3.6共点力作用下的物体平衡 同步练习基础过关 (word版含答案)

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新学期同步练习基础过关（教科版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示，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
2．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
3．用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则（　　）
A．F1=mg，F2=mg B．F1=mg，F2=mg
C．F1=mg，F2=mg D．F1=mg ，F2=mg
4．如图，两个轻滑轮通过细绳悬挂在天花板上，轻绳跨过滑轮连接两个质量为m的物体，将一与质量为M的物体连接的动滑轮放到轻绳上后系统保持静止，滑轮质量不计。此时悬挂在天花板上的轻绳与竖直方向的夹角为30°，则M与m的比值关系正确的是（　　）
A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．1：3
5．如图所示，用光滑铁丝弯成的四分之一圆弧轨道竖直固定在水平地面上，O为圆心，A为轨道上的一点，一中间带有小孔的小球套在圆弧轨道上，对小球施加一个拉力，若在拉力方向从水平向左在纸面内顺时针转至竖直向上的过程中，小球始终静止在A点，则拉力F（　　）
A．先变大，后变小 B．先变小，后变大
C．一直变大 D．一直变小
6．用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L0。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L0斜面倾角为30°，如图所示 则物体所受摩擦力（　　）
A．等于零 B．大小为mg，方向沿斜面向下
C．大小为mg，方向沿斜面向上 D．大小为mg，方向沿斜面向上
7．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
8．在同一平面内作用着三个共点力，它们的大小和方向如图所示。这三个力的合力大小为（　　）
A． B． C． D．
9．如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块恰好做匀速直线运动，物块与桌面间的动摩擦因数为（　　）
A．2﹣ B． C． D．
10．如图所示，用水平恒力推放置在水平面上的物体，物体保持静止，物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为，则下列说法中正确的是（　　）
A．推力小于物体所受摩擦力
B．物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反
C．物体所受摩擦力的大小为
D．物体受到三个力的作用
11．如图所示，在水平力F作用下，重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ，则物体所受摩擦力的大小是（　　）
A．μF B．F＋G
C．μF＋G D．
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．《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（　　）
A．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大 B．小球受到的摩擦力与重力大小相等
C．机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下 D．若铁夹水平移动，小球受到的摩擦力变大
14．如图所示，物体A在水平推力F的作用下紧靠竖直墙壁静止不动，下列说法正确的是（　　）
A．物体必然受到四个力的作用
B．水平推力的反作用力是墙壁的弹力
C．物体受到静摩擦力的大小与其重力大小相等
D．若减小物体和墙壁之间的动摩擦因数μ，要物体依然静止则必须增大水平推力F
15．如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，将B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是（　　）
A．B与水平面间的摩擦力增大
B．细绳对B的拉力增大
C．悬于墙上的细绳所受拉力不变
D．A、B静止时，图中、、三角始终相等
16．如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于O点。一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA受外力F的作用，处于水平方向。现缓慢逆时针改变绳OA的方向至θ＜90°，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．绳OA的拉力一直减小 B．绳OB的拉力先减小再增大
C．地面对斜面体有向左的摩擦力 D．地面对斜面体的支持力不断减小
三、填空题，共2小题
17．如图所示，有三个物体A、B、C叠放在一起，C被一不可伸长的绳子与墙面相连，三个物体的质量均为m，A与地面的摩擦系数为，B与A的摩擦系数为，C与B的摩擦系数为，已知重力加速度为g。现有一外力F将物体B匀速拉出，若此时物体A与物体B保持相对静止，则拉力F=___________，发生这种情况、、所必须满足的条件是___________。
18．一质量为的小滑块，在水平力的作用下静止于点。设滑块所受支持力为与水平方向的夹角为，则的大小为___________ ；的大小为___________ 。
四、解答题，共2小题
19．如图所示，一名伞兵沿着跟竖直方向成的倾斜方向匀速下降。有人说，伞兵一定受到一个倾斜向下的力的作用。你的看法是什么？
20．物体的质量为2 kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上(B、C在同一竖直线上)，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ＝60°角的拉力F，若要使两绳都能伸直，如图所示，伸直时AC与墙面垂直，绳AB与绳AC间夹角也为θ＝60°，求拉力F的大小范围(g取10 m/s2)。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．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。
