2019版物理新教材人教版必修一同步练习：3.5共点力的平衡（解析版）
文档属性
| 名称 | 2019版物理新教材人教版必修一同步练习：3.5共点力的平衡（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 275.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-12 19:50:27 | ||
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文档简介
2019版物理新教材人教版必修一同步练习：3.5共点力的平衡（word解析版)
1．在水平地面固定倾角为θ的斜面体，质量为m的物体在平行于底边、大小为F的水平力作用下静止于斜面上，如图所示。重力加速度大小为g。该物体受到的摩擦力大小为（ ）
A．F
B．F+mg
C．F+mgsinθ
D．
2．正在海上行驶的--艘帆船，行驶方向如图所示，海风吹来的方向与船行驶的方向夹角为，升起风帆，调整风帆的角度，使海风垂直吹在帆面上，若海风吹在帆面上的风力大小为500 N，则沿船行驶方向获得的推力大小为
A．300 N
B．375 N
C．400 N
D．450 N
3．水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端固定在墙上，另一端跨过滑轮后挂着一质量为m＝10 kg的物体，并与横梁夹角为30°，如图所示，g＝10m/s2，则滑轮受到的作用力为
A．50N B． N C．100N D．N
4．如图，一个物体M放在粗糙的斜面上保持静止，现用水平外力F推物体，M仍保持静止时，则物体M（ ）
A．受到斜面的支持力增加 B．所受合力增加
C．受到是静摩擦力增加 D．受到是静摩擦力减小
5．如图所示，一倾角为θ的粗糙斜面放在水平地面上，细绳跨过定滑轮的两边系着两个物体A和B，整个装置处于静止状态．现用一个水平向右的拉力F作用在物体B上，将B缓慢拉起到某一位置，整个过程中A、C均始终保持静止，在这个过程中，下列说法正确的是
A．水平拉力F不断变小
B．斜面对A的支持力不断减小
C．地面对C的摩擦力保持不变
D．地面对C的摩擦力变大
6．如图所示,位于水平桌面上的物块A质量为2m,由跨过定滑轮的轻绳与质量为m的物块B相连,从滑轮到A和到B的两段绳都是水平的,已知B与A之间的动摩擦因数是μ,A与桌面之间的动摩擦因数是2μ,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计.若用一水平向右的力F拉A使它做匀速运动,则F的大小为 ( )
A．6μmg B．4μmg C．5μmg D．8μmg
7．质量为的物块放在水平桌面上，物块与水平桌面间的动摩擦因数为，现给物块- 个斜向上的拉力使物块匀速向右运动，则拉力的值可能为
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，半圆是由一条光滑的杆弯曲而成的。带有小孔的小球穿在杆上，在水平拉力的作用下小球由点开始缓慢升高，此过程中半圆竖直，固定不动，连线水平。在小球缓慢上升的过程中，有关水平拉力、杆对小球的作用力的变化情况，下列说法正确的是
A．逐渐变大
B．逐渐变小
C．逐渐变大
D．逐渐变小，
9．如图所示，小球用细绳系住放置在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，小球不动，细绳上的拉力F和斜面对小球的支持力N将( )
A．N逐渐减小 B．N逐渐增大
C．F先增大后减小 D．F先减小后增大
10．如图所示，斜面体放置在粗糙的水平地面上，在沿斜面向上的推力F作用下，物体A和斜面体B均保持静止。若减小推力F，物体A仍然静止在斜面上，则( )
A．斜面对物体A的作用力不一定变小
B．斜面对物体A的支持力一定变小
C．斜面对物体的摩擦力一定变小
D．地面对斜面体的摩擦力一定变小
11．筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。筷子在先秦时称为“挾”，汉代时称“箸”，明代开始称“筷”。如图所示，用筷子夹质量为m的小球， 筷子均在竖直平面内，且筷子和竖直方向的夹角均为θ，为使小球静止，求每根筷子对 小球的压力N的取值范围？已知小球与筷子之间的动摩擦因数为μ（μ12．如图所示，已知物体A重60 N，A、B均处于静止状态，与A相连的绳水平，绳CD与水平方向成37°角，绳CD上的拉力为15 N，各绳均为轻绳，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）物体A对平台的摩擦力为多大？
