3.5共点力的平衡 （带答案）—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册检测Word版含答案

共点力的平衡（一）
1．如图所示是由8根等长悬绳对称自制的降落伞，每根绳与竖直方向均成30°角。用该伞挂上重为G的物体（物体可视为质点）进行落体实验，在该伞匀速下降时每根悬绳拉力大小为（　）
A．
B．
C．
D．
2．如图所示，一质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速下滑．下列说法正确的是(
)
A．物体所受合力的方向沿斜面向下
B．斜面对物体的支持力等于物体的重力
C．物体下滑速度越大说明物体所受摩擦力越小
D．斜面对物体的支持力和摩擦力的合力的方向竖直向上
3．如图所示，质量为1kg的物块靠在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数μ＝0.3，垂直于墙壁作用在物块表面的推力F
=
50
N，现物块处于静止状态．若g取10
m/s2，则物块所受摩擦力的大小为(
)
A．10
N
B．50
N
C．15
N
D．3.0
N
4．如图所示，一条不可伸长的轻绳一端固定于悬点
O，另一端连接着一个质量为
m
的小球。在水平力
F
的作用下，小球处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为
θ，已知重力加速度为
g，则下列说法正确的是（
）
A．绳的拉力大小为
mgtanθ
B．绳的拉力大小为
mgcosθ
C．水平力
F
大小为
mgtanθ
D．水平力
F
大小为
mgcosθ
5．（多选）木块A、B重力分别为50N和70N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5cm，弹簧的劲度系数为100N/m，此时系统置于水平地面上静止不动。若现用F
=7N的水平推力作用在木块A上，如图所示，力F作用后（　　）
A．木块A所受摩擦力大小为10N
B．木块A所受摩擦力大小为2N
C．弹簧的弹力大小为5N
D．木块B所受摩擦力大小为12N
6．（多选）如图所示，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C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝10
kg的重物，∠CBA＝30°，则滑轮受到绳子的作用力F1和杆上受的力F2分别为（g取10
N/kg）（　　）
A．F1=50
N
B．F1=100N
C．F2=100N
D．F2=50
N
7．如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ，质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求A对B的弹力和墙对B的弹力？
共点力的平衡（二）
1．(多选)甲、乙两车在同一条公路上做直线运动，甲在前面做匀速直线运动，乙车发现后立即刹车，从刹车开始计时，它们的速度一时间图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．乙车刹车后末的速度为
B．甲、乙两车间距一直在减小
C．若甲、乙两车开始计时时间距为，则两车恰好不会相撞
D．若甲、乙两车开始计时时间距为，则乙车停止时它们相距还是
2．（多选）一个人用与水平面成θ角的斜向上的拉力F拉放在粗糙水平地面上质量为M的箱子，箱子沿水平地面匀速运动，若箱子与地面之间的动摩擦因数为μ，则箱子所受的摩擦力大小（
）
A．μMg
B．μF
sinθ
C．μ(Mg–F
sinθ
)
D．Fcosθ
3．如图所示，漂亮的磁性冰箱贴吸在冰箱门上，可以起到装饰的作用，下列关于冰箱贴的说法正确的是（　　）
A．冰箱门对冰箱贴的磁吸引力大于冰箱门对冰箱贴的弹力
B．冰箱门对冰箱贴的摩擦力大于冰箱贴的重力
C．冰箱贴共受到四个力的作用
D．冰箱门对冰箱贴的弹力是由冰箱贴形变引起的
4．如图，在粗糙水平面上放置A、B、C三个物块，物块之间由两根完全相同的轻弹簧相连接，两弹簧的伸长量相同，且它们之间的夹角∠ABC=60°，整个系统处于静止状态。已知A物块所受的摩擦力大小为f，则B物块所受的摩擦力大小为（　　）
A．
B．f
C．
D．2f
5．如图所示，三个物体静止于粗糙水平面上，已知三角形木块和两物体都是静止的，则地面对M的摩擦力是（　　）
A．水平向左
B．水平向右
C．摩擦力为零
D．摩擦力不为零，但方向不能确定
6．如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细绳相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为，弹簧劲度系数为k，则弹簧形变量不可能是（
）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，轻绳PA和PB的结点上悬挂着重力大小G1为4.0N的物体，绳PA与竖直方向的夹角为37°，绳PB水平且与重力大小G2为96.0N的金属块相连，金属块恰好静止在倾角为37°的斜面上，取g=10m/s2，已知cos37°=0.8，sin37°=0.6，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
