人教版高中物理必修一 第3章 第5节 共点力的平衡 基础练习(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修一 第3章 第5节 共点力的平衡 基础练习(Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 230.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-13 11:17:37 | ||
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文档简介
人教版高中物理必修一 第3章 第5节 共点力的平衡 基础
一、单项选择题（共8小题；共32分）
1. 如图所示，水平地面上的木块在拉力 的作用下，向右做匀速直线运动，则 与物体受到的地面对它的摩擦力的合力方向为
A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右
2. 如图所示，一倾角为 的光滑斜面固定在地面上，一质量为 的小木块在水平力 的作用下静止在斜面上。若只改变 的方向不改变 的大小，仍使木块静止，则此时力 与水平面的夹角为
A. B. C. D.
3. 被誉为“中国天眼”的射电天文望远镜（）如图所示，质量为 的馈源舱用对称的六索六塔装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离 ，每根连接塔顶和馈源舱的绳索长 ，不计绳索重力，则每根绳索承受的拉力大约为
A. B. C. D.
4. 年 月 日，活动发射平台载着质量为 的“神舟十号”和质量为 的火箭，在车的牵引下缓慢地驶向发射场 年 月 日上午，“神舟十号”航天员王亚平在“天宫一号”舱内进行了我国首次太空授课，航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等基础物理实验，让同学们领略奇妙的太空世界。
如图所示，若活动发射平台行驶过程可视为匀速直线运动，则“神舟十号”、火箭受到的合力分别为
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
5. 如图所示，水平地面上的物体 ，在斜向上的拉力 的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是
A. 物体 可能只受到二个力的作用
B. 物体 可能只受到三个力的作用
C. 物体 一定受到了四个力的作用
D. 物体A对水平地面的压力大小一定为
6. 如图所示， 、 为同一水平线上的两个绕绳装置，转动 、 改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物 缓慢下降。关于此过程绳上拉力大小变化，下列说法中正确的是
A. 不变 B. 逐渐减小
C. 逐渐增大 D. 可能不变，也可能增大
7. 如图，饮料罐内留有适量液体，恰能斜立在水平桌面上。则
A. 整个罐体受重力、弹力、摩擦力
B. 罐体受到桌面的弹力小于整体的重力
C. 罐体受到桌面的弹力沿罐身斜向左上方
D. 罐体受到桌面的弹力的作用点与整体的重心在同一条竖直线上
8. 如图所示，质量为 的物块 与水平地面的摩擦不计，质量为 的物块 与地面间的动摩擦因数为 ，在与水平方向成 的斜向下的恒力 的作用下， 和 一起向右做加速运动，则 和 之间的作用力大小为
A. B. C. D.
二、双项选择题（共5小题；共20分）
9. 如图所示，用三根轻绳将质量均为 的 、 两小球以及水平天花板上的固定点 两两连接。然后用一水平方向的拉力 作用于 球上，此时三根轻绳均被拉直，且 绳恰好沿竖直方向，两球均处于静止状态。三根轻绳的长度之比为 ，则下列说法正确的是
A. 绳中的拉力大小为 B. 绳中的拉力大小为
C. 拉力 大小为 D. 拉力 大小为
10. 一根长为 的易断的均匀细绳，两端固定在天花板上的 、 两点，若在细绳的 处悬挂一重物，知 ，如图所示，则下列说法正确的是
A. 增加重物的重力， 段先断 B. 增加重物的重力， 段先断
C. 将 端往左移时细绳容易断 D. 将 端往右移时细绳容易断
11. 如图所示，粗糙水平面上叠放着 、 两木块，用水平向右的力 推 使它们保持相对静止一起向右运动， 、 受力的个数可能是
A. 受 个力， 受 个力 B. 受 个力， 受 个力
C. 受 个力， 受 个力 D. 受 个力， 受 个力