（2）物体B重力为多大？
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力的作用而处于平衡状态；将重力分解为垂直于斜面和沿斜面上的两个分力，则可知，在沿斜面方向上，重力的分力mgsinθ与拉力F以及摩擦力的合力为零；根据则可知，摩擦力等于拉力与重力的分力的合力，由几何关系可知，摩擦力为。
A.F与分析结论不符，故A错误。
B.F+mg与分析结论不符，故B错误。
C.F+mgsinθ与分析结论不符，故C错误。
D.与分析结论相符，故D正确。
2．A
【解析】
【详解】
对垂直作用于帆面上的风力进行分解，分解成沿船行驶方向和垂直于行驶方向的力，沿行驶方向的分力。
A. 300 N与上述计算结果相符，故A正确；
B. 375 N与上述计算结果不相符，故B错误；
C. 400 N与上述计算结果不相符，故C错误；
D. 450 N与上述计算结果不相符，故D错误；
3．C
【解析】
【详解】
由题意可得，对绳B点受力分析：滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力，因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重量，即
F1=F2=G=mg=100 N
用平行四边形定则作图，由于拉力F1和F2的夹角为120°，则有合力
F=100 N
所以滑轮受绳的作用力为100 N．方向与水平方向成30°角斜向下。
A.50N与计算结果不符，故A错误。
B. N与计算结果不符，故B错误。
C.100N与计算结果相符，故C正确。
D. N与计算结果不符，故D错误。
4．A
【解析】
【详解】
设斜面的坡角为θ，对A受力分析并建立坐标系，如图所示：
在沿x轴方向
Fcosθ-Mgsinθ+f=0
在沿y轴方向：
FN=Mgcosθ+Fsinθ
当F为零时，摩擦力等于Mgsinθ，方向沿斜面向上；当F增大时，摩擦力f减小，当Fcosθ=Mgsinθ时，摩擦力f刚好为零；当F继续增大，摩擦力f将变为沿斜面向下，且随F的增大而增大，故摩擦力先减小后增大；由y方向分析可知，FN随F的增大一直增大。
A.由上分析知，受到斜面的支持力增加，故A正确；
B.物体M保持静止，故合力一直为零，保持不变，故B错误；
CD. 由上分析知，受到是静摩擦力先减小后增大，故CD错误。
5．D
【解析】
【详解】
A、缓慢改变绳的方向，设细线与竖直方向的夹角为θ，对物体受力分析，如图所示：
根据平衡条件，拉力：，可知当增大，水平拉力逐渐增大，故A错误
B、物体A受细线的拉力、重力、支持力和静摩擦力（可能为零），根据平衡条件，在垂直斜面方向有：，故支持力不变，故B错误
CD、以斜面和A、B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水平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左，，是逐渐增大，故C错误，D正确。
6．D
【解析】
【详解】
对B物块，设跨过定滑轮的轻绳拉力为T，木块B与A间的滑动摩擦力
f=μmg ①
根据共点力平衡条件
T=f ②
对木块A受力分析，A受拉力F，B对A向左的摩擦力f，地面对P物体向左的摩擦力f′，根据共点力平衡条件，有
F=f+f′+T ③
地面对P物体向左的摩擦力
f′=2μ（3m）g ④
由①～④式可以解得
F=8μmg
A. 6μmg，与结论不相符，选项A错误；
B. 4μmg，与结论不相符，选项B错误；
C. 5μmg，与结论不相符，选项C错误；
D. 8μmg，与结论相符，选项D正确；
7．CD
【解析】
【详解】
物块受到重力、支持、摩擦力和拉力四个力作用，先把支持、摩擦力合成，由于
得到。再把与拉力合成，合力等于mg，当与垂直时，最小，最小值
A.A项与 上述分析结论不相符，故A错误；
B.B项与 上述分析结论不相符，故B错误；
C.C项与 上述分析结论相符，故C正确；
D.D项与 上述分析结论相符，故D正确。
8．AC
【解析】
【详解】
