沪科版（2019）必修第一册 3.4 分析物体的受力情况 同步练习卷（1）（含答案）

沪科版（2019）必修第一册《3.4 分析物体的受力情况》2022年同步练习卷（1）
一 、单选题（本大题共12小题，共58分）
1.（4.5分）如图所示，力作用于物体的点，要使物体所受合力的方向沿方向，那么必须同时再加一个力，这个力的最小值是
A. B. C. D.
2.（4.5分）如图所示，是固定的水平导轨，两端是定滑轮，滑轮摩擦不计，导轨上物体两端分用细绳通过滑轮与物体相连。系统处于静止状态时，绳与导轨平面的夹角为，绳与导轨平面的夹角为，则以下判断正确的是
A. 若，则物体受的摩擦力的大小与物体的重力成正比
B. 若，则物体受的摩擦力的大小与物体的重力成正比
C. 若，则物体所受摩擦力是物体所受重力的倍
D. 若，则物体所受摩擦力是物体所受重力的倍
3.（4.5分）如图所示，物块、的质量均为，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力的作用下，两物块均处于静止状态。则
A. 受到的摩擦力方向向上 B. 受到的摩擦力大小等于
C. 对地面的压力大小等于 D. 对地面的压力大小等于
4.（4.5分）如图所示，用轻绳把小球挂在光滑的竖直墙壁上，点为绳的固定点，点为小球与墙壁的接触点，绳与墙壁的夹角。则
A. 墙壁对小球的弹力是由于小球发生形变而产生的
B. 小球对墙壁的压力水平向左，且大小为
C. 绳对小球的拉力方向沿方向，且大小为
D. 用一向右的水平力缓慢拉动小球，在小球离开墙壁后的过程中，绳的拉力逐渐减小
5.（5分）如图所示，某工人正在修理草坪，推力与水平方向成角，割草机沿水平方向做匀速直线运动，则推力在水平方向的分力大小为
A. B. C. D.
6.（5分）质量均匀的钢管，一端支在水平地面上，另一端被竖直绳悬吊着，如图所示。下列画出了四幅钢管受力的示意图，其中正确的是
A. B.
C. D.
7.（5分）关于物体的平衡状态，下列说法不正确的是
A. 做匀速直线运动的物体一定处于平衡状态
B. 若物体的速度为零，则物体一定处于平衡状态
C. 若物体的加速度为零，则物体一定处于平衡状态
D. 若物体所受合力为零，则物体一定处于平衡状态
8.（5分）日常生活中小巧美观的冰箱贴使用广泛，一个磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，则下列说法正确的是
A. 冰箱贴受到的磁力大于受到的弹力
B. 冰箱贴受到滑动摩擦力与重力是一对平衡力
C. 冰箱贴受到四个力的作用，其中三个力的施力物体是冰箱
D. 冰箱贴受到的弹力是由于冰箱贴发生形变之后要恢复原状而产生的
9.（5分）如图所示，、两物体紧靠着放在粗糙水平面上．、间接触面光滑．在水平推力作用下两物体一起加速运动，物体恰好不离开地面，则物体关于、两物体的受力个数，下列说法正确的是
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
10.（5分）如图，柔软轻绳的一端固定，其中间某点拴一重物，用手拉住绳的另一端，初始时，竖直且被拉直，与之间的夹角为。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变，在由如图所示位置拉到水平的过程中
A. 上的张力逐渐减小 B. 上的张力先增大后减小
C. 上的张力逐渐增大 D. 上的张力先增大后减小
11.（5分）作用在一个物体上的两个力、大小分别是和，如果它们的夹角是，则这两个力的合力大小是
A. B. C. D.
12.（5分）物体在以下三个共点力作用下，可能使物体匀速直线运动的是
A. 、、 B. 、、
C. 、、 D. 、、
二 、填空题（本大题共4小题，共24分）
