3.5 共点力平衡 过关练 2025-2026学年物理高一年级人教版(2019)必修第一册

文档属性

名称 3.5 共点力平衡 过关练 2025-2026学年物理高一年级人教版(2019)必修第一册
格式 docx
文件大小 1.2MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-09-25 16:39:58

图片预览

文档简介

3.5 共点力平衡 过关练 2025-2026学年物理
高一年级人教版(2019)必修第一册
一、单选题
1.冬季冰雪游很火爆,其中冰雪滑道最受青睐,如图所示,如果轻推处在冰雪滑道斜面顶端的同学,让该同学沿不光滑斜面向下滑动,在滑动过程中,该同学与两侧竖直冰面无接触,则对该同学受力分析完整且正确的选项是(  )
A.重力、下滑力、支持力
B.重力、滑动摩擦力、支持力
C.重力、滑动摩擦力
D.重力、下滑力、滑动摩擦力、支持力
2.如图所示,小圆环A系着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细线一端拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块。如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子又不可伸长,若平衡时弦AB所对应的圆心角为α,则两物块的质量比m1:m2应为(  )
A. B. C. D.
3.如图,用两根等长轻绳悬挂等高简易秋千,某次维修时更换了两条新绳,新绳比旧绳稍长,但两条新绳仍保持等长且悬挂点不变(虚线所示)木板静止时,表示木板所受绳子合力的大小,表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后(  )
A.不变,变小
B.不变,变大
C.变小,变小
D.变大,变大
4.如图,A、B两个物块叠加后静止在竖直的轻弹簧上,A与竖直墙面接触,弹簧在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A.物块A、B接触面可能光滑
B.物块A最多可能受5个力
C.物块A对物块B的作用力一定竖直向下
D.弹簧对物块B的作用力可能大于物块A、B的总重力
5.如图所示,光滑的轻质定滑轮用轻绳拴接在天花板上,物体、用轻绳拴接后跨过定滑轮,物体、之间用轻弹簧连接后放在水平面上,此时物体和物体c刚好静止,则将物体向右移动少许,、、都静止时有(  )
A. B.
C. D.
6.如图所示,两根竖直杆沿东西方向固定在水平地面上,不可伸长的轻质细绳两端分别固定在竖直杆上等高的、两点。已知衣服及衣架整体的总质量为,静止时挂钩与绳的接触点为。若是无风天气,绳与杆之间所夹锐角为,重力加速度为,不计衣架与绳之间的摩擦,则(  )
A.无风情况下绳的拉力大小
B.无风情况下绳的拉力大小
C.若整个环境有方向从北向南的水平恒定风力,衣架整体稳定后,小明测得此时三点构成的平面与竖直面的夹角为,则绳的拉力大小
D.若整个环境有方向从北向南的水平恒定风力,衣架整体稳定后,小明测得此时三点构成的平面与竖直面的夹角为,则绳的拉力大小
7.如图所示,A、B两物体的质量分别为mA和mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态,滑轮的质量和一切摩擦均不计。分别做以下三种改变:①增大A物体的质量;②减小B物体的质量;③绳的左端由Q点缓慢地向左移到P点。整个系统重新平衡后,下列说法正确的是(  )
A.对于改变①,物体A的高度将降低,θ角将增大
B.对于改变②,物体A的高度将降低,绳间张力变小
C.对于改变③,物体A的高度将降低,θ角将减小
D.对于改变③,P点与定滑轮间的绳长变大,θ角不变
8.如图所示,质量为的光滑均匀球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为,挡板与斜面夹角为。重力加速度为,则挡板对球体支持力、斜面对球体支持力的大小分别为(  )
A. B.
C. D.
9.如图所示,水平地面上固定一表面粗糙的斜面体,斜面顶端安装有定滑轮,轻绳1跨过定滑轮,一端连接物体A,另一端连接物体B;轻绳2绕过定滑轮,一端连接物体B,另一端人为控制;现让物体B缓慢由O点正下方P点运动到Q点,O点和Q点等高,轻绳1一直处于张紧状态且物体A始终保持静止,不计空气阻力以及滑轮的摩擦力,在物体B由P点运动到Q点的过程中,下列说法正确的是(  )
A.轻绳1的拉力大小先增大再减小
B.轻绳2的拉力一直变大
C.轻绳1和轻绳2对物体B的拉力的合力逐渐减小
D.物体A受到斜面的摩擦力一定是先减小后增大
10.如图所示,倾角为的长方形斜面的宽为L、长为。c点放有一个质量为m的物块,某同学给物块一个平行于斜面的推力F(方向、大小均未知),将物块沿着方向匀速运动推到a。已知物块与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度为g。则(  )
A.推力大小为 B.推力大小为
C.推力的方向与成角 D.推力的方向与成角
二、多选题
11.在某次滑雪训练中,滑雪者沿倾角为α的山坡A滑下,然后又滑上倾角为β的山坡B,,如图所示。下列说法正确的是( )
A.在A、B两山坡上运动时,滑雪者都受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用
B.在A、B两山坡上运动时,滑雪者都受到重力、支持力、下滑力和摩擦力四个力的作用
C.滑雪者在山坡A上运动时所受的摩擦力是动力,在山坡B上运动时所受的摩擦力是阻力
