优化集训5　共点力平衡--2026物理学考专题练(含解析)

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2026物理学考专题练
优化集训5　共点力平衡
基础巩固
1.物体受共点力的作用,下列说法正确的是(　　)
A.物体的速度等于零,物体就一定处于平衡状态
B.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态
C.物体所受合力为零时,就一定处于平衡状态
D.物体做匀加速直线运动时,物体处于平衡状态
2.如图所示,一件重力为G的衣服悬挂在等腰衣架上。已知衣架顶角θ=120°,底边水平,不计摩擦,则衣架一侧对衣服的作用力大小为(　　)
A.G B.G
C. D.G
3.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,关于此实验,下列说法正确的是 (　　)
A.拉力方向应与木板平面平行,只需记录拉力的大小
B.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
C.两个弹簧测力计的量程必须相同
D.F'方向和细绳AO方向相同
4.(多选)气象研究小组用如图所示的简易装置测定水平风速。在水平地面上竖直固定一直杆,质量为0.4 kg的塑料球(可视为质点)用细线悬于杆顶端O,当水平风吹来时,塑料球在风力的作用下飘起来。已知风力大小正比于风速,测得当风速大小为3 m/s时,塑料球平衡状态下细线与竖直方向的夹角为37°,重力加速度大小g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。下列说法正确的是(　　)
A.此时塑料球对细线的拉力大小为5 N
B.此时塑料球受到的合力大小为1 N
C.若风速增大到一定值,则细线可能水平
D.当风速大小为4 m/s时,塑料球在平衡状态下细线与竖直方向的夹角为45°
5.台灯的灯头与灯座通过一根能弯曲的白色塑料细杆相连,甲、乙、丙三个图中白色塑料细杆的弯曲程度各不相同,台灯均处于静止状态,以下说法正确的是 (　　)
A.甲图中细杆对灯头的作用力最小
B.丙图中细杆对灯头的作用力最大
C.乙图水平地面对台灯有摩擦力作用
D.三图中细杆对灯头的作用力一样大
6.如图所示,质量为m0、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子(未画出)用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B,系统处于静止状态,重力加速度为g,则(　　)
A.A对地面的压力等于(m0+m)g
B.A对地面的摩擦力方向向左
C.B对A的压力大小为
D.细线对小球的拉力大小为
7.中国传统建筑一般采用瓦片屋顶,屋顶结构的简化图如图所示,若一块弧形瓦片静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ,该瓦片质量为m,椽子与瓦片间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则(　　)
A.瓦片所受的合力大小为mg
B.每根椽子对瓦片的支持力大小为0.5mgcos θ
C.两根椽子对瓦片的作用力大小为μmgcos θ
D.每根椽子对瓦片的摩擦力大小为0.5mgsin θ
8.如图所示,吊床用两根绳子系在两根柱子的等高位置上,某人先坐在吊床上(脚已经离开地面)处于静止状态,这时吊床两端系绳中的拉力为F1,吊床对该人的作用力为F2;后躺在吊床上处于静止状态,这时吊床两端系绳中的拉力为F1',吊床对该人的作用力为F2',则(　　)
A.F1'>F1,F2'>F2 B.F1'=F1,F2'=F2
C.F1'F2
9.如图所示,质量为11 kg的物体在与水平面成37°角斜向上的恒力F作用下,恰好沿水平地面做匀速直线运动,已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　)
A.恒力F的大小为55 N
B.物体受到的摩擦力大小为55 N
C.物体受到的摩擦力大小为40 N
D.地面对物体的支持力大小为40 N
10.如图甲所示,笔记本电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度,某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1调至卡位4(如图乙所示),下列说法正确的是(　　)
A.电脑受到的支持力变小
B.电脑受到的摩擦力变大
C.散热底座对电脑的作用力的合力竖直向上
D.电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力
11.如图所示,用轻绳AO、BO系住一物体使其处于平衡状态,绳AO与竖直方向成一角度,绳BO水平,当绳子的悬点A缓慢向右移动时,BO始终保持水平,在AO到达竖直方向前,关于绳子AO和BO的拉力,下列说法正确的是(　　)
A.绳AO的拉力一直在减小
B.绳AO的拉力先减小后增大
C.绳BO的拉力先增大后减小
D.绳BO的拉力一直在增大
能力提高
12.叠罗汉是一种高难度的杂技。如图所示为六人叠成的三层静态造型,假设每个人的重力均为G,下面五人的背部均呈水平状态,则最底层左侧人的一只脚对水平地面的压力大小为(　　)
A.G B.G
C.2G D.G
13.一只蜗牛沿着树枝从左向右缓慢爬行,如图所示,则在此过程中(　　)
A.树枝对蜗牛的支持力先减小后增大
B.树枝对蜗牛的摩擦力先减小后增大
C.树枝对蜗牛的作用力先减小后增大
D.树枝对蜗牛的作用力先增大后减小