12. 如图所示，质量为 、 的两个物块，通过定滑轮和动滑轮以及轻绳悬挂在天花板的 、 两点，平衡时悬挂于 点的绳与竖直方向的夹角为 ，悬挂于 点的绳与竖直方向的夹角为 。现将悬点 向左缓慢移动一小段距离后固定，再次平衡后，关于 ， 以及 、 两点所受作用力的变化情况，以下判断正确的是（滑轮重力和绳与滑轮之间的摩擦力不计）
A. 和 均变大，且 B. 和 均不变，且
C. 绳对 、 的作用力不变 D. 绳对 、 的作用力变大
13. 如图，一粗糙斜面固定在地面上，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. 水平拉力的大小可能保持不变
B. 所受细绳的拉力大小一定一直增加
C. 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D. 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
三、多项选择题（共1小题；共4分）
14. 如图所示，两完全相同的小球 和 放在竖直挡板和固定斜面间，处于静止状态.现逆时针缓慢转动挡板，在挡板缓慢转动到与斜面垂直的过程中（不计一切摩擦），下列判断中正确的是
A. 球对斜面的压力不变 B. 球对挡板的压力逐渐减小
C. 、 两球间的弹力逐渐增大 D. 球对斜面的压力逐渐减小
四、解答题（共1小题；共13分）
15. 如图所示（截面图），质量为 的直角三棱柱 放在粗糙的水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，斜面倾角为 。一质量为 的均匀光滑圆柱体放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间， 和 都处于静止状态，重力加速度大小为 ，试求：
（1）地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小。
（2）若将 水平向左推动一点点后撤去推力， 和 能否静止不动。
答案
第一部分
1. A
【解析】木块受到重力、地面的支持力和摩擦力、拉力 的作用而做匀速直线运动，拉力方向斜向上，地面对物体的支持力小于重力，重力与支持力的合力方向竖直向下，根据平衡条件推论可知， 与地面的摩擦力的合力方向是竖直向上。
2. A
【解析】木块受重力、支持力和 处于平衡状态，受力如图所示，根据矢量三角形知， 向上偏转 后，大小不变，且木块仍然能处于平衡状态，所以此时力 与水平面的夹角为 ，故选A。
3. B
4. A
【解析】质量为 的“神舟十号”和质量为 的火箭，在车的牵引下缓慢地驶向发射场，行驶过程可视为匀速直线运动，匀速直线运动是平衡状态，此时物体的受到的合力的大小为零。所以它们的合力的大小都为零，故A正确。
5. C
【解析】物体一定受重力，拉力 产生两个作用效果，水平向右拉木块，竖直向上拉木块，由于木块匀速直线运动，受力平衡，水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡，即一定有摩擦力，结合摩擦力的产生条件可知则必有支持力，因而物体一定受到四个力，故AB错误，C正确；
根据物体处于平衡状态可知，水平方向有：，竖直方向有：，故D错误．
6. B
【解析】物体受三个力，重力和两个拉力，三力平衡，两个拉力的合力与重力平衡；两个拉力合力一定，夹角不断减小，故拉力不断减小；故B正确。
7. D
8. A
【解析】本题考查物体的受力分析、力的分解、牛顿第二定律的应用及整体法和隔离法；对 整体受力分析，应用牛顿第二定律得，，对 物体应用牛顿第二定律，，两式联立解得 。
第二部分
9. A， D
【解析】对球 受力分析，受到重力、 绳的拉力，假设 绳有拉力，则球 不能保持平衡，故 绳的拉力为零，故 绳的拉力等于球 的重力，A正确；
对球 受力分析，受拉力 、重力 和 绳子的拉力 ，如图，根据几何关系，有 ，，B、C错误，D正确。
10. A， C
【解析】对 点研究， 点受重物的拉力，其大小 ，将重物对 点的拉力分解为对 和 两段细绳的拉力，力的平行四边形如图所示。在 中，因为 ，所以 ，故 ，当增加重力 时， 、 按比例增加， 增大得较多，所以 段细绳先断，选项A正确，B错误；将 端往左移时， 与 两力夹角变大，合力 一定，则两分力 与 均增大，故细绳容易断，选项C正确；将 端往右移时两分力夹角减小，合力 一定，两分力减小，故细绳不容易断，选项D错误。