D.在A、B两山坡上运动时,滑雪者所受的摩擦力均是阻力
12.如图所示,斜面体上放置一物块,物块通过轻绳绕过定滑轮与小球相连。小球受到水平力F的作用,使轻绳偏离竖直方向角度θ缓慢变大。在此过程中,斜面体和物块始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.小球受到轻绳的拉力一定变大
B.物块受到斜面体的摩擦力一定变大
C.地面对斜面体的支持力一定变大
D.地面对斜面体的摩擦力一定变大
13.新疆是我国最大的产棉区,在新疆超出70%的棉田都是通过机械自动化采收,自动采棉机(如图甲所示)将棉花打包成圆柱形棉包,然后平稳将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图乙所示模型,质量为m的棉包放在“V”型挡板上,两板间夹角为固定不变,“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动,使BP板由水平位置逆时针缓慢转动,忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力,已知重力加速度为g,下列说法正确的是(  )
A.当BP板转过时,棉包对BP板的压力大小为
B.当BP板转过时,棉包受到三个力的作用
C.挡板转动过程中,棉包对BP板的压力一直减小
D.挡板转动过程中,棉包对AP板的压力先增大后减小
三、解答题
14.质量为20kg的小孩坐在2kg的雪橇上,大人用与水平方向成37°斜向上的100N的拉力拉雪橇,他们一起沿水平地面向前做匀速直线运动。(g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)雪橇对地面的压力大小;
(2)雪橇与水平地面间的动摩擦因数;
(3)若大人用与水平方向成37°角斜向下的推力推雪橇,两者一起沿水平方向匀速前进,求推力大小;
(4)若大人仍用斜向下的推力推静止的雪橇,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为了推动雪橇,推力与水平方向的夹角是否可以增大到70°?(arctan2=63.43°)
15.如图所示,物块C由磁性材料制成,铁制斜面倾角为60°,C与斜面间的动摩擦因数,细线与斜面平行,与水平方向成30°角。已知,各条细线和光滑小滑轮P的质量均可忽略,整个装置处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)物块B的质量;
(2)细绳OP拉力的大小和方向;
(3)物块C与斜面间的吸引力至少多大?
(4)若物块C失去磁性,现用水平向左的力F推物块C,整个装置仍静止,则F至少多大?
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A C A D D B B B
题号 11 12 13
答案 AD AD AC
1.B
【详解】该同学沿不光滑斜面向下滑动,在滑动过程中,该同学受重力、滑动摩擦力、支持力3个力的作用。
故选B。
2.C
【详解】A环受力平衡,如图
切向分力相等
化简得
AB段绳子拉力大小为,大环对A的弹力由A指向O,根据平衡可知
即可得到
故选C。
3.A
【详解】木板静止时两轻绳的拉力的合力大小等于木板的重力,受力平衡有
故大小不变;设绳子与竖直方向的夹角为,根据共点力的平衡条件可知
更换新绳后,轻绳与竖直方向夹角变小,故变大,则变小;A正确。
故选A。
4.C
【详解】AB.对A、B整体研究可知,墙面对A不可能有弹力,因而也就没有摩擦力,因此物块A、B接触面一定是粗糙的,A一定受重力、B对A的支持力和摩擦力三个力,AB错误;
C.B对A的作用力与A的重力等大反向,因此A对B的作用力一定竖直向下,C正确;
D.由于竖直墙面对A没有作用力,因此弹簧对B的作用力大小等于A、B的总重力,D错误。
故选C。
5.A
【详解】由于定滑轮两侧轻绳的拉力大小相等,可知
由几何关系可知
则系统静止时,始终存在
故选A。
6.D
【详解】AB.无风情况下,衣架挂钩一定在绳子中点处,绳与竖直方向的夹角为θ,对衣服和衣架整体受力分析,如图甲所示
由力的平衡条件得
解得
故AB错误;
CD.恒定风力沿水平方向从北向南,衣架挂钩仍然在绳子中点处,两绳子夹角不变,衣服和衣架整体在四个力的作用下处于平衡状态,则重力与风力的合力应该和挂钩两侧绳的合力等大反向。AOB三点构成的平面与竖直面的夹角为,即风力与重力的合力和竖直方向的夹角为,如图乙所示
设风力与重力的合力大小为,则
由力的平衡条件得
可解得绳子上拉力的大小
故C错误,D正确。
故选D。
7.D
【详解】A.若增大A物体的质量,假设B物体位置不 变,则向上的合力增大,可知物体B将升高而A将降低,θ角将减小,故A错误;
B.若减小B物体的质量,假设B物体位置不变,则向上的合力较大,可知物体B将升高而A将降低,θ角将减小,而绳间张力等于A物体的重力不变,故B错误;
CD.若绳的左端由Q点缓慢地向左移到P点,假设B位置不变,则向上的合力减小,物体B将降低而A将升高,P点与定滑轮间的绳长变大;绳间张力仍等于A物体的重力,由平衡条件,有2Fsinθ= mBg
即2mAgsinθ=mBg
可知θ角不变,故C错误,D正确。
故选D。
8.B
【详解】对球体受力分析如图所示
由几何关系可得力、与竖直方向的夹角均为,因此有,
解得
故选B。
9.B
【详解】AB.由于物体B缓慢运动,即合外力为零,所以轻绳1和轻绳2对物体B的合力始终跟物体B的重力等大反向,受力情况如图所示
补充画出B受力的矢量三角形如图
分析图中各夹角的几何关系有,
根据正弦定理有

