2021-2022学年鲁科版必修1 5.3力的平衡 课后练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版必修1
5.3力的平衡
课后练习（解析版）
1．如图所示，质量的物体放在倾角为的斜面上静止不动。若用竖直向上的力提物体，物体仍静止。则下列说法正确的是（　　）
A．斜面受到的压力减小
B．物体受到的合外力减小
C．物体受到的摩擦力减小
D．物体对斜面的作用力减小
2．如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮。今缓慢拉绳使小球从A点滑到半球顶点，则此过程中，小球对半球的压力N及细绳的拉力F大小变化情况是（　　）
A．N变大，F变大
B．N变小，F变大
C．N不变，F变小
D．N变大，F变小
3．运动员将足球踢向空中且向斜上方飞行，关于此过程中足球的受力情况，下列图示中正确的是（　　）（G为重力，F为脚对球的作用力，Ff为空气阻力）
A．
B．
C．
D．
4．小明用手握一只玻璃瓶，瓶口朝上并静止在空中，与瓶子重力相平衡的力是（　　）
A．手对瓶子的压力
B．手对瓶子的滑动摩擦力
C．手对瓶子的静摩擦力
D．瓶子对手的静摩擦力
5．如图所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。某次维修时将两竖直木桩移近些，但仍保持两轻绳长度不变且悬挂点不变。木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后（　　）
A．F1不变F2变大
B．F1不变F2变小
C．F1变大F2变大
D．F1变小F2变小
6．用与竖直方向成（<45°）的倾斜绳a和水平绳b共同固定一个小球，这时绳b的拉力为F1，现在保持小球的原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时针转过角后固定，绳b的拉力变为F2，再转过角，绳b的拉力为F3，则下列正确的是（　　）
A．F1=F2B．F1=F3>F2
C．F1D．Fa增大
7．如图所示，物体B叠放在物体A上，A与B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则（　　）
A．A、B间的摩擦力大小为0
B．A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上
C．A受到斜面的滑动摩擦力大小为
D．A与斜面间的动摩擦因数
8．如图所示，质量为的匀质细绳，一端系在天花板上的点，另一端系在竖直墙壁上的点，平衡后最低点为点。现测得段绳长是段绳长的倍，且绳子端的切线与墙壁的夹角为，已知重力加速度为。则（　　）
A．绳子在处的弹力为
B．绳子在处的弹力为
C．绳子在处的弹力为
D．绳子在处的弹力为
9．维修人员在检查公共体育健身设施时，发现一秋千由于长期使用，导致两根支架向内发生了微小倾斜（如图中虚线所示），维修后两根支架恢复为竖直状态。座椅静止时，单根轻绳对座椅拉力的大小为F1，座椅所受合力的大小为F2，则维修以后（　　）
A．F1变小，F2变小
B．F1变大，F2变大
C．F1变小，F2不变
D．F1变大，F2不变
10．在一次学校的升旗仪式中，小明观察到拴在国旗上端和下端各有一根绳子，随着国旗的徐徐升起，上端的绳子与旗杆的夹角在变大，下端的绳子几乎是松弛的，如图所示。设风力水平，两绳重力忽略不计，由此可判断在国旗升起的过程中（　　）
A．上端的绳子的拉力先减小后增大
B．上端的绳子的拉力在逐渐增大
C．风力在逐渐减小
D．风力先减小后增大
11．质量均为m的四块砖被夹在两竖直夹板之间，处于静止状态，如图。试求砖3对砖2的摩擦力（　　）
A．mg
B．0
C．0.5mg
D．2mg
12．神奇的大自然处处充满鬼斧神工，如图所示是天然形成的三块石头堆叠在一起的一个巨石阵。从上往下依次标记为A、B和C。则（　　）
A．地面对石头C一定有静摩擦力的作用，且方向水平向左
B．石头B一定受到石头C的静摩擦力作用，可能受到石头A的静摩擦力作用
C．把石头A轻轻拿走，石头B一定会失去平衡而滑落下去
D．B对C的压力与地面对C的支持力一定是一对平衡力
13．如图，质量为m的物体静止在倾角为的固定斜面上，则下列说法正确的是（　　）
A．斜面对物体摩擦力大小为mgsin，方向沿斜面向上
B．斜面对物体摩擦力大小为mgcos，方向沿斜面向上
C．斜面对物体支持力大小为mgcos，方向垂直于斜面向上
D．斜面对物体支持力大小为mgcos，方向竖直向上