11. A， C
【解析】题目没有说明它们的运动状态，可能有两种情况：
（1）匀速运动：对 进行受力分析，处于平衡状态，只受到重力和支持力；对 ，则受到重力、地面的支持力、 的压力以及地面的摩擦力和推力 的作用，功 个力。所以选项A 正确；
（2）在水平推力的作用下，物体 、 一起匀加速滑动，则对 受力分析：重力与支持力，及向右的静摩擦力共 个力。
对 受力分析：重力、地面支持力、 对 的压力、水平推力、地面给 的滑动摩擦力，及 对 的静摩擦力共 个力。所以选项C正确。
12. B， C
【解析】由于装置中拉起 的两段绳子的作用力是通过 来提供的，当 向左侧移动时，拉起 的绳子的夹角要增大， 被拉起，绳子的拉力不变，绳子与竖直方向的夹角也不变，故 ， 均不变，A错误；
且对于下面的滑轮而言：；对于上面的滑轮而言： 端拉滑轮的力等于二个 的合力，且合力的方向平分 与绳子间的夹角，即 ，B是正确的；
由于绳对 、 的作用力都等于 ，故它们是不变的，故C正确，D错误。
13. B， D
第三部分
14. A， B， D
第四部分
15. （1） ；
【解析】选取 和 整体为研究对象，它受到重力 、地面的支持力 、墙壁的弹力 和地面的摩擦力 的作用处于平衡状态，如图所示
根据平衡条件，有
可得
再以 为研究对象，它受到重力、三棱柱对它的支持力 、墙壁对它的弹力 的作用处于平衡状态，如图所示，根据平衡条件，有：
在竖直方向上，有
在水平方向上，有
解得：
所以 。
（2） 和 仍能静止不动
【解析】若将 水平向左推动一点点后撤去推力，由于 、 的受力情况（大小和方向）均不变，所以 和 仍能静止不动。
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一、单项选择题（共8小题；共32分）
1. 如图所示，水平地面上的木块在拉力 的作用下，向右做匀速直线运动，则 与物体受到的地面对它的摩擦力的合力方向为
A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右
2. 如图所示，一倾角为 的光滑斜面固定在地面上，一质量为 的小木块在水平力 的作用下静止在斜面上。若只改变 的方向不改变 的大小，仍使木块静止，则此时力 与水平面的夹角为
A. B. C. D.
3. 被誉为“中国天眼”的射电天文望远镜（）如图所示，质量为 的馈源舱用对称的六索六塔装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离 ，每根连接塔顶和馈源舱的绳索长 ，不计绳索重力，则每根绳索承受的拉力大约为
A. B. C. D.
4. 年 月 日，活动发射平台载着质量为 的“神舟十号”和质量为 的火箭，在车的牵引下缓慢地驶向发射场 年 月 日上午，“神舟十号”航天员王亚平在“天宫一号”舱内进行了我国首次太空授课，航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等基础物理实验，让同学们领略奇妙的太空世界。
如图所示，若活动发射平台行驶过程可视为匀速直线运动，则“神舟十号”、火箭受到的合力分别为
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
5. 如图所示，水平地面上的物体 ，在斜向上的拉力 的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是
A. 物体 可能只受到二个力的作用
B. 物体 可能只受到三个力的作用
C. 物体 一定受到了四个力的作用
D. 物体A对水平地面的压力大小一定为
6. 如图所示， 、 为同一水平线上的两个绕绳装置，转动 、 改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物 缓慢下降。关于此过程绳上拉力大小变化，下列说法中正确的是
A. 不变 B. 逐渐减小
C. 逐渐增大 D. 可能不变，也可能增大
7. 如图，饮料罐内留有适量液体，恰能斜立在水平桌面上。则
A. 整个罐体受重力、弹力、摩擦力
B. 罐体受到桌面的弹力小于整体的重力
C. 罐体受到桌面的弹力沿罐身斜向左上方
D. 罐体受到桌面的弹力的作用点与整体的重心在同一条竖直线上
8. 如图所示，质量为 的物块 与水平地面的摩擦不计，质量为 的物块 与地面间的动摩擦因数为 ，在与水平方向成 的斜向下的恒力 的作用下， 和 一起向右做加速运动，则 和 之间的作用力大小为
