和儿与竖直方

向的夹角分别为30。和60。，则ac绳和反绳中的拉力分别为（）

2m8

,亚1

c.4"吆，2nlg

V3

D.1加g,4mg

［解析］分析结点c的受力情况如图,

设ac绳受到的拉力为分，历绳受到的拉力为根据平衡条件知丹、F2的合

力厂与重力机g等大、反向，由几何知识得EiuRcos30。=手〃吆

F2=Fsin3O°=；/wg

选项A正确。

［答案］A

5.重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自

动滑下。以下说法正确的是（）

A.在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变

B.自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小

C.自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小

D.石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力

［解析］物体的重心的位置跟形状和质量分布有关，石块下滑前后，质量分布

变化，形状变化，所以重心改变，选项A错误；石块与车厢间的动摩擦因数与

车厢倾角无关，选项B错误；对石块受力分析如图所示，FN=^COS0,车厢的

倾角变大，所以车厢与石块间的正压力减小，选项C正确；石块下滑时，重力

的分力大于受到的摩擦力，选项D错误。

G

［答案］C

6.如图所示，一质量为m的光滑小球，在细线和竖直墙壁的共同作用下处于静

止状态。如果细线再加长一些，则细线对小球的拉力大小后和墙壁对小球的支

持力大小尺将()

A.FT和FN都减小

B.FT和公都增大

C.FT增大，FN减小

D.FT减小，尸N增大

［解析］对小球受力分析如图所示，设细线与墙壁之间的夹角为心根据力的平

衡条件可得斤=舞，墙壁对球的支持力大小FN=/^tana,如果细线再长一

些，则a会减小，所以后和尺都减小。选项A正确。

「答案］A

7.质量为根的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力尸缓慢拉动绳的

中点。，如图所示。用T表示绳0A段拉力的大小，在。点向左移动的过程中

()

□«

A.F逐渐变大，T逐渐变大

B/逐渐变大，T逐渐变小

C/逐渐变小，T逐渐变大

D.F逐渐变小，T逐渐变小

［解析］对。点受力分析如图所示，尸与T的变化情况如图，由图可知在。点向

左移动的过程中，f■逐渐变大，T逐渐变大，故选项A正确。

「答案］A

8.如图所示，A、8两物体均处于静止状态，关于8物体受力情况，下列说法中

正确的是（）

A.B物体一定受到四个力

B.B物体可能不受地面的支持力作用

C.B物体可能不受地面的静摩擦力作用

D.8物体可能受三个力，也可能受四个力

［解析］因为绳作用在8上的力不为零，所以绳对8的拉力在水平方向向左的分

力不为零，而8又处于静止状态，根据共点力的平衡条件，水平面对8一定有

向右的静摩擦力。由于摩擦力的存在，水平面对B一定有支持力。综上所述，B

物体一定会受到四个力的作用（重力、绳子的拉力、水平面的支持力和摩擦

力），选项A正确。

「答案］A

9.如图，用一绳子。把物体挂起来，再用另一根水平的绳子b把物体拉向一旁固

定起来。物体的重力是60N,绳子a与竖直方向的夹角。=37。，绳子a与〃对

物体的拉力分别是多大？（sin37°=0.6,cos37°=0.8）

［解析］对物体受力分析如图所示，物体受重力、绳外匕的拉力，将重力分解

到沿a、h绳的方向上，则由力的平衡条件可得：Ta=Ga=—^=^N=75

COSJ/v.o

N

Tb=Gb=Gtan37°=60X^N=45N

［答案］75N45N

能力提升

10.如图所示，质量为m的滑块静止置于倾角为30。的粗糙斜面上，一根轻弹簧

一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为

30°,则（）

A.滑块一定受到三个力作用

B.弹簧一定处于压缩状态

C.斜面对滑块的支持力大小可能为零

D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于;mg

［解析］由题意知弹簧垂直于斜面，因不知弹簧是否被拉伸或被压缩，故不能

确定弹簧弹力的有无及方向，所以滑块受力的个数也就不能确定，选项A、B

错误；若斜面对滑块的支持力为零，则斜面对滑块的摩擦力必为零，且弹簧一

定有拉力，滑块受竖直向下的重力和弹簧垂直于斜面向上的拉力不在同一直线

上，滑块受力不平衡，不能静止在斜面上，故选项C错误；无论弹簧有无弹力

的作用，但弹力的方向垂直于斜面，以滑块为原点，沿斜面方向和垂直于斜面

方向建立直角坐标系，将不在坐标轴上的重力分解到坐标轴上，其中沿斜面向

下的分力G尸

mgsin30°=5zg,根据平衡条件得斜面对滑块的摩擦力大小为Ff=Gi=%zg,

选项D正确。

「答案］D

11.如图所示，三段不可伸长的细绳，04、OB、0C能承受的最大拉力相同，它

们共同悬挂一重物，其中是水平的，A端、8端固定在水平天花板上和竖直

墙上。若逐渐增加C端所挂重物的质量，则最先断的绳是（）

A.必定是0AB.必定是0B

C.必定是0CD.可能是08,也可能是。。

［解析］0C下悬挂重物，它对。点的拉力等于重物的重力G。0C绳的拉力产

生两个效果：拉紧5。绳的水平向左的力拉紧A。绳的沿绳子方向斜向下的

力F2,FI、F2是G的两个分力。由平行四边形定则可作出力的分解图如图所

示，当逐渐增大所挂重物的质量时，哪根绳受的拉力最大则哪根绳最先断。从

图中可知：表示F2的有向线段最长，出最大，故0A绳最先断。

［答案］A

12.如图所示，质量为m的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为。，轻

绳0B水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳0A与竖直方向

的夹角。=37。，物体甲及人均处于静止状态（已知sin37o=0.6,cos37o=0.8。

g取lOmH。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。求：

（1）轻绳。4、08中的张力分别是多大?

(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？

(3)若人的质量加2=60kg,人与水平面之间的动摩擦因数为〃=0.3,欲使人在水

平面上不滑动，则物体甲的质量〃力最大不能超过多少？

［解析］(1)以结点O为研究对象，受三段轻绳的拉力作用，且竖直绳上的拉力

大小等于gg。如图所示，根据共点力平衡条件有：

FoB-FoAsin3=0

FOACOS0—mig=O

联立以上两式解得：

k”?国5

入Leos

3

R)B="2igtan6=甲”避。

⑵人在水平方向仅受绳0B