14．如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图。使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上。撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，以下说法正确的是（　　）
A．F2减小
B．F1减小，F2增大
C．F1、F2均增大
D．F1减小
15．在做“互成角度的两个共点力的合成”的实验中，将橡皮筋的一端固定，另一端在力、的共同作用下被拉到O点，如图所示。现保持橡皮筋被拉至O点不动，的方向不变，改变的大小和方向，在和之间的夹角由钝角逐渐减小为锐角的过程中（　　）
A．逐渐减小
B．逐渐减小
C．和的合力减小
D．和的合力不变
16．如图所示，四个人做杂技表演，B站在A的肩上，双手拉若C和D，A撑开双手水平支持着C和D。若四个人的质量均为m，他们的臂长相等，重力加速度为g，不计A手掌与身体间的摩擦，下列结论正确的是（　　）
A．A受到地面的支持力为
B．B受到A的支持力为
C．C受到B的拉力约为
D．C受到A的推力约为
17．如图所示，质量均为m的两物体a、b放置在两固定的水平挡板之间，物体间竖直夹放一根轻弹簧，弹簧与a、b不粘连且无摩擦。现在物体b上施加逐渐增大的水平向右的拉力F，两物体始终保持静止状态，已知重力加速度为g，下列说法不正确的是（　　）
A．物体b所受摩擦力随F的增大而增大
B．弹簧对物体b的弹力大小可能等于
C．物体a对挡板的压力大小可能等于2
D．物体a所受摩擦力随F的增大而增大
18．如图所示，A、B两物体在作用于物体B上的斜向右上方的推力F作用下紧靠于水平天花板处于静止状态，下列说法正确的是（　　）
A．A与天花板之间可能无弹力
B．A与天花板之间有摩擦力
C．B物体受到4个力的作用
D．A物体受到5个力的作用
19．两物体A、B，如图连接且处于静止状态，已知MA=2MB，A物体和地面的动摩擦因数为。现在给B上加一个水平力F，使物体B缓慢移动，物体A始终静止，则此过程中有（　　）
A．物体A对地面的压力逐渐变小
B．物体A受到的摩擦力不变
C．绳的拉力逐渐变大
D．地面对A的作用力不变
20．如图所示，光滑圆环竖直固定，A为最高点，橡皮条上端固定在A点，下端连接一套在圆环上的轻质小环，小环位于B点，AB与竖直方向夹角为30°，用光滑钩拉橡皮条中点，将橡皮条中点拉至C点时，钩的拉力火小为F，为保持小环静止于B点，需给小环施加一作用力，下列说法正确的是（　　）
A．若沿水平方向，则
B．若沿竖直方向，则
C．的最大值为
D．的最小值为
参考答案
1．D
【详解】
物体受到竖直向上的力等效为物体的重力了5N；
A．斜面受到的压力减小，选项A错误；
B．物体仍静止不动，合力仍为零，则物体受到的合外力不变，选项B错误；
C．物体受到的摩擦力减小
，选项C错误；
D．斜面对物体的作用力减小5N，根据牛顿第三定律可知，物体对斜面的作用力减小，选项D正确。
选D。
2．C
【详解】
受力分析如图
根据三角形相似得
小球从A点滑到半球顶点，OA不变，OB不变，AB减小，G不变，则N不变，F变小。
故选C。
3．B
【详解】
足球飞在空中时，受竖直向下的重力，还受到空气阻力，阻力方向与运动方向相反，此外不受其他力。
故选
B。
4．C
【详解】
瓶子静止，竖直方向受向下的重力和手对瓶子的静摩擦力，大小相等，方向相反，都作用在瓶子上，所以手对瓶子的静摩擦力与瓶子的重力是平衡力。
故选C。
5．B
【详解】
木板静止时处于平衡状态，可知合力为零，即F1不变；因
当两竖直木桩移近些时，θ角减小，则F2减小。
故选B。
6．B
【详解】
以小球为研究对象，分析受力：重力、a、b两绳的拉力T、F。根据平衡平衡条件得知，T和F的合力方向竖直向上，大小与重力相等，保持不变，作出b绳在三个不同位置时，两个拉力的变化，如图，
由图看出，绳a的拉力减小，即
T1>T3>T2
通过几何关系可知，力F2与细线垂直，故
F1=F3＞F2
故选B。
7．D
【详解】
A．对B受力分析可知，A、B间的摩擦力大小为
选项A错误；
B．因A对B的静摩擦力方向沿斜面向上，则A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下，选项B错误；
CD．对AB的整体匀速下滑，则A受到斜而的滑动摩擦力大小为，则
解得A与斜面间的动摩擦因数
选项C错误，D正确。
故选D。
8．A
【详解】
AB．以段绳子为研究对象，设绳子端所受弹力为，处所受弹力为，如图甲所示
联立解得
故A正确，B错误；
CD．以段为研究对象，设绳子端所受弹力为，与水平方向的夹角为，处所受弹力为，如图乙所示
。
联立解得
故CD错误；
故选A。
9．D
【详解】
