共点力平衡（第2课时）分层练习-2023-2024学年高一物理（人教版）

第5节共点力平衡（第2课时）

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1.（2023秋・湖北孝感・高一统考开学考试）我国农村生活条件越来越好，在修建乡村住房时，工人用上了简

易机械如图所示。甲站在地面上通过支架上的定滑轮拉着Q4绳把建筑材料缓慢提升到楼顶，乙再在楼顶水

平拉着08绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上，在乙缓慢移动建筑材料的过程中，下列说法正确的是（）

定滑轮

B.乙与楼层之间的摩擦力大小不变

C.甲对QA绳的拉力逐渐减小D.甲与地面之间的摩擦力逐渐增大

【答案】D

【详解】AC.依题意，设建筑材料的重力为G,OA绳右端与竖直方向夹角为况且对建筑材料的拉力为F°A，

乙对OB绳的拉力大小为心〃，则乙再在楼顶水平拉着。8绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上的过程中，对

建筑材料受力分析，根据平衡条件有（也可以对。点用动态矢量三角形法）

。增大，则凡人增大，分8增大，所以可知甲对OA绳的拉力增大，乙对。8绳的拉力增大，故AC错误；

B.对乙受力分析，根据平衡条件可知乙与楼层之间的摩擦力大小等手。8绳对乙的拉力大小，由于五四逐

渐增大，所以可得乙与楼层之间的摩擦力逐渐增大，故B错误；

D.对甲受力分析，由平衡条件可知，甲与地面之间的摩擦力大小等于OA绳对甲的拉力在水平方上的分力，

由于。4绳对甲的拉力逐渐增大且OA绳与水平方向夹角不变，所以可得甲与地面之间的摩擦力逐渐增大，

故D正确。

故选D。

2.（2023春・广东阳江•高一统考期末）可调节角度的散热底座上放着一本笔记本电脑，如图所示，对比底座

处于卡位1和卡位4时（）

41

A.电脑处于卡位4时受到的支持力小

B.电脑处于卡位4时受到的摩擦力大

C.底座对电脑的作用力始终不变

D.电脑受到的支持力与摩擦力大小之和等于其重力

【答案】C

【详解】AB.设底座与水平面的颂角为夕，电脑的质量为加，底座对电脑的摩擦力大小为支持力大小

为N,根据受力平衡可得

对比底座处于卡位1和卡位4时，由于卡位4的倾角。较小，则卡位4电脑受到的摩擦力小，电脑受到的支

持力大，故AB错误；

C.根据平衡可知，底座对电脑的作用力大小等于电脑的重力，方向竖直向上，即底座对电脑的作用力始终

不变，故c正确；

D.电脑受到的支持力与摩擦力大小之和为

不一定等于mg，故D错误。

故选C。

3.（2023春•云南红河•高一统考期末）如图所示，一细线与竖直墙面相接于。点，另一端悬挂一重为20N

的工艺品，现用垂直于细线方向的力产拉工艺品，使其处于静止状态，并保持细线与竖直方向夹角。为30。，

则力/大小为（）

【答案】B

【洋解】以工艺品为对象，可知细线拉力和力厂的合力大小等于工艺品的重力，方向竖直向上，由于力尸与

细线拉力垂直，则有

故选B。

4.（2023春•云南昭通•高一校考期末）用一段轻绳将一个小球悬挂于。点正下方的尸点，小球在水平拉力

作用下，从P点缓慢移到Q点，发与竖直方向夹角为60。，如图所示。在此过程中，下列说法正确的是（）

A.水平拉力逐渐增大B.轻绳拉力逐渐减小

C.水平拉力先减小后增大D.轻绳拉力先增大后减小

【答案】A

【详解】小球每一位置都处于平衡状态，对小球受力分析

轻绳拉力

则随着0增加，尸逐渐变大，轻绳拉力逐渐变大。

故选Ao

5.（2023春•江苏盐城•高一统考期末）某同学在列车车厢的顶部汨细线悬挂一个小球，小球会相对车厢保持

静止。在某次测定中，车厢沿斜面匀速下滑，观察到的情形是（）

【答案】C

【详解】车厢沿斜面匀速下滑，小球姓干平衡状态，重力移百向下，可知抖力竖直向匕C图符合题意。

故选C。

6.（2023春・湖南邵阳•高二统考期末）如图所示，水平地面上有一带支架的小车，在支架上用轻绳悬挂一小

球。现使小车从静止开始匀加速运动，当速度达到％时，做匀速直线运动。在匀速运动过程中绳子保持与

竖直方向成为角不变。已知球质昼为〃?，且在运动过程中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，重力