A. B. C. D.
二、双项选择题（共5小题；共20分）
9. 如图所示，用三根轻绳将质量均为 的 、 两小球以及水平天花板上的固定点 两两连接。然后用一水平方向的拉力 作用于 球上，此时三根轻绳均被拉直，且 绳恰好沿竖直方向，两球均处于静止状态。三根轻绳的长度之比为 ，则下列说法正确的是
A. 绳中的拉力大小为 B. 绳中的拉力大小为
C. 拉力 大小为 D. 拉力 大小为
10. 一根长为 的易断的均匀细绳，两端固定在天花板上的 、 两点，若在细绳的 处悬挂一重物，知 ，如图所示，则下列说法正确的是
A. 增加重物的重力， 段先断 B. 增加重物的重力， 段先断
C. 将 端往左移时细绳容易断 D. 将 端往右移时细绳容易断
11. 如图所示，粗糙水平面上叠放着 、 两木块，用水平向右的力 推 使它们保持相对静止一起向右运动， 、 受力的个数可能是
A. 受 个力， 受 个力 B. 受 个力， 受 个力
C. 受 个力， 受 个力 D. 受 个力， 受 个力
12. 如图所示，质量为 、 的两个物块，通过定滑轮和动滑轮以及轻绳悬挂在天花板的 、 两点，平衡时悬挂于 点的绳与竖直方向的夹角为 ，悬挂于 点的绳与竖直方向的夹角为 。现将悬点 向左缓慢移动一小段距离后固定，再次平衡后，关于 ， 以及 、 两点所受作用力的变化情况，以下判断正确的是（滑轮重力和绳与滑轮之间的摩擦力不计）
A. 和 均变大，且 B. 和 均不变，且
C. 绳对 、 的作用力不变 D. 绳对 、 的作用力变大
13. 如图，一粗糙斜面固定在地面上，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. 水平拉力的大小可能保持不变
B. 所受细绳的拉力大小一定一直增加
C. 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D. 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
三、多项选择题（共1小题；共4分）
14. 如图所示，两完全相同的小球 和 放在竖直挡板和固定斜面间，处于静止状态.现逆时针缓慢转动挡板，在挡板缓慢转动到与斜面垂直的过程中（不计一切摩擦），下列判断中正确的是
A. 球对斜面的压力不变 B. 球对挡板的压力逐渐减小
C. 、 两球间的弹力逐渐增大 D. 球对斜面的压力逐渐减小
四、解答题（共1小题；共13分）
15. 如图所示（截面图），质量为 的直角三棱柱 放在粗糙的水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，斜面倾角为 。一质量为 的均匀光滑圆柱体放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间， 和 都处于静止状态，重力加速度大小为 ，试求：
（1）地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小。
（2）若将 水平向左推动一点点后撤去推力， 和 能否静止不动。
答案
第一部分
1. A
【解析】木块受到重力、地面的支持力和摩擦力、拉力 的作用而做匀速直线运动，拉力方向斜向上，地面对物体的支持力小于重力，重力与支持力的合力方向竖直向下，根据平衡条件推论可知， 与地面的摩擦力的合力方向是竖直向上。
2. A
【解析】木块受重力、支持力和 处于平衡状态，受力如图所示，根据矢量三角形知， 向上偏转 后，大小不变，且木块仍然能处于平衡状态，所以此时力 与水平面的夹角为 ，故选A。
3. B
4. A
