3.6共点力作用下的物体平衡 同步练习-2021-2022学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册 （word含答案）

第三章相互作用第六节共点力作用下的物体平衡高一物理上学期必修第一册课后练习基础过关（教科版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示，在水平向左的拉力F作用下，A、B、C都保持静止。若A与B的接触面是水平的，则以下说法正确的是（　　）
A．A 受到的摩擦力方向向左
B．地面对C的支持力等于三者重力之和
C．C对B的摩擦力平行于斜面向下
D．C对B的作用力竖直向上
2．如图所示，一质量为m=5kg的物体沿倾角为θ=60°的斜面匀速下滑（g=10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A．物体所受合力的方向沿斜面向下
B．斜面对物体的支持力大于物体的重力
C．斜面对物体的弹力大小为25N
D．物体受到的重力可以分解为沿斜面的下滑力和物体对斜面的压力
3．如图，某同学把铁架台放在水平地面上，其上有轻质细线悬挂小球，开始时细线坚直，现将水平力F作用于小球，使其由实线位置缓慢地移到虚线位置，铁架台始终保持静止，在这过程中（　　）
A．水平拉力F是恒力
B．细线对球的拉力逐渐减小
C．铁架台对地面的压力一定不变
D．地面对铁架台的摩擦力先增大后减小
4．如图所示，一物块置于水平地面上，当用与平成角的力拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平成角的力推物块时，物块仍做匀速直线运动；若和的大小相等，则物块与水平地面的动摩因数为（　　）
A． B． C． D．
5．如图，某同学将一足球静止摆放在收纳架上。他估测足球的直径约为10cm，质量约为0.32kg，收纳架两根水平且平行等高的横杆之间的距离d约为6cm。忽略足球的形变以及球与横杆之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，则可估算出一根横杆对足球的弹力约为（　　）
A．1.6N B．1.8N C．2.0N D．2.2N
6．如图甲所示，笔记本电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度。某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位1调至卡位4，如图乙所示，电脑始终处于静止状态，则（　　）
A．电脑受到的支持力是由于电脑形变产生的
B．电脑受到的摩擦力变大
C．散热底座对电脑的作用力不变
D．电脑受到的支持力与摩擦力大小之和等于其重力
7．小孩沿滑梯下滑的过程中，受到的力有（　　）
A．重力、下滑力、摩擦力 B．重力、下滑力、支持力
C．重力、下滑力、摩擦力、支持力 D．重力、支持力、摩擦力
8．如图所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平，设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F。现将框架在竖直平面内绕左下端逆时针缓慢旋转90°，在此过程中不正确的（　　）
A．F1逐渐减小 B．F2先增大后减小 C．F先增大后减小 D．F始终不变
9．如图所示，A、静止叠放在水平地面上，已知A、两物体受到的重力分别为、，各接触面间的动摩擦因数均为0.5，当和的两个水平力分别作用在A和上时，A受到的摩擦力和地面对的摩擦力大小分别为（　　）
A．， B．， C．， D．，
10．如图所示，光滑水平地面上的斜面体在水平向左的外力作用下，将光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现使斜面体缓慢向右运动，在圆球与地面接触之前，下列说法正确的是（　　）
A．圆球对竖直墙壁的压力逐渐变大 B．圆球对斜面体的压力逐渐变小
C．斜面体对地面的压力逐渐变大 D．水平外力保持不变
11．甲、乙两图为一位体操运动员的两种挂杠方式，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中运动员的手臂拉力更大
B．乙图中单杠对运动员支持力更大
C．乙图中运动员两手握杠距离越远，手与杠间的摩擦力越小
D．乙图中单杠对运动员单只手臂作用力更大
12．质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，如图所示，用水平力F拉着绳的中点O使OA段绳缓缓偏离竖直方向，设绳OA段拉力的大小为，则（　　）
A．F先变大后变小，逐渐变小 B．F逐渐变大，逐渐变大
C．F逐渐变小，逐渐变小 D．F先变小后变大，逐渐变大
二、多选题，共4小题
13．如图所示，把球夹在竖直墙面和木板之间，不计摩擦，设球对墙的压力为，球对板的压力为，在将板逐渐放至水平的过程中，下列说法中错误的是（　　）
A．和都增大 B．和都减小
C．增大，减小 D．减小，先减小后增大
14．如图所示，两块光滑挡板OP、OQ相互垂直，OP竖直放置，小球a、b固定在轻弹簧的两端，并斜靠在OP、OQ上。现有一个水平向左的推力F作用于b上，使a、b紧靠挡板处于静止状态。现保证b不动，使OP向右缓慢平移一小段距离，则（　　）
A．推力F变小 B．弹簧长度变短