座椅静止时，受重力和两个拉力，受力分析如图所示：
令拉力与竖直方向的夹角为θ，由于木板静止，所以三个力的合力为零，即F=0，根据共点力平衡条件，有：
2F1cosθ=mg
解得：
图中的θ角变大了，则F1变大，但合力始终为零，即F2不变。
故选D。
10．B
【详解】
设上端绳子拉力为T，水平风力为F，受力分析建立如图所示矢量三角形，随着上端绳子与旗杆的夹角在变大，上端绳子的拉力和风力均在逐渐增大，B正确，ACD错误。
故选B。
11．B
【详解】
对四块转的整体受力分析，可得
2f=4mg
可得
f=2mg
对12两块砖整体分析可知
f+f32=2mg
解得
f32=0
即砖3对砖2的摩擦力为零。
故选B。
12．B
【详解】
A．运用整体法分析，地面对C没有摩擦力，A错误。
B．B与C的接触面倾斜，B与C之间一定有摩擦力。同样A与B的接触面如果是倾斜的，则A与B之间有摩擦力，A与B的接触面如果是水平的，则A与B之间就没有摩擦力。图中无法确定A与B之间的接触面是倾斜还是水平，B正确。
C．把石头A轻轻拿走，若石头A与石头B的接触面水平，石头B依然保持平衡，C错误。
D．B对C的压力与地面对C的支持力大小不相等，不是一对平衡力，D错误。
故选B。
13．AC
【详解】
CD．弹力垂直于接触面，斜面对物体支持力大小为mgcos，方向垂直于斜面向上，故C正确D错误；
AB．物体静止在倾角为的固定斜面上，合力为零，斜面对物体摩擦力平衡重力向下的分力，大小为mgsin，方向沿斜面向上，故A正确B错误；
故选AC。
14．AD
【详解】
以涂料滚为研究对象，分析受力情况，作出力图
设撑轩与墙壁间的夹角为α，根据平衡条件得：
，
由题，撑轩与墙壁间的夹角α减小，cosα增大，tanα减小，则
F1、F2均减小，故BC错误，AD正确；
故选AD。
15．BD
【详解】
以O点为研究对象，因O点的位置不变，则和的合力不变，在F1和F2之间的夹角由钝角逐渐减小为锐角的过程中，各力变化如图所示
由图可知，F1先变小后增大，F2一直减小，故AC错误，BD正确。
故选BD。
16．AC
【详解】
A．对整体受力分析，由平衡条件可知，A受到地面的支持力为，所以A正确；
B．把B、C、D三人看成一个整体，在竖直方向，由平衡条件可知，B受到A的支持力为，所以B错误；
CD．他们的臂长相等，由几何关系可知B、C双手边线与A手掌夹角为，对C受力分析，由平衡条件可得C受到B的拉力约为
解得
C受到A的推力为
解得
所以C正确；D错误；
故选AC。
17．BCD
【详解】
A．对b物体，水平方向，F增大所以增大，故A项正确，不符合题意；
B．由于b物体受到摩擦力，则上挡板必定对b物体有向下的正压力，在竖直方向上，受到重力、正压力和弹簧弹力保持平衡，那么弹簧弹力为重力和正压力之和，必定大于重力，故B项错误，符合题意；
C．弹簧弹力大于，对a物体受力分析可知，a物体对下挡板的压力为其重力和弹簧弹力之和，大于2，故C项错误，符合题意；
D．对a物体受力分析可知，a物体在水平方向不受力的作用，摩擦力始终为0，故D项错误，符合题意。
故选BCD。
18．BCD
【详解】
AB．对AB的整体，水平方向受到天花板的摩擦力作用，则天花板必定对A有弹力，选项B正确，A错误；
C．对B受力分析可知，受重力，A对B的压力和摩擦力以及力F，共4个力的作用，选项C正确；
D．对A受力分析可知，A受重力，B对A的支持力和摩擦力，天花板对A的压力和摩擦力，共5个力的作用，选项D正确。
故选BCD。
19．AC
【详解】
ABC．以A为研究对象，分析受力情况如图2
设绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得
、
对B研究，分析受力情况如图1所示，由平衡条件得
由平衡条件得
、
得
、
由题，θ增大，cosθ减小，tanθ增大，则绳子拉力T增大，F增大，T增大，α不变，则地面对A的支持力N减小，摩擦力f增大，则由牛顿第三定律得知，物体A对地面的压力逐渐减小，故AC正确，B错误；
D．地面对A的作用力是N和f的合力，根据平衡条件得知，N和f的合力与MAg和T的合力大小相等，T增大，则知MAg和T的合力增大。故地面对A的作用力增大，故D错误。
故选AC。
20．AD
【详解】
A．以C点为研究对象，则橡皮条拉力为，以小环做研究对象，若沿水平方向，则根据二力平衡有。A正确；
B．若沿竖直方向，对小环受力分析有
B错误；
CD．
受力分析如图所示，左图是小环受到的圆环的弹力向外，右图是小环受到的圆环弹力向内，则根据正弦定理得
解得
当
时，的最小值为，该值比二力平衡时即沿水平方向时还要小，所以的最小值为。该力不存在最大值。C错误，D正确。
故选AD。