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能力提升（教科版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．用细绳悬挂的小球处于静止状态，如图甲所示，以下各选项对小球的受力分析正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图，甲虫沿树枝由A缓慢上爬到B的过程中，树枝对甲虫的作用力（　　）
A．保持不变 B．一直减小
C．一直增大 D．先减小后增大
3．如图所示，放在水平地面上的质量为m的物体，与地面间的动摩擦因数为μ，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度，则（　　）
A．弹簧的伸长量为
B．弹簧的伸长量为
C．物体受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力
D．弹簧对物体的弹力与物体受到的摩擦力是一对相互作用力
4．如图所示，固定的竖直杆上端带有固定的定滑轮C，轻杆AB通过铰链与竖直杆相连于A点，另一端B悬挂重为C的物体，用一轻绳绕过定滑轮C与B端相连。用力F拉绳，使AB杆缓慢由图示位置转到水平位置，忽略滑轮的形状，不计一切摩擦。此过程中（　　）
A．轻杆AB的弹力大小不变
B．轻杆AB的弹力方向不一定沿杆
C．轻绳在水平方向的分力增大,竖直方向的分力不变，所以轻绳CB张力变大
D．力F先减小后增大
5．如图所示，A、B、C三块粗糙物块叠放在一起并静止在水平地面上，现给B施加一个水平向右的力F=1N的作用，三个物块仍然保持静止。则关于各接触面间的摩擦情况，下列说法正确的是（　　）
A．A、B之间的摩擦力为1N
B．B、C之间的摩擦力大小为1N
C．B、C之间的摩擦力大小为2N
D．C对地面的摩擦力大小为2N，方向向右
6．如图所示的装置中，绳子与滑轮的质量、绳子与滑轮间的摩擦不计。A、B两物体的质量分别为m1和m2，处于静止状态。则以下说法正确的是（　　）
A．若A、B质量均不变，将悬点P移动少许，再次达到平衡时，则绳子间的张角θ1与θ2之和增大
B．若A、B质量均不变，将悬点P移动少许，再次达到平衡时，则绳子间的张角θ1与θ2之和减小
C．若A质量减小，B质量不变，将悬点P移动少许，再次达到平衡时，则绳子间的张角θ1与θ2之和增大
D．若A质量减小，B质量不变，将悬点P移动少许，再次达到平衡时，则绳子间的张角θ1与θ2之和减小
7．下列关于力及运动的描述正确的是（　　）
A．根据效果命名的同一名称的力，性质也一定相同
B．物体受到的重力的方向总是竖直向下，但有时也会指向地心
C．物体间有相互作用的摩擦力，但可能不存在弹力
D．在平衡力作用下，物体可以做曲线运动
8．如图所示，用网兜把足球挂在光滑墙壁上的B点，足球与墙壁的接触点为。若更换悬线更长的新网兜，重新把足球挂在A点，足球与墙壁接触点为（图中未标出），已知两点间距，下列说法正确的是（　　）
A．网兜对A点的拉力不变 B．网兜对A点的拉力变小
C．足球对墙壁的压力不变 D．足球对墙壁的压力变大
9．如图所示是常用的千斤顶，摇动手柄时，螺纹轴能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将重物顶起。利用两个相同的千斤顶分别顶起质量为m1、m2的重物，顶起过程中，当上方两臂之间的夹角分别为120°、106°时，两个千斤顶臂上的作用力大小相等。已知sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，则为（　　）
A．5∶3 B．5∶4 C．5∶6 D．3∶4
10．如图所示，衣服悬挂在不可伸长的轻绳上，衣架的挂钩是光滑的，轻绳的两端固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态。保持A端位置不变，将B端分别移动到、两点。下列说法正确的是（　　）
A．B端移到，绳子张力变大 B．B端移到，绳子张力变小
C．B端移到，绳子张力变大 D．B端移到，绳子张力不变
11．如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中，手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是（　　）
A．F不变，FN增大 B．F不变，FN减小
C．F减小，FN不变 D．F增大，FN减小
12．三段轻绳绳悬挂在天花板上的A点，绳下面悬挂一个小球。第一次，保持结点O位置不变，如图1所示，某同学拉着轻绳从水平位置缓慢转动到竖直位置；第二次，保持轻绳垂直于，缓慢移动轻绳，使轻绳从竖直位置缓慢转动到如图2所示的位置，则下列说法正确的是（　　）
A．第一次轻绳的拉力先减小后增大，第二次轻绳的拉力逐渐减小
B．第一次轻绳的拉力逐渐减小，第二次轻绳的拉力先增大后减小
