5.3力的平衡 课时练（解析版）

2021-2022学年鲁科版必修1
5.3力的平衡
课时练（解析版）
1．如图所示，一轻绳右端固定在竖直墙上，左端跨过固定定滑轮连接一质量为M的小球，此时轻绳水平部分的长度为L，现将一灯笼悬挂在水平轻绳上，平衡后小球上升了L（小球未接触定滑轮），不计一切摩擦力，则灯笼的质量为（　　）
A．
B．
C．
D．
2．如图所示，两根弹簧原长都是10cm，劲度系数都是k＝20N/cm，小球A和B的重力大小都是1N，若不计弹簧质量，而且两个小球都可看做质点，则悬点O到B之间的弹簧总长度是（　　）
A．20.11cm
B．20.15cm
C．20.30cm
D．20.40cm
3．如图所示，倾角为θ=60°的斜面体A放在光滑水平面上，质量为m的光滑球B放在斜面体和竖直墙壁之间，要使A和B都处于静止状态，作用在斜面体上的水平力F的大小为（重力加速度为g）（　　）
A．
B．
C．
D．
4．一水平放置的光滑圆柱体，可看做质点的小球、用细线连接，放置于表面光滑的圆柱体上处于静止状态，圆柱体固定在水平地面上，其截面如图所示。已知小球和圆心的连线与竖直方向的夹角，小球和圆心的连线与竖直方向的夹角，小球受到圆面的支持力为，小球受到圆面的支持力为，则为（　　）
A．
B．
C．
D．
5．2019年国庆前夕，中国女排以11连胜的骄人战绩赢得2019年女排世界杯冠军。比赛时女排运动员击球后，球在空中快速运动过程中（　　）
A．仅受重力
B．仅受运动员击球的弹力
C．仅受空气对球的作用力
D．受到重力和空气对球的作用力
6．如图所示，小球静止于两光滑斜面之间。下列关于小球受力的示意图，正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，一劲度系数为500N/m的轻质弹簧，上端放一质量为1kg的物体，静止时（弹簧处于弹性限度内），弹簧被压缩的长度为（　　）（取g=10m/s2）
A．0.01m
B．0.02m
C．0.03m
D．0.04m
8．如图所示，细绳一端固定在A点，跨过与A等高的光滑定滑轮B后在另一端悬挂一个沙桶Q。现有另一个沙桶P通过光滑挂钩挂在AB之间，稳定后挂钩下降至C点，∠ACB=120°，下列说法正确的是（　　）
A．若只减少Q桶的沙子，再次平衡后C点位置不变
B．若只减少P桶的沙子，再次平衡后C点位置上升
C．若在两桶内减少相同质量的沙子，再次平衡后C点位置下降
D．若在两桶内增加相同质量的沙子，再次平衡后沙桶Q位置上升
9．重力大小是1000N的重物放在水平地面上，某同学用400N向上的力去提起重物，重物未能被提起。该学对上述现象进行了解释，以下说法正确的是（　　）
A．由于物体受到的合力为600N，小于物体的重力，所以重物不能被提起
B．由于物体受到的合力为400N，小于物体的重力，所以重物不能被提起
C．地面对物体的支持力为400N
D．物体受到的合力为0
10．如图所示，人用跨过定滑轮的轻绳牵引物体，当绳与水平面成角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，如果人向右移动少许仍然保持物体静止，地面对人的支持力和摩擦力将（　　）
A．地面对人的支持力增大和摩擦力增大
B．地面对人的支持力减小和摩擦力增大
C．地面对人的支持力不变和摩擦力不变
D．地面对人的支持力增大和摩擦力减小
11．在机场货物托运处，常用传送带。现将一个货物放在匀速运动的传送带上，将货物由低处运送到高处，货物相对传送带静止，如下图所示。则这个货物受到的力有（　　）
A．重力、支持力、静摩擦力
B．重力、支持力、静摩擦力、下滑力
C．下滑力、摩擦力、对传送带的压力
D．重力、货物对传送带的压力、对传送带产生的摩擦力
12．如图所示，风筝用绳子固定于地面P点，风的压力垂直作用于风筝表面AB，并支持着风筝使它平衡，不计绳所受重力，则风筝在绳子拉力、风力及重力作用下，能静止的状态是（　　）
A．B．C．D．
13．如图所示，一个物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡。现保持1N、2N、4N三个力的方向和大小不变，而将3N的力绕O点顺时针旋转60°，此时作用在物体上的合力大小为（　　）