加速度为g。下列说法正确的是（）

【答案】C

【详解】AB.在匀速运动过程中绳子保持与竖直方向成4角不变，由平衡条件有

解得空气阻力大小与球速大小的匕例系数

故AB错误；

CD.在加速阶段，设绳子与竖直方向的夹角为凡受力分析如图

〃*ZZ//Z/////////Z

在水平方向由牛顿第二定律可得

故选Ao

8.（2023秋•高一单元测试）（多选题）如图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

脚所受的拉力减小，可采取的方法是（）

B.只减小重物的质量

C.只将病人的脚向左移动

D.只将两定滑轮的间距增大

【答案】BD

【详解】脚所受拉力为两绳的合力，如图所示

F=27cos0

又

联立解得

F=2〃?gcos6

可知增大。角或减小重物的质量都会使脚所受的合力减小

A.只增加绳的长度，脚所受的拉力不变，故A错误；

B.只减小重物的质量，脚所受的拉力减小，故B正确；

C,只将病人的脚向左移动，。角减小，脚所受的拉力变大，故C错误；

D.只将两定滑轮的间距增大，〃角增大，脚所受的拉力减小，故D正确。

故选BDo

9.（2023秋•高一单元测试）（多选题）如图所示，用相同的弹簧秤将同一个重物机，分别按甲、乙、丙三

种方式悬挂起来，读数分别是B、乃、4、凡，已知利30。，则有（）

A.居最大B.FI=F3

C.尸2最大D.B比其他各读数都小

【答案】BC

【详解】分别受力分析，由平衡条件可得，四个弹簧秤的读数分别为

可知

FI=F3

其中尸2最大。

故选BCo

10.（2023春・山东济宁•高一济宁一中校考阶段练习）（多诜撅）如图所示，一根不可伸长的轻穿两端连接两

轻环A、B,两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上。轻绳绕过光滑的轻小滑轮，重物悬挂于滑轮下,

始终处于静止状态。下列说法正确的是（）

A.只将环A向下移动少许，绳上拉力不变，环B所受摩擦力不变

B.只将环A向下移动少许，绳上拉力变大，环B所受摩擦力变大

C.只将环B向右移动少许，绳上拉力变大，环A所受杆的弹力变大

D.只将环B向右移动少许，绳上拉力变大，环A所受杆的弹力不变

【答案】AC

【详解】设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为。，绳子的长度为L，B环到墙壁的距离为％,如图所示

B

根据几何关系可得

以滑轮作为研究对象，设绳子拉力大小为7，由平衡条件可知

解得

对B环进行受力分析，由平衡条件可知，环B所受摩擦力为

对A环进行受力分析，由平衡条件可知，环A所受杆的弹力为

AB.只将环A向下移动少许，x和L都不变，则a不变，可知绳上拉力不变，环B所受摩擦力不变，故A

正确，B错误；

CD.只将环B向右移动少许，x变大，L不变，则。变大，可知绳上拉力变大，环A所受杆的弹力变大,

故C正确，D错误。

故选AC。

11.（2023秋・云南保山•高一统考期末）如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小

球乙相连，整个系统处于静止状态。现对小球乙施加一个水平力/，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个

过程中物体甲保持静止，则该过程中（）

A.尸变大,地面对甲的摩擦力变大

B.尸变小，地面对甲的摩擦力变小

C.b变小，地面对甲的支持力变大

D.尸变大，甲物体的合外力变大

【答案】A

【详解】ABCD.对乙物体，根据受力情况，设绳与竖直方向的夹角为a,则水平力：

绳的拉力

随着a的逐渐增加，水平力增加。绳的拉力也增加。

对甲物体受力分析得，绳拉力的水平分力逐渐增加，根据平衡可得，地面对甲的摩擦力增加；绳拉力的竖

直分力逐渐增加，地面对甲的支持力变小，故选项A正确，选项BCD错误。

故选Ao

A.绳子拉力保持不变

C.固定杆给滑环B的弹力方向垂直于杆向上

D.滑环B受到的摩擦力变大

【答案】B

【详解】A.对小球A施加一个水平力尸，使小球A在水平力尸的作用下沿着,圆弧轨迹缓慢匕移，在圆

周上任一位置时，根据平衡条件有

整理可得

随着小球A沿着。圆弧轨迹缓慢上移，。增大，可知，拉力尸变大，绳子的弹力变大，故A错误；

BC.由A分析可知，绳子的弹力逐渐增大，且小球A到。点的距离不变，即滑环B一直处于静止状态，

由干初始时滑环恰好不下滑，则随着绳子的弹力变大，固定杆给滑环B的弹力增大，由平衡条件有

即固定杆给滑环B的弹力方向垂直于杆向下，又有

联立解得

故C错误，B正确；

D.由上述分析可知，滑环B一直处于静止状态，则滑环B受静摩擦力，由平衡条件有

保持不变，故D错误。

故选B。

13.（2023秋・山东荷泽・高一统考期末）（多选题）如图所示，一只小鸟沿着均匀树枝从右向左缓慢爬行，在

小鸟从A运动到B的过程中（不考虑树枝的形状变化），则（）

A.树枝对小鸟的作用力先减小后增大

B.树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大

C.树枝对小鸟的弹力先增大后减小

D.树枝对小鸟的弹力保持不变

【答案】BC

【详解】A.对小鸟进行受力分析，其受力分析图如图所示

因为小鸟是缓慢爬行的，所以小鸟始终处于平衡态，即合力始终为零。即树枝对小鸟的作用力的合力与小

鸟所受重力等大反向，所以树枝对小鸟的作用力大小不变，方向为竖直向上，故A项错误：

B.对如上图所示，该时刻来说，对小鸟受力分析，其摩擦力为静摩擦力，大小为

从a到8的过程中，。先减小后增加，所以摩擦力的大小也是先减小后增大，故B项正确；

CD.如上图所示，对该时刻小鸟进行受力分析，其受到的树枝弹力大小为

从A到3的过程中，。先减小后增加，所以弹力的大小先增加后减小，故C正确，D错误。

故选BC.