所以,
物体B由P点运动到Q点的过程中θ减小,T2一直变大,T1一直减小,故A错误,B正确;
C.由于物体B缓慢运动,即合外力为零,所以轻绳1和轻绳2对物体B的拉力的合力始终跟物体B的重力等大反向,故C错误;
D.由于一开始物体A所受静摩擦力方向不确定,所以物体A受到斜面的摩擦力不一定是先减小后增大,故D错误。
故选B。
10.B
【详解】
对物块进行受力分析,如图所示,在斜面内物块受到的摩擦力大小,沿方向,物块重力沿斜面向下的分力大小,方向与平行,两者夹角为,因为物块匀速运动,所以推力的大小为摩擦力和重力沿斜面向下的分力的合力,即
方向与成角,故B正确。
故选B。
11.AD
【详解】AB.在A、B两山坡上运动时,滑雪者都受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用,选项A正确,B错误;
B.在A、B两山坡上运动时,滑雪者都受到重力、支持力、下滑力和摩擦力四个力的作用
CD.滑雪者在山坡AB上运动时所受的摩擦力都是阻碍人运动的力,都是阻力,选项C错误,D正确。
故选AD。
12.AD
【详解】A.对小球进行受力分析,根据共点力平衡得
解得
轻绳偏离竖直方向角度θ缓慢变大,小球受到轻绳的拉力一定变大,故A正确;
B.开始时,若时物块与斜面的摩擦力沿斜面向下,则
随着T的增大,f随之增大;
若时,物块与斜面的摩擦力沿斜面向上,则
随着T的增大,f随之减小,故B错误;
CD.以斜面体、小球和物块组成的整体进行受力分析,根据共点力平衡可知斜面体与地面的摩擦力水平向右,且
轻绳偏离竖直方向角度θ缓慢变大,F增大,也增大。由于F沿水平方向,不存在竖直分量,所以斜面对地面的压力保持不变,根据牛顿第三定律可知地面对斜面的支持力与斜面对地面的压力大小相等,所以地面对斜面体的支持力不变,故C错误,D正确。
故选AD。
13.AC
【详解】A.当BP板转过时,两板间夹角为固定不变,可知此时两板对棉包的支持力大小相等,由平衡条件有
解得
根据牛顿第三定律可得,棉包对BP板的压力大小为 ,故A正确;
B.当BP板转过时,AP板处于水平状态,此时棉包对BP板的作用力大小为零,棉包只受重力和AP板的支持力,故B错误;
CD.对棉包受力分析,如图所示
设BP板转动的角度为 ,根据正弦定理可得
当 从增大到的过程中,AP板对棉包的支持力 一直增大,根据牛顿第三定律可得棉包对AP板的压力一直增大,BP板对棉包的支持力 一直减小,则棉包对BP板的压力一直减小,故D错误,C正确。
故选AC。
14.(1)160N
(2)0.5
(3)220N
(4)不可以,见解析
【详解】(1)经对小孩和雪橇整体受力分析如图
竖直方向受力平衡
解得
根据牛顿第三定律,雪橇对地面的压力大小
(2)水平方向物体做匀速直线运动,所以受力平衡

解得
(3)若大人用与水平方向成37°角斜向下的推力推雪橇,两者一起沿水平方向匀速前进。对小孩和雪橇整体受力分析
解得
(4)若大人仍用斜向下的推力推静止的雪橇,设推力与水平方向的夹角为,雪橇对地面的压力
最大静摩擦力为
若能推动,需满足

代入数值整理得
即可得
即,得,故为了推动雪橇,推力与水平方向的夹角不可以增大到70°。
15.(1);(2),与竖直方向夹角为斜向右上方;(3);(4)
【详解】(1)对受力分析,如图
由平衡条件得

B的质量为

(2)对P受力分力,如图
由几何关系可知,细绳OP拉力的大小为
与竖直方向夹角为斜向右上方。
(3)设物块C与铁制斜面间存在最大静摩擦力,则

物块C与斜面间的吸引力至少为
(4)对C受力分析,如图

得F至少