(1)绳PA上的拉力的大小；
(2)金属块和斜面间的动摩擦因数。
8．
某人在离公共汽车尾部20m处，以速度v=6m/s向汽车匀速跑过去，与此同时，汽车以1m/s2的加速度从静止启动，作匀加速直线运动．试问，能否追上汽车？如果能，要用多长时间？如果不能，则他与汽车之间的最小距离是多少？
练习一参考答案
1．D
设每根悬绳的拉力大小为F，由平衡条件得
解得
D正确，ABC错误。
故选D。
2．D
物体沿斜面匀速下滑时，由平衡条件得知，其合力为零，A错误；斜面对物体的支持力等于物体的重力沿垂直于斜面的分力，B错误；摩擦力等于μ，与物体下滑的速度大小无关，C错误；物体匀速下滑过程中，受到重力、斜面对物体的支持力和摩擦力，由平衡条件得知，斜面对物体的支持力和摩擦力的合力的方向与重力方向相反，即为竖直向上，D正确．
3．A
对物块受力分析，设物块受的重力为G，摩擦力为f，墙支持力为N，示意图如下：
根据受力平衡的条件：f=G=10N
4．C
以小球为研究对象进行受力分析，如图所示
根据平衡条件可得：绳的拉力大小为
水平力F大小为
F=mgtan?θ
故C正确，ABD错误。
故选C。
5．BC
ABC．物体A与地面间的最大静摩擦力为
没有推力F时，弹簧压缩了5cm，根据胡克定律，弹簧弹力为
F弹=kx=100N/m×0.05m=5N
对木块A受力分析，受到重力、支持力、弹簧弹力和地面的静摩擦力，根据二力平衡条件，有
fA=F弹=5N
对木块施加向右的推力F后，推力F和弹簧弹力F弹的合力为2N，向右，故地面对A有向左的2N的静摩擦力，物块A仍静止，故A错误，BC正确；
D．对木块B受力分析，受到重力、支持力、弹簧向右的弹力和地面向左的静摩擦力，根据二力平衡，地面的静摩擦力等于5N，向左，故D错误；
故选BC。
6．BC
轻绳跨过滑轮，BC段、BD段拉力
夹角为，根据平行四边形定则，二力合成如图所示．由于，所以平行四边形为菱形，又因为，所以为等边三角形，所以、的合力
即绳子对滑轮的作用力大小为；杆上受的力
F2=F1=100N
故选BC。
7．；
选取A和B整体为研究对象，它受到重力（M+m）g，地面支持力N，墙壁的弹力F和地面的摩擦力f的作用，如图所示，根据平衡条件有：
N-（M+m）g=0
F=f
可得地面对三棱柱的支持力
N=（M+m）g
再以B为研究对象，它受到重力mg，三棱柱对它的支持力NB，墙壁对它的弹力F的作用，如图所示，根据平衡条件有
NBcosθ=mg
NBsinθ=F
解得
F=mgtanθ
所以地面对三棱柱的摩擦力
f=F=mgtanθ
答：地面对三棱柱支持力为（M+m）g，摩擦力为mgtanθ。
练习二参考答案
1．CD
A．由图可知，乙车的加速度为
由速度公式可知，乙车刹车后末的速度为
故A错误；
B．由题意可知，乙车速度先大于甲车速度，距离先减小，当两车速度相等时距离最小，接着乙车速度小于甲车速度，由于不清楚开始时两车间的距离，则往后两车的距离可能增大也可能减小，故B错误；
C．当两车速度相等时有
得
此过程中两车的位移差为
则甲、乙两车开始计时时间距为，则两车恰好不会相撞，故C正确；
D．由图像可知，两车在2s时间内的位移相等，则甲、乙两车开始计时时间距为，则乙车停止时它们相距还是，故D正确。
故选CD。
2．CD
箱子匀速运动，合外力为零，根据受力分析：，
=μ(M
g–Fsin
θ
),所以C对．
3．C
A．由水平方向平衡可知，冰箱贴受到冰箱门的磁吸引力等于冰箱门对其的弹力，故A错误；
B．由竖直方向平衡可知，冰箱门对冰箱贴的摩擦力等于冰箱贴的重力，故B错误；
C．冰箱贴共受到重力、摩擦力、冰箱门的磁吸引力、冰箱门的弹力，共四个力的作用，故C正确；
D．冰箱门对冰箱贴的弹力是由冰箱门形变引起的，故D错误。
故选C。
4．C
对A受力分析可知，A水平方向只受拉力及摩擦力而处于平衡状态；则可知弹簧的弹力
F=f
因两弹簧伸长量相同，则两弹簧对B的弹力均为f；两弹力的合力大小为
方向沿两弹力的角平分线上；对B可知，B受到的摩擦力大小一定为
故C正确，ABD错误。
故选C。
5．C
将三个物体看作整体，则物体只受重力和支持力作用，水平方向没有外力，故三角形木块不受地面的摩擦力，故C正确，ABD错误；
故选C。
6．B
以小球ab整体为研究对象，、受重力、线的拉力T和弹簧的弹力F，作出力的三角形如图所示：
根据平衡条件得知：F与T的合力与整体重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：，根据胡克定律：Fmin=kxmin，可得：，由此可知ACD可能，B不可能．所以选B．
7．(1)5N；(2)0.8
(1)如图甲所示分析结点
P受力，由平衡条件得：
可解得绳
PA的拉力
BP绳的拉力为
(2)再分析G2的受力情况如图乙所示．
由物体的平衡条件可得：
又有
解得
Ff=60N
FN=75N
所以动摩擦因数
8．不能，2m
由题意经分析可知：人若在速度与汽车相等时仍然没有追上汽车，则人将不能追上汽车设经t人与汽车速度相等，即
而由匀变速直线运动的公式有
联立①②代入数据得
由示意图可知：在6s内人与汽车位移分别为x人及x汽,,则由运动学公式可得
,
由于
故人不可能追上汽车且当两者速度相等时，两者间距最小设为