小球受重力、杆的弹力、水平拉力作用, 与的变化情况如图所示,由图可知在小球向上移动的过程中, 与竖直方向夹角变大, 逐渐变大, 逐渐变大。
A.A项与 上述分析结论相符，故A正确；
B.B项与 上述分析结论不相符，故B错误；
C.C项与 上述分析结论相符，故C正确；
D.D项与 上述分析结论不相符，故D错误。
9．AD
【解析】
【详解】
以小球为研究对象，小球受到重力、细绳的拉力和斜面的支持力，三力平衡，根据平衡条件知，拉力与支持力的合力与重力mg大小相等，方向相反，保持不变。作出三个位置拉力与支持力的合成的示意图： AB.通过力的合成图可以看出，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，支持力N一直变小，故A正确，B错误；
CD.通过力的合成图可以看出，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，拉力F先变小后变大，故C错误，D正确。
10．AD
【解析】
【详解】
A．A始终处于平衡状态，所以受到的合外力始终等于0。斜面对物体A的作用力与A 受到的重力和F的合力是一对平衡力，由于F与G夹角为钝角，所以斜面对物体A的作用力不一定减小，故A正确。
BC．如图A的受力分析，
，
故FN不变，
，
得
，
由于未知摩擦力的方向，故当f方向向上为正值时，F减小则f增大，若f为负值即沿斜面向下时，当F减小则f亦减小，故BC错误。
D．对系统受力分析有
，
F减小，则减小，D正确。
11．≤N≤
【解析】
【详解】
筷子对玻璃球的压力太小，玻璃球有下滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向上，如图（a）所示。
玻璃球平衡，有
2Nsin+ 2fcos= mg
f=μN
联立解得
N=
筷子对玻璃球的压力太大，玻璃球有上滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向下，如图（b）所示。
玻璃球平衡，有
2N′sin=mg+ 2f′cos
F′=μN′
联立解得：
N′=
综上，筷子对玻璃球的压力的取值范围
≤N≤
12．（1）12N；（2）9N
【解析】
【详解】
（1）以结点C为研究对象，其受力情况如图所示：
F1＝15 N，因结点C处于静止状态，则：
在水平方向上，A对绳的拉力
F2＝F1cos37°＝12 N
在竖直方向上，B对绳的拉力
F3＝F1sin37°＝9 N
物体A处于静止状态，故A受平台水平向左的静摩擦力，其大小为
Ff＝F2＝12 N
由牛顿第三定律知，A对平台的静摩擦力也为12N，方向向右。
（2）物体B处于静止状态，则重力大小
GB＝F3＝9 N
1．在水平地面固定倾角为θ的斜面体，质量为m的物体在平行于底边、大小为F的水平力作用下静止于斜面上，如图所示。重力加速度大小为g。该物体受到的摩擦力大小为（ ）
A．F
B．F+mg
C．F+mgsinθ
D．
2．正在海上行驶的--艘帆船，行驶方向如图所示，海风吹来的方向与船行驶的方向夹角为，升起风帆，调整风帆的角度，使海风垂直吹在帆面上，若海风吹在帆面上的风力大小为500 N，则沿船行驶方向获得的推力大小为
A．300 N
B．375 N
C．400 N
D．450 N
3．水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端固定在墙上，另一端跨过滑轮后挂着一质量为m＝10 kg的物体，并与横梁夹角为30°，如图所示，g＝10m/s2，则滑轮受到的作用力为
A．50N B． N C．100N D．N
4．如图，一个物体M放在粗糙的斜面上保持静止，现用水平外力F推物体，M仍保持静止时，则物体M（ ）
A．受到斜面的支持力增加 B．所受合力增加
C．受到是静摩擦力增加 D．受到是静摩擦力减小
5．如图所示，一倾角为θ的粗糙斜面放在水平地面上，细绳跨过定滑轮的两边系着两个物体A和B，整个装置处于静止状态．现用一个水平向右的拉力F作用在物体B上，将B缓慢拉起到某一位置，整个过程中A、C均始终保持静止，在这个过程中，下列说法正确的是
A．水平拉力F不断变小
B．斜面对A的支持力不断减小
C．地面对C的摩擦力保持不变
D．地面对C的摩擦力变大