13.（6分）三个木块、、在水平外力的作用下，一起在水平面上向右匀速运动，则木块受到的 ______个力的作用，木块受到 ______个力的作用。
14.（6分）如图所示，电灯的重力为，绳与水平顶板间的夹角为，绳水平，则绳所受的拉力 ______ ，绳所受的拉力 ______
15.（6分）如图，将一个矩形金属线框折成框架，置于倾角为的绝缘斜面上，，在斜面上，在竖直面内，与边质量均为，其余边质量不计，框架总电阻为从时刻起，沿斜面向上加一匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系为，其中，则线框中感应电流的大小为______，______时边对斜面的压力恰好为零。
16.（6分）一辆小车静止在水平面上，车厢顶部用一根细线竖直悬挂一个小球，小球处于静止状态，则小球受到 ______ 个力的作用，小球所受的合力等于 ______ 。
三 、计算题（本大题共1小题，共12分）
17.（12分）如图所示，质量为的小球用细线拴着吊在行驶的汽车后壁上，线与竖直方向夹角为，已知，，。求：
球与车后壁弹力为零时，车的加速度大小；
当汽车以向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力大小。
四 、简答题（本大题共1小题，共6分）
18.（6分）已知图中的物块和球处于静止状态，、中的球是光滑的，请画出它们所受的弹力方向。
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：要使物体沿着方向做加速运动，合力必须沿着方向，根据三角形定则可知，合力的方向确定了，分力的大小方向也确定了，
由做的垂线，此时的就是最小值，再由三角形的知识可以求得最小值为，故ACD错误，B正确；
故选：。
物体从静止开始做匀加速直线运动，合力的方向和运动的方向是一样的，要使物体沿着方向做加速运动，合力必须沿着方向，根据三角形定则，可以求出此时最小的力。
此题是关于力的合成问题；关键是理解和掌握平行四边形法则，此题属于已知合力的方向和一个分力的大小和方向来确定另一个分力的最小值问题，画图很容易找到此力的大小。
2.【答案】B;
【解析】解：、对物体受力分析如图所示，物体处于静止状态，水平方向根据平衡条件可得：，当时，摩擦力等于两个绳子拉力的差，和物体的重力无关，而物体的重力越大，则拉力差会以相应比例增大，摩擦力也会以相同比例增大，当物体的重力为，拉力差为，摩擦力也为。 故若，则物体受的摩擦力的大小与物体的重力成正比，故错误、正确；
、对受力分析如图所示，若，根据共点力平衡条件，和的合力与重力等大反向：，，物体在水平方向上受两个绳子的拉力和摩擦力，因为不知道两个绳子哪个力大，故有：，故错误。
故选：。
对受力分析，在水平和竖直方向正交分解，水平方向上分解得到两个拉力大小与角度的关系，根据角度的关系得到拉力的关系，拉力的关系得到摩擦力的大小；对受力分析，根据力的合成解得拉力和重力的关系。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。
3.【答案】D;
【解析】解：、对物体受力分析，竖直方向受重力，与对的摩擦力平衡，故A受到向上的摩擦力，大小等于；再根据牛顿第三定律，对的摩擦力向下，大小为；故A错误，B错误。
、对整体受力分析，地面的支持力始终等于两物体的总重力，所以对地面的压力大小等于，故C错误，D正确。
故选：。
先隔离对分析，竖直方向受重力，与对的摩擦力平衡。再对整体分析，竖直方向受总重力，地面的支持力，可知地面的支持力等于两物体的总重力。
解决本题的关键先对整体受力分析，再隔离受力分析。整体法和隔离法是物理当中常见的一种方法，要灵活运用。
4.【答案】C;
【解析】解：、墙壁对小球的弹力是由于墙壁发生形变而产生的，故A错误；
、以球为研究对象，分析其受力情况：重力、绳对球的拉力和墙壁对球的支持力，如下图所示，