A．13N
B．N
C．3N
D．N
14．如图所示，一光滑小球被夹在挡板a与竖直面间，挡板平分水平面与竖直面间的角度，即，已知球质量为m，则挡板a与竖直面对球的弹力“”和“”分别为（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
15．、、三物体质量分别为、、，如图所示连接。绳子不可伸长，且绳子和滑轮的摩擦均不计。若在C的带动下B随A一起沿水平桌面向右做匀速运动，则可以断定（　　）
A．物体与桌面之间有摩擦力，大小为
B．物体与之间有摩擦力，大小为
C．桌面对A、B对A都有摩擦力，方向相同，大小均为
D．桌面对A、B对A都有摩擦力，方向相反，大小均为
16．如图所示，用两根绳子OA和OB系住一重物，绳OA固定于A点，手拉绳OB使OB由水平位置逐渐转向OB?方向，同时保持OA与天花板夹角θ（θ>45°）不变，在这一过程中（　　）
A．绳OB所受的拉力大小始终减小
B．绳OA所受的拉力大小始终减小
C．绳OB所受的拉力大小先减小后增大
D．绳OA所受的拉力大小先增大后减小
17．如图所示，两根长度相等的轻绳悬挂一重物处于静止状态，绳子的拉力大小均为。现将两根绳的悬点、靠近，减小夹角，静止后与原来相比较（　　）
A．每根绳子拉力的大小不变
B．每根绳子拉力的大小变小
C．两根绳子拉力的合力变小
D．两根绳子拉力的合力不变
18．如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B靠在竖直墙壁上，物块A放在斜面体B上，开始时A、B静止。现用水平力F推A，A、B仍静止，则此时A、B受力的个数可能是（　　）
A．3个、5个
B．3个、4个
C．4个、5个
D．4个、4个
19．物块A、B、Q三者质量均为m，用轻绳将光滑小球AB相连并系于粗糙墙壁上的O点，在墙壁和球A之间夹有一宽度d矩形物块Q。A、B、Q均处于静止状态，已知绳子OA与竖直方向的夹角为30°，则下列相关说法正确的是（　　）
A．矩形物块Q受到4个力
B．若矩形物块Q的宽度d变大，绳子OA的拉力变小，Q与墙面压力变大
C．绳子OA的拉力T=mg
D．若撤掉矩形物块Q后，在A上作用一力F，为保持不变则F大小至少为mg
20．在超市中，小张沿水平方向推着质量为m的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼，如图所示。假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止，自动扶梯的倾角为30°，小张的质量为M，小张与扶梯间的摩擦因数为μ，小车与扶梯间的摩擦忽略不计。则（　　）
A．小张对购物车推力大小为mgtan30°
B．小张对扶梯的摩擦力大小为（M＋m）gsin
30°，方向沿斜面向下
C．扶梯对小张的摩擦力大小为μ（M＋m）gcos
30°，方向沿斜面向上
D．小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等，这是因为人和车均处于平衡状态
参考答案
1．D
【详解】
设灯笼的质量为，对悬挂的灯笼受力分析，如图所示
其中同一根绳的拉力相等，有
由几何关系可知伸长后的绳构成等边三角形，则，由平衡条件可得
解得
故选D。
2．B
【详解】
=10cm=0.1m；，对两球组成的整体分析有
对下面小球受力分析，有
则悬点O到B之间的弹簧总长度是
代入数据得
故选B。
3．C
【详解】
对A和B组成的整体受力分析，以及对B球受力分析，由整体法可得
对B球的平衡，由力的合成可得
故可得
故选C。
4．C
【详解】
分别对圆面上的物体、受力分析如图所示
根据受力平衡可得
同一条细线上拉力大小相等
可得
故选C。
5．D
【详解】
球在空中快速运动过程中，已经离开运动员，不会受到运动员击球的弹力，只受到重力和空气阻力作用。
故选D。
6．D
【详解】
根据弹力方向总是垂直于接触面，且指向被支持的物体，故小球在重力，两个斜面支持力的共同作用而处于静止状态，受力分析如图所示