【解析】质量为 的“神舟十号”和质量为 的火箭，在车的牵引下缓慢地驶向发射场，行驶过程可视为匀速直线运动，匀速直线运动是平衡状态，此时物体的受到的合力的大小为零。所以它们的合力的大小都为零，故A正确。
5. C
【解析】物体一定受重力，拉力 产生两个作用效果，水平向右拉木块，竖直向上拉木块，由于木块匀速直线运动，受力平衡，水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡，即一定有摩擦力，结合摩擦力的产生条件可知则必有支持力，因而物体一定受到四个力，故AB错误，C正确；
根据物体处于平衡状态可知，水平方向有：，竖直方向有：，故D错误．
6. B
【解析】物体受三个力，重力和两个拉力，三力平衡，两个拉力的合力与重力平衡；两个拉力合力一定，夹角不断减小，故拉力不断减小；故B正确。
7. D
8. A
【解析】本题考查物体的受力分析、力的分解、牛顿第二定律的应用及整体法和隔离法；对 整体受力分析，应用牛顿第二定律得，，对 物体应用牛顿第二定律，，两式联立解得 。
第二部分
9. A， D
【解析】对球 受力分析，受到重力、 绳的拉力，假设 绳有拉力，则球 不能保持平衡，故 绳的拉力为零，故 绳的拉力等于球 的重力，A正确；
对球 受力分析，受拉力 、重力 和 绳子的拉力 ，如图，根据几何关系，有 ，，B、C错误，D正确。
10. A， C
【解析】对 点研究， 点受重物的拉力，其大小 ，将重物对 点的拉力分解为对 和 两段细绳的拉力，力的平行四边形如图所示。在 中，因为 ，所以 ，故 ，当增加重力 时， 、 按比例增加， 增大得较多，所以 段细绳先断，选项A正确，B错误；将 端往左移时， 与 两力夹角变大，合力 一定，则两分力 与 均增大，故细绳容易断，选项C正确；将 端往右移时两分力夹角减小，合力 一定，两分力减小，故细绳不容易断，选项D错误。
11. A， C
【解析】题目没有说明它们的运动状态，可能有两种情况：
（1）匀速运动：对 进行受力分析，处于平衡状态，只受到重力和支持力；对 ，则受到重力、地面的支持力、 的压力以及地面的摩擦力和推力 的作用，功 个力。所以选项A 正确；
（2）在水平推力的作用下，物体 、 一起匀加速滑动，则对 受力分析：重力与支持力，及向右的静摩擦力共 个力。
对 受力分析：重力、地面支持力、 对 的压力、水平推力、地面给 的滑动摩擦力，及 对 的静摩擦力共 个力。所以选项C正确。
12. B， C
【解析】由于装置中拉起 的两段绳子的作用力是通过 来提供的，当 向左侧移动时，拉起 的绳子的夹角要增大， 被拉起，绳子的拉力不变，绳子与竖直方向的夹角也不变，故 ， 均不变，A错误；
且对于下面的滑轮而言：；对于上面的滑轮而言： 端拉滑轮的力等于二个 的合力，且合力的方向平分 与绳子间的夹角，即 ，B是正确的；
由于绳对 、 的作用力都等于 ，故它们是不变的，故C正确，D错误。
13. B， D
第三部分
14. A， B， D
第四部分
15. （1） ；
【解析】选取 和 整体为研究对象，它受到重力 、地面的支持力 、墙壁的弹力 和地面的摩擦力 的作用处于平衡状态，如图所示
根据平衡条件，有
可得
再以 为研究对象，它受到重力、三棱柱对它的支持力 、墙壁对它的弹力 的作用处于平衡状态，如图所示，根据平衡条件，有：
在竖直方向上，有
在水平方向上，有
解得：
所以 。
（2） 和 仍能静止不动
【解析】若将 水平向左推动一点点后撤去推力，由于 、 的受力情况（大小和方向）均不变，所以 和 仍能静止不动。
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