C．第一次轻绳的拉力先减小后增大，第二次轻绳的拉力逐渐减小
D．第一次轻绳的拉力先减小后增大，第二次轻绳的拉力逐渐增大
二、多选题，共4小题
13．如图，一粗糙斜面放在粗糙水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块，另一端与斜面上的物块相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动，直至悬挂的细绳与竖直方向成。已知始终保持静止，则在此过程中（　　）
A．水平拉力的大小一直增大
B．所受细绳的拉力先增加后减小
C．所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
D．斜面与地面之间的摩擦力大小一直增加
14．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
15．如图所示，物体A用轻质细绳与圆环B连接，圆环固定在竖直杆MN上。现用一水平力F作用在绳上的O点，将O点缓慢向左移动，使细绳与竖直方向的夹角逐渐增大。关于此过程，下列说法中正确的是（　　）
A．水平力F逐渐增大 B．水平力F逐渐减小
C．绳OB的弹力逐渐减小 D．绳OB的弹力逐渐增大
16．如图所示，在水平地面上放置一个边长为、质量为的正方体，在竖直墙壁和正方体之间放置半径为、质量为的光滑球体，球心与正方体的接触点的连线与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为，正方体与水平地面的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，球和正方体始终处于静止状态，且球没有掉落地面。下列说法正确的是（　　）
A．正方体对球的支持力的大小为
B．若，正方体静止，正方体受到的摩擦力大小为
C．若球的质量，则的最大值为
D．无论正方体的右侧面到墙壁的距离多大，只要球的质量足够大就一定会使正方体滑动
三、填空题，共2小题
17．如图所示，与水平面成θ角的皮带传送机，把质量为m的物体以速度v匀速向上传送。皮带作用于物体的摩擦力大小等于____，支持力大小等于____；这两个力的合力大小等于____，物体所受外力的合力等于____。
18．如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，弹簧劲度系数为，A、B质量分别为，，A、B放在水平地面上静止。现用力缓慢拉B，使其向上移动，直到A刚好离开地面保持不动，此时作用在B物体向上的力的大小是___________，B向上移动的距离为__________（）
四、解答题，共2小题
19．某人用一个水平力，推一个很重的桌子，结果推不动。那么在推的过程中，桌子受到哪几个力的作用？
20．如图所示，质量分布均匀的木棒AB一端支在地上，另一端受一水平力F作用，木棒呈静止状态，点O为木棒的重心，试在图中画出地面对木棒的作用力方向。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
小球处于静止状态，根据平衡条件，可知小球受到重力，沿绳方向的拉力，及墙壁对它的弹力。
故选B。
2．A
【详解】
甲虫缓慢上爬，看做一直处于平衡状态，树枝对甲虫的作用力与甲虫的重力平衡，所以保持不变。
故选A。
3．B
【详解】
AB. 受力分析知，质量为m的物体受重力、支持力、弹簧的弹力和地面的摩擦力，物体沿地面做匀速直线运动,由平衡条件得
而
解得
故A错误，B正确；
C．物体受到的支持力与它对地面的压力是一对相互作用力，故C错误；
D．弹簧对物体的弹力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
以B点为研究对象，受重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力的示意图如图所示
根据三角形相似可得
又
解得
根据牛顿第三定律得缓慢移到水平时，AC、AB保持不变，CB逐渐变小，则N的大小保持不变，F逐渐变小，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．以A为研究对象，A水平方向不受外力，所以A不受摩擦力，故A错误；
BC．以AB为研究对象，AB水平方向向右的拉力，则BC之间一定对B有向左的摩擦力，大小为1N，故C错误，B正确；
D．将ABC三个物体看成一个整体，处于静止状态，也受到平衡力的作用，由题意知，向右的力F与地面对C水平向左的摩擦力f相互平衡，所以摩擦力的方向为水平向左，大小为1N，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
AB．绳子上的拉力始终等于B的重力，由对称性可知θ1=θ2，若A、B质量均不变，对动滑轮受力分析可知，受到向下的拉力（等于A的重力）、两侧绳上的拉力（等于B的重力）均不变，由平衡条件可知，将悬点P移动少许，绳子间的张角θ1与θ2之和不变，AB错误；