故选D。
7．B
【详解】
由平衡条件得
解得
故ACD错误，B正确。
故选B。
8．B
【详解】
AB．对砂桶Q分析有
设两绳的夹角为θ，对砂桶P的C点分析可知受三力而平衡，而C点为活结绳的点，两侧的绳张力相等，有
联立可知
故减小Q的重力，夹角θ变小，C点下降；减小P的重力时，夹角θ变大，C点上升；
A错误，B正确；
CD．由平衡知识
而，可得
故两砂桶增多相同的质量，P和Q的重力依然可以平衡，C点的位置不变；CD错误。
故选B
。
9．D
【详解】
重物未能被提起，物体处于平衡状态，所以物体受到的合力为0。
故选D。
10．A
【详解】
对人进行受力分析如图所示
根据平衡条件，可得地面对人的支持力
地面对人的摩擦力
因为物体静止，所以绳的拉力大小
如果人向右移动少许仍然保持物体静止，则不变，减小，可判断知，均变大。故选A。
11．A
【详解】
货物相对传送带静止，受力平衡，所以货物受竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和静摩擦力。故A正确，BCD错误。
故选A。
12．C
【详解】
三力平衡，则风力的反向延长线在重力与拉力之间。
故选C。
13．C
【详解】
由题可知，四个力合力为零，则可知1N、2N、4N三个力的合力与3N的力大小相等，方向相反，则3N的力绕O点顺时针旋转60°，其他三个力不变，相当于两个3N的力，其夹角为120°，因此这两个力的合力为3N，故C正确，ABD错误。
故选C。
14．B
【详解】
对小球受力分析，作出受力分析图所示
根据共点力平衡条件可知
、
解得
，
故选B。
15．A
【详解】
A．对AB整体，因受力平衡，可知物体A与桌面之间的摩擦力等于细绳的拉力，即
T=f
而对C由平衡可得
T=m0g
则
f=
m0g
选项A正确；
BCD．A匀速向右运动，则水平方向不受B对A的摩擦力作用，选项BCD错误；
故选A。
16．BC
【详解】
以物体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得知，绳OB的拉力F与绳OA的拉力T的合力与重力大小相等、方向相反，
作出受力图如图所示
则由几何知识得知F先减小后增大，当OB转到2位置时F最小。故绳OB所受的拉力大小先减小后增大，OA所受的拉力大小始终减小。故BC正确。
故选BC。
17．BD
【详解】
两根绳子拉力的合力大小仍等于物体的重力，因此合力不变，根据
可知夹角变小，因此每根绳子的拉力都变小。
故选BD。
18．BC
【详解】
先对A物体进行受力分析，A受重力、推力、斜面体的支持力，可能还受到B的静摩擦力，所以A可能受到3个或4个力；再分析B的受力情况，B受到重力、墙壁的支持力、地面的支持力、A对B的压力，当A受B的摩擦力时，B同时也会受到A的摩擦力，所以B可能受到4个或5个力，故选BC。
19．AD
【详解】
A．矩形物块Q受到重力、A对Q的压力、墙面对Q的支持力和摩擦力，共4个力作用，选项A正确；
B．对AB整体受力分析可知，绳子OA的拉力
Q对A的支持力
若矩形物块Q的宽度d变大，则θ变大，则绳子OA的拉力变大，A对Q的压力变大，则Q与墙面压力变大，选项B错误；
C．绳子OA的拉力
选项C错误；
D．若撤掉矩形物块Q后，在A上作用一力F，为使得F最小，则F的方向与OA垂直斜向上，则
选项D正确。
故选AD。
20．AB
【详解】
A．对车受力分析，受到重力，水平向右的推力，和垂直于斜面向上的支持力，根据共点力平衡可知
mgsin30°=Fcos30°
解得
F=mgtan30°
A正确；
BC．对小张和购物车整体受力分析，受到重力，支持力和水平向右的推力及沿斜面向下的摩擦力，在平行扶梯方向有
f=(M+m)gsin30°
方向沿斜面向上，所以小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin
30°，方向沿斜面向下；B正确，C错误.
D．小张对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力的关系，大小相等，与人和车均处于平衡状态无关，D错误。
故选AB。