根据平衡条件，有：


由牛顿第三定律，小球对墙壁的压力水平向左，且大小也为，故B错误，C正确；
D、用一向右的水平力缓慢拉动小球，在小球离开墙面的过程中，绳与墙壁的夹角逐渐增大，由上面绳的拉力的表达式知绳的拉力逐渐增大，故D错误。
故选：。
分析球的受力情况，作出力图，根据平衡条件求解绳子对球的拉力和墙壁对球的支持力。
本题是共点力平衡问题，分析受力情况，作出力图，运用平衡条件和几何知识列式求解即可。
5.【答案】B;
【解析】解：由题意，推力与水平方向成角，将力沿水平方向和竖直方向分解，如图：

可分解为水平方向的力，竖直方向的力。故错误，正确；
故选：。
将推力按照题意分解为水平方向的力和竖直方向的力。
此题主要考查力的分解，在力的合成与分解中必须要符合平行四边形定则。
6.【答案】B;
【解析】解：对钢管受力分析，钢管受竖直向下的重力、细线竖直向上的拉力、地面竖直向上的支持力共三个力，故正确，错误。
故选：。
对钢管受力分析，按照重力、弹力、摩擦力、已知力的顺序进行分析，根据力的图示，画出力的作用点、大小，方向，然后比较即可得出答案．
解答此题首先要知道铁球受到了几个力的作用；然后根据铁球的状态分析力的大小关系；最后根据力示意图的表示方法画出力的示意图．
7.【答案】B;
【解析】解：、做匀速直线运动的物体加速度为零，一定处于平衡状态；故A正确；
B、物体的速度为零，加速度不一定为零，不一定处于平衡状态．只有速度保持为零时，物体处于平衡状态．故B错误．
C、根据牛顿第二定律得：平衡条件为物体所受合力为零．则其加速度一定为零；故CD正确；
本题选错误的；故选：．
根据牛顿第二定律得到平衡条件．注意明确平衡状态时，合力为零、加速度为零，但速度不一定为零．
本题要掌握平衡状态的运动学特征：加速度为零，速度保持不变；动力学特征：合力为零．
8.【答案】C;
【解析】解：、冰箱贴静止不动，受力平衡，它受到的磁力和受到的弹力是一对平衡力，大小相等，故A错误；
B、冰箱贴与冰箱保持相对静止，它受到的静摩擦力与重力是一对平衡力，故B错误；
C、冰箱贴受到的磁力、弹力、静摩擦力，施力物体是冰箱。受到的重力，施力物体是地球，故C正确；
D、冰箱贴受到的弹力是由于冰箱发生形变之后要恢复原状而产生的，故D错误；
故选：。
磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动，受力平衡，对冰箱贴进行受力分析，根据平衡条件即可分析。
这道题主要考查了平衡条件的直接应用，知道一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动，受力平衡，难度不大，属于基础题。
9.【答案】A;
【解析】
物体恰好不离开地面时，地面对没有支持力，按重力、弹力和摩擦力的顺序分析两物体受力。
解答本题的关键是分析临界条件：恰好不离开地面，与地间无弹力，也就无摩擦力．分析受力的一般顺序是：重力、弹力和摩擦力。

对于物体：由题，物体恰好不离开地面，地面对没有支持力，也没有摩擦力，则受到重力、和对的支持力共个力作用。
对于物体：受到重力、对的压力和地面的支持力和摩擦力，共个力作用。
故选A。
10.【答案】C;
【解析】解：以重物为研究对象，受重力，绳上拉力，上拉力，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，在转至水平的过程中，上的张力逐渐增大，上的张力逐渐增大，个正确，错误；
故选：。
整个拉动过程中，小球的重力不变，根据共点力平衡条件分析。
此题主要考查共点力的平衡条件，这种问题一般要抓住不变的量，然后去分析变化的量。在本题中，小球的重力大小和方向都不变，抓住这一点，然后去分析另外两个力的变化情况，这样有理有据。
11.【答案】C;
【解析】解：由平行四边形定则可作出合力如图所示，则由几何知识可知合力为：
； 故C正确，ABD错误。
故选：。
本题应根据力的合成方法作出平行四边形，根据勾股定理即可求得合力的大小。
此题主要考查了力的平行四边形定则的应用，在利用平行四边形定则求合力时，一般先要作出平行四边形，然后再根据相应的几何知识进行求解。
12.【答案】A;
【解析】解：、，的合力范围为，的力在这个范围内，三个力可以平衡，物体可能做匀速直线运动，故正确；
、，的合力范围为，的力不在这个范围内，三个力不可能平衡，物体不可能做匀速直线运动，故错误；
、，的合力范围为，的力不在这个范围内，三个力不可能平衡，物体不可能做匀速直线运动，故错误；
、，的合力范围为，的力不在这个范围内，三个力不可能平衡，物体就不可能做匀速直线运动，故错误。
故选：。
物体做匀速直线运动时受力平衡，任意两个力的合力与第三个力大小相等。求出任意两个力合力的范围，若第三个力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就可能做匀速直线运动。
此题主要考查运用平衡条件的推论分析问题的能力，物体受到几个平衡时，一个力与其余力的合力大小相等，方向相反，同时明确当三力能组成三角形时，三力的合力可以为零。
13.【答案】4 2;
【解析】解：以为研究对象，向右做匀速直线运动，则受力平衡，受水平外力、重力、支持力、摩擦力，共个力作用。
以为研究对象进行受力分析，受重力、对的支持力，共个力作用。
故答案为：，
对受力分析，确定间摩擦力，判断的受力个数；对受力分析，确定间摩擦力情况，判断的受力的个数．
本题关键是要灵活地选择研究对象进行受力分析，同时根据牛顿第三定律，相互作用力等值、反向、共线．
14.【答案】10;10;
【解析】解：将电灯所受的重力沿两个绳子方向进行分解，如图．
由几何知识得：
，