C.若只将绳子与墙壁的系点从。点缓慢下移少许后固定，轻杆的角度与A的位置不变，则系统依然可

以保持静止状态

D.若将物块B替换为质量更大的物块C,则物块A一定能够保持静止状态

【答案】BD

【详解】A.如图甲所示

Mg

两根绳子拉力的合力大小等于B物体重力，由力的平衡条件可知杆上弹力大小等于B物体重力10N,故A

错误；

B.A物块受力平衡需满足

又最大静摩擦力为

若此时摩擦力刚好为最大静摩擦力，墙壁与物块A之间动摩擦因数最小，即

由A选项可知

解得

故B正确；

C.当0点位置改变，两根绳子拉力的合力将不沿杆方向，轻杆将发生转动，不能在原位置保持平衡，故C

错误；

D.由B选项分析可知

整理可得

若将物块B替换为质量更大的物块C,两根绳子拉力的合力依然沿杆的方向，杆上弹力尸增大，尸增大后，

上式依然成立，因此物块A受到的摩擦力不会超过最大静摩擦力，物体依旧会保持静止状态：故D正确。

故选BDo

A.水平外力厂逐渐减小

B.物块B和斜面体C之间的摩擦力逐渐增大

C.斜面体C对地面的摩擦力逐渐增大

D.斜面体C对地面的压力逐渐增大

【答案】BC

【详解】A.当连接A的细线与竖直方向的夹角为。时，对A进行受力分析，如图所示

mg

根据平衡条件可得

向右水平力尸缓慢柠动小球A,。增K,则“增大，故A错误：

B.B的重力沿斜面向下的分力大小为

开始小球对细线的拉力等于mg,所以初状态B不受摩擦力；用水平力?将A小球缓慢拉动的过程中，细

线的拉力

7逐渐增大，则B受到的摩擦力方向沿斜面向下且逐渐增大，故B正确；

CD.以B和C整体为研究对象，受力情况如图所示

竖直方向根据平衡条件可得

由干7增大、则地面对C的支持力减小，根据牛顿第三定律可得斜面体C对地面的压力逐渐减小；水平方

向根据平衡条件可知斜面体C对地面的摩擦力

由于7增大，则/增大，根据牛顿第三定律可知斜面体C对地面的摩擦力逐渐增大，故C正确，D错误。

故选BCo

16.（2023秋・山东荷泽•高一统考期末）在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个质量为M的正方体A8CO,

在墙壁和正方体之间放置一个质量为的光滑球，正方体和球均保持静止，球的球心为O,此时。6与竖

直方向的夹角为凡如图所示。正方体与水平地面间的动摩擦因数为〃，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,

重力加速度为g。求：

（1）正方体和墙壁对球的支持力心1、12分别是多大？

（2）保持球的半径和。角不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，则球质量的最大值为多少？

【详解】（I）球的受力分析如图所示

根据受力平衡可得

解得

（2）设球的最大质曷为加，对整体受力分析可得

又

联立解得

【详解】以木块和小球整体为研究对象，由平衡条件得水平方向

竖直方向

解得

以小球为研究对象，由平衡条件得水平方向

竖直方向

解得

（1）机的质量是多大；

（2）现将上面的"［物体缓慢向上提，当M刚要开始下滑时，绳子拉力为多少;

（3）此时上面的，〃物体缓慢向上提起的高度是多少。

【详解】（1）对M和〃?的系统，由平衡知识可知

解得

〃?=2kg

（2）使M刚要开始下滑时，则纯的拉力为了

解得

7=1ON

（3）此时吊盘中下面弹簧的弹力应为ION,因开始时下面弹簧的弹力为

2wg=40N

可知下面弹簧伸长了

对中间的物体，〃受力分析可知，上面的弹簧对之间物体应该是向上的拉力，大小为F=1ON,艮］上面的弹簧

应该处于拉长状态，则上面弹簧的伸长量应该是

可知上面的利物体向上提起的高度是

19.（2023・海南•统考高考真题）如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，卜.列说法正确的是（）

A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力

B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力

C.重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小

D.重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变

【答案】B

【详解】AB.对人受力分析有

FN+FT=mg

其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，A错误、B正确;

CD.对滑轮做受力分析有

mg

则有

则随着重物缓慢拉起过程，o逐渐增大，则a逐渐增大，CD错误。

故选B。

20.（2023•江苏・统考高考真题）如图所示，“嫦娥五号”探测器静