14.轻绳的两端A、B固定在天花板上,绳能承受的最大拉力为120 N。现用挂钩将一重物挂在绳子的结点C处。如图所示,两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°。要保证两绳均不绷断,求此重物的重力不应超过多少。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
参考答案
1.C　解析 处于平衡状态的物体,从运动形式上看是处于静止或匀速直线运动状态,从受力上来看,物体所受合力为零,选项C正确;速度为零的物体,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,选项A错误;物体相对于另一物体静止时,该物体相对地面不一定静止,如当另一物体做变速运动时,该物体也做变速运动,此物体处于非平衡状态,选项B错误;物体做匀加速运动,所受合力不为零,故不是平衡状态,选项D错误。
2.A　解析 选取衣服作为研究对象,受到重力G和衣架两侧对衣服的弹力,弹力方向与衣架侧边垂直,根据几何关系可知两个弹力与竖直方向的夹角均为30°,衣服处于静止状态,所受的合力为0,则2Fcos 30°=G,解得F=G,A正确。
3.D　解析 拉力方向应与木板平面平行,需要记录拉力的大小和方向,故A错误;实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角大小适当即可,不一定要取90°,故B错误;两个弹簧测力计的量程不一定必须相同,故C错误;图中的力F'是两个分力合力的实验值,其方向和细绳AO方向相同,故D正确。
4.AD　解析 塑料球处于平衡状态,合力为0,故B错误;对塑料球进行受力分析,如图所示,根据平衡条件有F1=mgtan θ,代入数据解得F1=3 N,FT=,代入数据解得FT=5 N,故A正确;对塑料球进行分析,任意两个力的合力与第三个力等大反向,由于重力与风力的合力方向斜向右下方,可知,细线不可能水平,故C错误;当风速大小为3 m/s时,水平风力F1=kv1,则当风速大小为4 m/s时,水平风力F2=kv2,代入数据解得F2=4 N,令此时细线与竖直方向的夹角为α,对塑料球进行受力分析,结合上述,根据平衡条件有F2=mgtan α,解得α=45°,故D正确。
5.D　解析 三个灯头都静止,细杆对它的作用力等于其重力,故A、B错误,D正确;整个灯静止,处于平衡状态,灯相对地面没有运动趋势,不受摩擦力,故C错误。
6.A　解析 把A、B看成一个整体,对整体受力分析,整体竖直方向受重力和地面对整体的支持力,由平衡条件知,整体对地面的压力即A对地面的压力等于(m0+m)g,A正确;由整体法和平衡条件知,地面对整体没有摩擦力,即A对地面没有摩擦力,B错误;对B受力分析如图所示,
由几何关系可得cos θ=
由平衡条件可得F=,FT=mgtan θ
联立得F=mg,FT=mg
由牛顿第三定律有,B对A的压力大小为mg,C、D错误。
7.D　解析 瓦片静止时,处于平衡状态,所受合力为零,A错误;两根椽子对瓦片支持力的合力为mgcos θ,但瓦片有弧度,所以每根椽子对瓦片的支持力大小不是0.5mgcos θ,B错误;椽子对瓦片的作用力包括支持力和摩擦力,合力大小为mg,C错误;两根椽子对瓦片摩擦力的合力为mgsin θ,摩擦力方向与椽子平行,所以每根椽子对瓦片的摩擦力大小为0.5mgsin θ,D正确。
8.C　解析 吊床对人的作用力与人的重力等大反向,所以躺着和坐着时,吊床对该人的作用力不变,即F2'=F2;
坐在吊床上时,吊床两端绳与竖直方向的夹角θ较大,
人躺下后,吊床两端绳与竖直方向的夹角θ较小,根据共点力平衡有2Fcos θ=G,θ越小,cos θ越大,则绳子的拉力F越小,则有F1>F1',故选C。
9.C　解析 如图所示
因为匀速直线运动,则
FN+Fsin 37°=mg
Fcos 37°=Ff
Ff=μFN
联立解得FN=80 N,Ff=40 N,F=50 N,故选C。
10.C　解析 电脑在散热底座上受到重力、散热底座的支持力和摩擦力的作用保持平衡状态,受力分析如图所示
根据平衡状态的条件可得支持力大小为FN=mgcos θ,摩擦力大小为Ff=mgsin θ,当卡位1调至卡位4时,倾角θ变小,则电脑受到的摩擦力变小,支持力变大,故A、B错误;散热底座对电脑作用力即为支持力与摩擦力的合力,与电脑的重力等大反向,根据“三角形两边之和大于第三边”可判断,支持力与摩擦力两力大小之和大于其重力,故C正确,D错误。
11.A　解析 设OA与水平方向的夹角为α,由平衡条件得FOB=,FOA=,当绳子的悬点A缓慢向右移动时,α增大,两绳的拉力都一直减小,A正确。
12.A　解析 由对称性可知中间层的人一只脚对底层人的压力大小为G,由对称性可知最底层左侧人的一只脚对水平地面的压力大小为FN=G+G=G,故选A。
13.B　解析 根据平衡条件可知,树枝对蜗牛的作用力与蜗牛的重力等大反向,则树枝对蜗牛的作用力大小不变,故C、D错误;蜗牛缓慢爬行,根据平衡条件可知,摩擦力和支持力的合力与重力等大反向,如图所示,由几何关系得Ff=Gcos θ,FN=Gsin θ,蜗牛从左侧向上爬行,θ增加,则摩擦力减小,支持力增大,根据对称性可知,蜗牛从顶端向右爬行,摩擦力增大,支持力减小,故A错误,B正确。
14.解析 由平衡条件有,竖直方向
FTAcos 37°+FTBcos 53°-G=0
水平方向FTAsin 37°-FTBsin 53°=0,其中FTA≤120 N,FTB≤120 N,联立解得G≤150 N,即重物的重力不应超过150 N。
答案 150 N
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