6．如图所示,位于水平桌面上的物块A质量为2m,由跨过定滑轮的轻绳与质量为m的物块B相连,从滑轮到A和到B的两段绳都是水平的,已知B与A之间的动摩擦因数是μ,A与桌面之间的动摩擦因数是2μ,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计.若用一水平向右的力F拉A使它做匀速运动,则F的大小为 ( )
A．6μmg B．4μmg C．5μmg D．8μmg
7．质量为的物块放在水平桌面上，物块与水平桌面间的动摩擦因数为，现给物块- 个斜向上的拉力使物块匀速向右运动，则拉力的值可能为
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，半圆是由一条光滑的杆弯曲而成的。带有小孔的小球穿在杆上，在水平拉力的作用下小球由点开始缓慢升高，此过程中半圆竖直，固定不动，连线水平。在小球缓慢上升的过程中，有关水平拉力、杆对小球的作用力的变化情况，下列说法正确的是
A．逐渐变大
B．逐渐变小
C．逐渐变大
D．逐渐变小，
9．如图所示，小球用细绳系住放置在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，小球不动，细绳上的拉力F和斜面对小球的支持力N将( )
A．N逐渐减小 B．N逐渐增大
C．F先增大后减小 D．F先减小后增大
10．如图所示，斜面体放置在粗糙的水平地面上，在沿斜面向上的推力F作用下，物体A和斜面体B均保持静止。若减小推力F，物体A仍然静止在斜面上，则( )
A．斜面对物体A的作用力不一定变小
B．斜面对物体A的支持力一定变小
C．斜面对物体的摩擦力一定变小
D．地面对斜面体的摩擦力一定变小
11．筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。筷子在先秦时称为“挾”，汉代时称“箸”，明代开始称“筷”。如图所示，用筷子夹质量为m的小球， 筷子均在竖直平面内，且筷子和竖直方向的夹角均为θ，为使小球静止，求每根筷子对 小球的压力N的取值范围？已知小球与筷子之间的动摩擦因数为μ（μ
（1）物体A对平台的摩擦力为多大？
（2）物体B重力为多大？
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力的作用而处于平衡状态；将重力分解为垂直于斜面和沿斜面上的两个分力，则可知，在沿斜面方向上，重力的分力mgsinθ与拉力F以及摩擦力的合力为零；根据则可知，摩擦力等于拉力与重力的分力的合力，由几何关系可知，摩擦力为。
A.F与分析结论不符，故A错误。
B.F+mg与分析结论不符，故B错误。
C.F+mgsinθ与分析结论不符，故C错误。
D.与分析结论相符，故D正确。
2．A
【解析】
【详解】
对垂直作用于帆面上的风力进行分解，分解成沿船行驶方向和垂直于行驶方向的力，沿行驶方向的分力。
A. 300 N与上述计算结果相符，故A正确；
B. 375 N与上述计算结果不相符，故B错误；
C. 400 N与上述计算结果不相符，故C错误；
D. 450 N与上述计算结果不相符，故D错误；
3．C
【解析】
【详解】
由题意可得，对绳B点受力分析：滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力，因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重量，即
F1=F2=G=mg=100 N
用平行四边形定则作图，由于拉力F1和F2的夹角为120°，则有合力
F=100 N
所以滑轮受绳的作用力为100 N．方向与水平方向成30°角斜向下。
A.50N与计算结果不符，故A错误。
B. N与计算结果不符，故B错误。
C.100N与计算结果相符，故C正确。
D. N与计算结果不符，故D错误。
4．A
【解析】
【详解】
设斜面的坡角为θ，对A受力分析并建立坐标系，如图所示：
在沿x轴方向
Fcosθ-Mgsinθ+f=0
在沿y轴方向：
FN=Mgcosθ+Fsinθ
当F为零时，摩擦力等于Mgsinθ，方向沿斜面向上；当F增大时，摩擦力f减小，当Fcosθ=Mgsinθ时，摩擦力f刚好为零；当F继续增大，摩擦力f将变为沿斜面向下，且随F的增大而增大，故摩擦力先减小后增大；由y方向分析可知，FN随F的增大一直增大。
A.由上分析知，受到斜面的支持力增加，故A正确；
B.物体M保持静止，故合力一直为零，保持不变，故B错误；
CD. 由上分析知，受到是静摩擦力先减小后增大，故CD错误。
5．D
【解析】