2．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。
3．D
【详解】
对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知
解得
由牛顿第三定律知
故D正确。
4．A
【详解】
由于绳子的张力大小处处相等，左边第一个滑轮静止，则左侧悬挂滑轮的绳的方向沿跨过滑轮的两段绳的角平分线方向，故跨过定滑轮与m连接的两段绳与竖直方向的夹角均为60°，动滑轮对绳的压力大小为，根据平衡条件
故选A。
5．B
【详解】
小球始终静止在A点，对小球受力分析可知，小球受重力与弹力及拉力，三力平衡三力可组成一个闭合的三角形，如图所示
则拉力方向从水平向左在纸面内顺时针转至竖直向上的过程中，拉力F先变小，后变大，所以B正确；ACD错误；
故选B。
6．A
【详解】
弹簧竖直悬挂物体时，对物体受力分析，根据共点力平衡条件
F=mg
根据胡克定律
F=kL
物体放在斜面上时，再次对物体受力分析，如图
根据共点力平衡条件有
联立解得
f=0
BCD错误，A正确。
故选A。
7．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。
8．C
【详解】
如图F1和F2沿水平和竖直方向，根据平行四边形法则，可将F3分解为
F3x=-25N×sin45°=
F3y=-25N×cos45°=
则
Fx=F2+F3x=
Fy=F1+F3y=
这三个力的合力大小为
故选C。
9．C
【分析】
拉力水平时，二力平衡；拉力倾斜时，物体匀速运动，依然是平衡状态，根据共点力的平衡条件解题。
【详解】
当拉力水平时，物体匀速运动，即
当拉力倾斜时，物体受力分析如图
则
可知摩擦力为
得
代入数据为
联立可得
故C正确，ABD错误。
故选C。
【点评】
本题考查了共点力的平衡，解决本题的关键是把拉力进行分解，然后列平衡方程。
10．B
【详解】
A．在水平恒力F的作用下，物体m静止，受力平衡，水平方向受到推力F和静摩擦力，二力平衡，则推力等于物体所受的静摩擦力，A错误；
B．根据平衡条件知，物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反，B正确；
C．物体受到的是静摩擦力，不是滑动摩擦力，不能用计算，C错误；
D．物体共受到四个力：重力、支持力、推力与静摩擦力，D错误。
故选B。
11．A
【详解】
由题意知物体沿竖直墙壁匀速下滑，则受到滑动摩擦力为
在竖直方向，由平衡条件得
故选A。
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．BC
【详解】
AB．对小球受力分析可知，小球受重力、两侧铁夹的压力以及摩擦力作用，根据平衡条件可知，小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等，方向相反，若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力仍等于重力，大小不变，故A错误，B正确；
C．根据牛顿第三定律可知，机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下，故C正确；
D．若水平移动铁夹，由于小球在竖直方向上受力始终平衡，所以摩擦力不变，故D错误。
故选BC。
14．AC
【详解】
A．物体必然受到四个力的作用，重力，支持力，摩擦力及水平推力，A正确；
B．水平推力与墙壁的弹力是一对平衡力，B错误；
C．由平衡条件可得，物体受到静摩擦力的大小与其重力大小相等，C正确；
D．若减小物体和墙壁之间的动摩擦因数μ，要物体依然静止则不一定要增大水平推力F，因为只要满足
就能平衡，也就是重力没有最大静摩擦力就能平衡，D错误。
故选AC。
15．AD
【详解】
AB．对物体A受力分析，受到重力和细绳的拉力，由于A处于静止状态，则根据平衡条件，拉力等于物体A的重力，当把物体B移至C点后，绳子与水平方向的夹角变小，但细绳的拉力仍等于A的重力，所以不变，对物体B受力分析，B受重力、支持力、拉力和静摩擦力，如图所示
根据共点力平衡条件，有
由于角r变小，故B与水平面间的静摩擦力变大，地面对B的弹力增大，B错误，A正确；
C．对滑轮受力分析，受绳子的拉力T以及悬于墙上的绳子的拉力F，由于绳子的拉力与A的重力相等，所以不变，但夹角变大，故其合力变小，所以墙上的绳子的拉力F也变小，C错误；
D．由于绳子的拉力相等，故合力在角平分线上，故α＝β，由图可知，α、θ是同位角，由几何关系可知α＝θ，故α＝β＝θ，D正确。
故选AD。
16．CD
【详解】
AB．缓慢改变绳OA的方向至θ<90°的过程，OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示，
可见OA的拉力先减小后增大，OB的拉力一直减小；故AB均错误；
C．以斜面和PQ整体为研究对象受力分析，根据平衡条件：斜面受地面的摩擦力与OA绳子水平方向的拉力等大反向，故地面对斜面的摩擦力方向向左，C正确；
D．OB的拉力一直减小，则一直减小，而
得一直增大，以斜面体和PQ整体为研究对象受力分析，根据竖直方向受力平衡
N+FOAy =M斜g+MPg+MQg
综合可得N一直减小，D正确；
故选CD。
17．
【详解】
(1)取AB整体为研究对象，受力如下
根据共点力的平衡条件有，水平方向
竖直方向
根据滑动摩擦力公式，得
联立解得
(2)取B为研究对象，根据共点力作用下的平衡有
则
AB之间的最大静摩擦力为
因为AB之间无相对运动，故要求
联立可得
18．
【详解】
[1][2]滑块的受力情况如图所示
由物体的平衡条件可得
联立可得
19．见解析
【详解】
这种说法不正确，由于伞兵做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的重力竖直向下，故伞兵受到空气的作用力竖直向上，与重力大小相等，不可能受到一个倾斜向下的力的作用。
20．
【详解】
物体的受力情况如图所示
由平衡条件得
联立可得
令F1＝0，得F最大值
令F2＝0，得F最小值
综合得F的取值范围为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页