故答案为：；．
将电灯所受的重力分解为沿方向的分力和沿方向的分力，作出力图，由几何知识求解．
本题也可以以结点为研究对象，采用正交分解法或合成法求解．
15.【答案】0.04; 35;
【解析】解：根据法拉第电磁感应定律，有：，
根据欧姆定律，有：，
框架开始转动时力矩平衡，有：，
解得：，
根据安培力公式，有：，
解得：；
故答案为：，。
根据法拉第电磁感应定律求解电动势，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流；根据力矩平衡条件求解安培力大小，然后根据安培力公式求解磁感应强度，得到时间。
本题关键求解出感应电动势和感应电流，然后根据力矩平衡条件求解安培力并进一步得到磁感应强度和时间，不难。
16.【答案】2 0;
【解析】解：小球处于静止状态，则小球受到重力和细线的拉力个力作用，小球所受的合力为
故答案为：；
小球处于静止状态，小球所受的合力为零，根据小球受力情况解答。
本题是简单的受力分析问题，一般按重力、弹力、摩擦力的顺序分析物体的受力情况。
17.【答案】解：（1）当汽车向右匀减速行驶时．设车后壁弹力为0时的加速度为，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得：FTsinθ=m
FTcosθ=mg

联立设两式代入数据得：
（2）a=4m/＜7.5m/，则小球与车厢壁接触且受到车厢壁向右的弹力作用，小球受力如图所示．

由牛顿第二定律得：FTcosθ=mg①
FTsinθ-FN=ma②
联立①②代入数据得：FT=62.5N，FN=17.5N
由牛顿第三定律可知，小球对车后壁的压力为17.5N
答：（1）球与车后壁弹力为零时，车的加速度大小为7.5m/；
（2）当汽车以a=4m/向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力为62.5N，小球对车后壁的压力大小为17.5N。;
【解析】
根据牛顿第二定律求出后壁对球弹力恰好为零时的加速度，
根据牛顿第二定律求出后壁对球弹力恰好为零时的加速度，判断小球是否飞起来，从而根据牛顿第二定律求出细线对小球的拉力大小和小球对车后壁的压力大小。
此题主要考查了共点力平衡以及牛顿第二定律，知道小球与小车具有相同的加速度，通过对小球分析，根据牛顿第二定律进行求解。
18.【答案】解：A图中弹力垂直于支持力，指向受力物体；
B中物体受地面向上的支持力和板向左下的压力，方向垂直于板；
C图中只受向上的弹力；
D图中小球受两绳子的拉力，方向均指向绳收缩的方向．
;
【解析】
弹力产生在接触面上，常见的支持力或压力是弹力，它们的方向是垂直接触面指向受力物体，常见的方向分种情况：点和平面接触垂直于平面，点和曲面接触垂直于曲面的切面，曲面和曲面接触垂直于曲面的公切面．
常见的弹力方向是垂直接触面指向受力物体，如果接触面不是平面的话需要垂直曲面的切面．有些接触的物体它们之间有没有弹力需要我们根据平衡条件进行判断．