【详解】
A、缓慢改变绳的方向，设细线与竖直方向的夹角为θ，对物体受力分析，如图所示：
根据平衡条件，拉力：，可知当增大，水平拉力逐渐增大，故A错误
B、物体A受细线的拉力、重力、支持力和静摩擦力（可能为零），根据平衡条件，在垂直斜面方向有：，故支持力不变，故B错误
CD、以斜面和A、B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水平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左，，是逐渐增大，故C错误，D正确。
6．D
【解析】
【详解】
对B物块，设跨过定滑轮的轻绳拉力为T，木块B与A间的滑动摩擦力
f=μmg ①
根据共点力平衡条件
T=f ②
对木块A受力分析，A受拉力F，B对A向左的摩擦力f，地面对P物体向左的摩擦力f′，根据共点力平衡条件，有
F=f+f′+T ③
地面对P物体向左的摩擦力
f′=2μ（3m）g ④
由①～④式可以解得
F=8μmg
A. 6μmg，与结论不相符，选项A错误；
B. 4μmg，与结论不相符，选项B错误；
C. 5μmg，与结论不相符，选项C错误；
D. 8μmg，与结论相符，选项D正确；
7．CD
【解析】
【详解】
物块受到重力、支持、摩擦力和拉力四个力作用，先把支持、摩擦力合成，由于
得到。再把与拉力合成，合力等于mg，当与垂直时，最小，最小值
A.A项与 上述分析结论不相符，故A错误；
B.B项与 上述分析结论不相符，故B错误；
C.C项与 上述分析结论相符，故C正确；
D.D项与 上述分析结论相符，故D正确。
8．AC
【解析】
【详解】
小球受重力、杆的弹力、水平拉力作用, 与的变化情况如图所示,由图可知在小球向上移动的过程中, 与竖直方向夹角变大, 逐渐变大, 逐渐变大。
A.A项与 上述分析结论相符，故A正确；
B.B项与 上述分析结论不相符，故B错误；
C.C项与 上述分析结论相符，故C正确；
D.D项与 上述分析结论不相符，故D错误。
9．AD
【解析】
【详解】
以小球为研究对象，小球受到重力、细绳的拉力和斜面的支持力，三力平衡，根据平衡条件知，拉力与支持力的合力与重力mg大小相等，方向相反，保持不变。作出三个位置拉力与支持力的合成的示意图： AB.通过力的合成图可以看出，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，支持力N一直变小，故A正确，B错误；
CD.通过力的合成图可以看出，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，拉力F先变小后变大，故C错误，D正确。
10．AD
【解析】
【详解】
A．A始终处于平衡状态，所以受到的合外力始终等于0。斜面对物体A的作用力与A 受到的重力和F的合力是一对平衡力，由于F与G夹角为钝角，所以斜面对物体A的作用力不一定减小，故A正确。
BC．如图A的受力分析，
，
故FN不变，
，
得
，
由于未知摩擦力的方向，故当f方向向上为正值时，F减小则f增大，若f为负值即沿斜面向下时，当F减小则f亦减小，故BC错误。
D．对系统受力分析有
，
F减小，则减小，D正确。
11．≤N≤
【解析】
【详解】
筷子对玻璃球的压力太小，玻璃球有下滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向上，如图（a）所示。
玻璃球平衡，有
2Nsin+ 2fcos= mg
f=μN
联立解得
N=
筷子对玻璃球的压力太大，玻璃球有上滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向下，如图（b）所示。
玻璃球平衡，有
2N′sin=mg+ 2f′cos
F′=μN′
联立解得：
N′=
综上，筷子对玻璃球的压力的取值范围
≤N≤
12．（1）12N；（2）9N
【解析】
【详解】
（1）以结点C为研究对象，其受力情况如图所示：
F1＝15 N，因结点C处于静止状态，则：
在水平方向上，A对绳的拉力
F2＝F1cos37°＝12 N
在竖直方向上，B对绳的拉力
F3＝F1sin37°＝9 N
物体A处于静止状态，故A受平台水平向左的静摩擦力，其大小为
Ff＝F2＝12 N
由牛顿第三定律知，A对平台的静摩擦力也为12N，方向向右。
（2）物体B处于静止状态，则重力大小
GB＝F3＝9 N