C．弹簧长度变长 D．b对OQ的压力不变
15．如图所示，长为R的轻杆AO可绕A自由转动，用轻绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根长为R的轻绳一端系在O点，另一端系在圆弧形墙壁上的C点，圆弧半径也为R，当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中（保持OA与地面夹角不变），下列说法正确的是（　　）
A．OC绳所受拉力逐渐减小 B．轻杆AO所受弹力逐渐增大
C．OC绳所受拉力先减小后增大 D．轻杆AO所受弹力逐渐减小
16．如图所示，在半圆形光滑凹槽内，两轻质弹簧的下端固定在槽的最低点，另一端分别与小球P、Q相连。已知两球在图示P、Q位置静止。O′P>O′Q，则下列说法中正确的是（　　）
A．若两球质量相同，则P球对槽的压力较小
B．若两球质量相同，则两球对槽的压力大小相等
C．若P球的质量大，则O′P弹簧的劲度系数大
D．若P球的质量大，则O′P弹簧的弹力大
三、填空题，共2小题
17．如果一个物体受到两个或更多个力的作用，这些力共同作用在______，或它们的延长线______，这样一组力叫作共点力。
18．倾角为的光滑斜面上有一个竖直的光滑挡板A，在它们之间放一个质量M的均匀的小球，如图，在平衡时，球对挡板的压力_______，球对斜面的压力_______。
四、解答题，共2小题
19．如图所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为m的小圆环A，用一细线悬吊一个质量为2m的球B。现用一水平拉力缓慢地拉起球B，使细线与竖直方向成37°角，此时环A仍保持静止，求：
（1）此时水平拉力F和绳子中的张力大小；
（2）横杆对环的支持力大小；
（3）横杆对环的摩擦力大小。（以上各小题要分别指出研究对象并画出受力分析图）
20．如图所示，质量为的物体悬挂在轻绳和的结点上。绳偏离竖直方向37°角，绳水平，且连在质量为的物体上，物体静止于倾角为37°的斜面上。其上表面静止放置一质量为的物体。已知重力加速度为，，，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）水平轻绳中的拉力大小；
（2）、间以及与斜面之间的摩擦力的大小；
（3）为保证能静止在斜面上，它与斜面之间的动摩擦因数满足的条件。（结果保留2个有效数字）
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
A．由于物块A处于静止状态，水平方向不受外力，物块A只受到重力和支持力作用，故A错误；
B．以A、B、C整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件可得地面对物块C的支持力等于三者重力之和，故B正确；
CD．以A、B整体为研究对象，根据平衡条件可得整体受到重力、拉力F、C对整体的支持力和摩擦力，由平衡条件可得，C对B的摩擦力平行于斜面向上，C对B的作用力与A、B整体重力和拉力F的合力大小相等，方向相反，则C对B的作用力方向不是竖直向上，故CD错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．由于物体沿斜面匀速下滑，处于平衡状态，故所受合力为零，A错误；
BC．由平衡条件可得，斜面对物体的支持力（弹力）大小为
即小于物体的重力（50N），B错误，C正确；
D．物体受到的重力可以分解为沿斜面的下滑力和垂直斜面的分力，但该分力不是物体对斜面的压力，D错误。
故选C。
3．C
【详解】
AB．对小球受力分析，受绳子拉力、重力、水平拉力F，设绳子与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件，有
F＝mgtanθ
θ逐渐增大，则F逐渐增大，T也增大，故AB错误；
C．以整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件得地面对铁架台的支持力
FN＝（M+m）g
FN保持不变，根据牛顿第三定律可得铁架台对地面的压力一定不变，故C正确；
D．以整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得摩擦力
Ff＝F
F增大，则Ff逐渐增大，即地面对铁架台的摩擦力增大，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
对两种情况下的物体分别受力分析，由平衡知识则有
F1cos60°=μ（mg-F1sin60°）
F2cos30°=μ（mg+F2sin30°）
又根据题意
F1=F2
联立解得：
μ=2﹣
故选D。
5．C
【详解】
足球受到重力，两侧横杆的支持力，由对称性可知，两侧横杆的支持力大小相等，设为T，受力示意图如图所示
由平衡条件可得
由几何关系可得
联立解得
故选C。
6．C
【详解】
A．电脑受到的支持力是由于散热器底座形变产生的，故A错误；
B．笔记本电脑受重力、支持力和静摩擦力，如图所示
由平衡条件得
由于原卡位1调至卡位4，角度变小，变小，则静摩擦力变小，故B错误；