CD．若A质量减小，B质量不变，对动滑轮受力分析可知，受到向下的拉力减小，而两侧绳上的拉力不变，将悬点P移动少许，由平衡条件可知，两拉力的合力应减小，故绳子间的张角θ1与θ2之和增大，C正确，D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．根据效果命名的同一名称的力，性质不一定相同，如重力、摩擦力都可以作为动力，效果相同，但性质不同，A错误；
B．物体受到的重力的方向总是竖直向下，但有时也会指向地心，如在赤道或两极，B正确；
C．物体间有相互作用的摩擦力，必存在相互作用的弹力，C错误；
D．在平衡力作用下，物体可能处于静止或匀速直线运动状态，不可能做曲线运动，D错误。
故选B。
8．B
【详解】
以足球为研究对象，受到重力、支持力和悬绳的拉力，如图所示
根据平衡条件可得墙壁对足球的弹力大小
悬绳对足球的拉力大小为
悬绳变长后，足球仍然静止，则变小，变小，变大，则和都减小，即墙壁对足球的弹力变小、悬绳对足球的拉力变小，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．C
【分析】
本题以千斤顶顶起重物为情境，考查考生的理解能力和模型建构能力，考查科学思维。
【详解】
假设两次操作中两臂作用力大小相等时，弹力均为F，根据力的平行四边形定则可得第一次
第二次
解得
选项C正确，ACD错误。
故选C。
10．D
【详解】
设绳子间的夹角为2θ，绳子总长为L，两杆间距离为d，如图所示
根据几何关系有
得
当B端移到B1位置或B2位置时，d、L都不变，则θ也不变；由平衡条件可知
解得
可见，绳子张力F也不变，故D正确，ABC错误。
故选D。
11．C
【详解】
小球沿圆环缓慢上移可看成小球始终受力平衡，对小球进行受力分析，受力示意图如图所示
由图可知，即
当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，C正确。
故选C。
12．D
【详解】
对甲、乙两图中的O点受力分析，两绳的合力等于小球的重力，其大小和方向不变，利用图解法画出受力分析图，如图a、b所示
a图中OC绳拉力先减小后增大、OA绳拉力逐渐减小；图b中OC绳拉力逐渐增大、OA绳拉力逐渐减小。
故选D。
13．ACD
【详解】
AB．对物块N受力分析，由于N处于缓慢运动状态，可以认为处于平衡状态，如图所示
随着θ的增大，水平拉力F、细绳拉力T均逐渐增大，故M所受细绳的拉力逐渐变大，故A正确，B错误；
C．设M的质量为m2，斜面倾角α，若刚开始TT+f=m2gsinα
随着T的增大，f先减小至零后反向增大，故C正确；
D．对整体受力分析可知，水平方向只受到水平拉力F及地面静摩擦力作用而平衡，故二者等大反向，由于F逐渐增大，故地面的摩擦力一定增加，故D正确。
故选ACD。
14．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。
15．AD
【详解】
AB．细绳与竖直方向的夹角为，物体的质量为m，对结点O受力分析，如图
运用合成法，则由平衡条件得
增大，则F增大，故A正确。B错误；
CD．设OB绳子的弹力为T，则有
解得
增大，则拉力T增大，故D正确，C错误。
故选AD。
16．BC
【详解】
A．对球受力情况如图所示
根据平衡条件知
解得
A错误；
B．若，球和正方体始终处于静止状态，对整体受力分析
水平方向受墙的弹力和水平地面的摩擦力，根据平衡
B正确；
C．若球的质量，对于整体，正方体受到的滑动摩擦力
则当
达到临界状态，解得
C正确；
D．为了不让正方体滑动，则应满足
即
解得
当 时，根据数学知识可得
则正方体到墙距离是
即满足条件时，则无论球的质量是多少，球和正方体都始终处于静止状态，且球没有掉落地面，D错误。
故选BC。
17． 0
【详解】
由物体匀速向上运动，可得物体受力分析如下图所示
[1]则由平衡条件可得，皮带作用于物体的摩擦力
[2]皮带作用于物体的支持力为
[3][4]支持力与摩擦力的合力大小应等于物体重力mg，物体所受合外力等于零。
18．30 0.15
【详解】
[1]将A、B及弹簧组成的整体视为研究对象，则受到竖直向下的总重力和作用在B上的竖直向上的拉力F，二力平衡，有
[2]开始时弹簧处于压缩状态后处于伸长状态，B向上移动的距离等于弹簧的压缩形变量加上伸长形变量，即
弹簧处于压缩状态时，对B进行受力分析有
弹簧处于伸长状态时，随A受力分析有
联立并带入数据解得
19．重力、支持力、水平推力和摩擦力
【详解】
对桌子受力分析，可知桌子受重力、支持力、水平推力和摩擦力，共4个力作用。
20．
【详解】
棒受重力，拉力和地面作用力（是支持力和摩擦力的合力）处于平衡状态不，根据三力汇交原理，三个力作用线交于一点，方向如图所示
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页