CD ．根据平衡条件知散热器底座对笔记本电脑的作用力为支持力与摩擦力的合力，其大小等于重力，重力保持不变，则散热底座对电脑的作用力不变，笔记本电脑受到的支持力与摩擦力两力的矢量和与重力平衡，电脑受到的支持力与摩擦力大小之和不等于其重力，故C正确，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
小孩一定受重力、支持力；由于小孩沿滑梯向下滑动，小孩和滑梯有相对运动，则有摩擦力存在；而下滑力是种效果力，是由重力的分力提供的；故受力分析不能有下滑力。
故选D。
8．C
【详解】
由于F1和F2的夹角始终不变，且F1和F2的合力F始终与球的重力平衡，在圆中作出一系列内接矢量三角形，如图所示，则F1（蓝色）逐渐减小，F2（红色）先增大后减小，故选C。
9．D
【详解】
对A受力分析，由平衡条件可知，A受到的摩擦力方向水平向左，大小等于
1N<
则A处于静止状态。把A、B看成一个整体，由于两个水平力的合力向左，大小为
由平衡条件可知，地面对的摩擦力方向水平向右，大小为
9N<
则整体处于静止状态。所以D正确；ABC错误；
故选D。
10．D
【详解】
AB．对圆球受力分析，圆球受重力、竖直墙壁对圆球的弹力 与斜面体对圆球的弹力 ，由平衡条件可知三力平衡，三力可构成一个封闭的三角形，斜面体缓慢向右运动时，重力大小方向不变，竖直墙壁对圆球的弹力的方向不变，斜面体对圆球的弹力与竖直方向的夹角保持不变，如图所示
则竖直墙壁对圆球的弹力保持不变，斜面体对圆球的弹力保持不变，由牛顿第三定律可得，圆球对竖直墙壁的压力保持不变，圆球对斜面体的压力保持不变，所以A B错误；
CD．整体受力分析，如图所示
由平衡条件可知，地面对斜面体的支持力等于整体的重力，水平外力等于竖直墙壁对圆球的弹力，则地面对斜面体的支持力保持不变，水平外力保持不变，由牛顿第三定律可得，斜面体对地面的压力保持不变，则C错误；D正确
故选D。
11．D
【详解】
B．对运动员受力分析，如图
人所受T的合力F与人的重力大小相等方向相反，故夹角的变化时，两种姿势的合力大小不变的；单杠对运动员支持力一样大，故B错误；
AD．当手臂间距增大时，相当于在力图中两力T之间的夹角增大，根据力的平行四边形定则可知，人手臂的拉力增大，所以乙图中单杠对运动员单只手臂作用力更大，故A错误，D正确；
C．若两手握杠的距离增大，手臂的拉力在水平方向的分力增大，根据平衡条件知，手与杠之间摩擦力大小增大，故C错误。
故选D。
12．B
【详解】
设OA段绳子与竖直方向夹角为，可知
解得
随着O点向右移动，逐渐增大，可知逐渐变大；又由于
随增大，增大，水平拉力F逐渐增大。
故选B。
13．ACD
【详解】
以小球为研究对象，小球受到重力mg、墙对小球的支持力为和板对球的支持力为，设板与墙间的夹角为α，分析受力如图所示
根据平衡条件知，墙对小球的支持力为和板对球的支持力为的合力与重力mg等大反向，有
在将板BC逐渐放至水平的过程中，α增大，tanα增大，sinα增大，则知减小，减小，根据牛顿第三定律知减小，减小，故B正确，ACD错误。
本题选错误的，故选ACD。
14．ACD
【详解】
对小球a、b受力分析如图所示
对小球a，有
，
对小球b，有
A．OP向右缓慢平移，变大，由推力
知推力F变小，故A正确；
BC．OP向右缓慢平移，变大，由
知弹簧弹力逐渐变小，弹簧处于压缩状态，所以弹簧形变量减小，即弹簧变长，故B错误，C正确；
D．OP向右缓慢平移，变大，由
可知b对地面的压力不变，故D正确。
故选ACD。
15．CD
【详解】
对O点进行受力分析如图：
由图可知当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中，先减小后增大，逐渐减小。
故选CD。
16．BD
【详解】
AB．对两小球受力分析如图所示
都是受重力、支持力和弹簧的弹力三个力，两小球静止，受力平衡，根据平行四边形定则作平行四边形，由几何关系可知
△QGQ′NQ∽△OO′Q
△PGP′NP∽△OO′P
即支持力始终与重力相等，若两球质量相等，重力相等，则所受支持力相等，对槽的压力必然相等，故A错误、B正确；
CD．由
得
得
由图可知
O′P>O′Q
又
GP>GQ
则
FP>FQ
根据胡克定律，两弹簧的形变量未知，则劲度系数的大小关系无法确定，故C错误，D正确。
故选BD。
17．同一点上 交于一点
【详解】
略
18．
【详解】
[1][2]对小球受力分析，有重力G，斜面对小球的垂直与斜面的支持力和挡板对小球的水平向右的弹力，则由力的平衡条件可得
由牛顿第三定律可得
19．（1）1.5mg；2.5mg;（2）3mg；（3）1.5mg
【详解】
（1）取小球为研究对象进行受力分析，由平衡条件得
FTsin37°=F
FTcos37°=2mg
联立解得
F=1.5mg
绳中的张力
FT=2.5mg
（2）取A、B组成的系统为研究对象，环受到杆的支持力
FN=3mg
方向竖直向上。
（3）取A、B组成的系统为研究对象，环受到的摩擦力
Ff=F=1.5mg
方向水平向左。
20．（1）37.5N；（2）0，930N；（3）
【详解】
受力分析如图所示
（1）P点处于静止状态，对P点受力分析，可得
（2）物体B处于静止状态，受力平衡，水平方向不受C对B的摩擦力，否则不能平衡，即B、C间摩擦力为0，把B、C看成一个整体，受力分析，根据平衡条件得
又
解得
方向沿斜面向上
方向垂直斜面向上
（3）为保证C能静止在斜面上，它与斜面之间的动摩擦因数需满足
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页