2019版新教材高中物理 第3章 第5節(jié) 共點力的平衡習題（含解析）新人教版必修第一冊

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1、共點力的平衡 1．(多選)關(guān)于平衡狀態(tài)的理解，下列說法正確的是(　　) A．體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于平衡狀態(tài) B．蹦床運動員在空中上升到最高點時處于靜止狀態(tài) C．舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于平衡狀態(tài) D．跳水運動員在跳臺與水面之間運動時處于平衡狀態(tài) 答案　AC 解析　物體處于平衡狀態(tài)時合力為零。體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時合力為零，處于平衡狀態(tài)，A正確；蹦床運動員在空中上升到最高點時瞬時速度為零，在重力作用下立即下落，合力不為零，不是靜止狀態(tài)，B錯誤；舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)合力為零，處于平衡狀態(tài)，C正確；跳水運動員在跳臺與水面

2、之間運動時，受重力作用，合力不為零，不是平衡狀態(tài)，D錯誤。 2．如圖所示，質(zhì)量為m的物塊靜止在傾角為θ的斜面上，斜面靜止在地面上。重力加速度為g。關(guān)于物塊的受力情況分析，下列說法不正確的是(　　) A．物塊受到重力、支持力和摩擦力作用 B．物塊所受支持力大小為mgtanθ C．物塊所受摩擦力大小為mgsinθ D．斜面對物塊的摩擦力與支持力的合力方向豎直向上 答案　B 解析　對物體受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，如圖所示。根據(jù)平衡條件，有：N＝mgcosθ，f＝mgsinθ，A、C正確，B錯誤；根據(jù)平衡條件，支持力和摩擦力的合力與重力等值、反向、共線，即斜面對物塊的摩

3、擦力與支持力的合力方向豎直向上，D正確。 3．(多選)如圖所示，在恒力F作用下，a、b兩物體一起沿粗糙豎直墻面勻速向上運動，關(guān)于它們受力情況的下列說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)一定受到4個力 B．a(chǎn)可能受到6個力 C．b一定受到3個力 D．b可能受到2個力 答案　AC 解析　對物體a、b整體受力分析，受重力、恒力F，假設(shè)墻壁對整體有支持力，水平方向不能平衡，故墻壁對整體沒有支持力，也沒有摩擦力；對物體b受力分析，受重力、支持力和摩擦力，處于平衡狀態(tài)，C正確，D錯誤；最后對物體a受力分析，受恒力F、重力、物體b對其的壓力和靜摩擦力，即物體a受4個力作用，故A正確，B錯誤。 4

4、．質(zhì)量均為m的a、b兩木塊疊放在水平面上，如圖所示，a受到斜向上且與水平面成θ角的力F1的作用，b受到斜向下且與水平面成θ角的力F2的作用，兩力大小相等，均為F，且在同一豎直平面內(nèi)，此時兩木塊保持靜止，則(　　) A．b一定受到四個力的作用 B．水平面對b的支持力可能大于2mg C．a(chǎn)、b之間一定存在靜摩擦力 D．b與水平面之間一定存在靜摩擦力 答案　C 解析　對a進行受力分析，在水平方向上必有Ff＝F1cosθ，故a受重力mg、支持力FN、力F1、靜摩擦力Ff，C正確；對a、b整體分析，在水平方向上，F(xiàn)1和F2的分力大小相等，方向相反，則水平面對b無摩擦力，在豎直方向上，F(xiàn)1

5、和F2的分力大小相等，方向相反，則水平面對b的支持力大小為2mg，B、D錯誤；由以上分析知，b受重力mg、地面的支持力、a對b的壓力和摩擦力、力F2共五個力作用，A錯誤。 5．(多選)如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻壁之間放一光滑球B，整個裝置處于靜止狀態(tài)。若把A向右移動少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止狀態(tài)，則(　　) A．B對墻的壓力減小 B．A與B之間的作用力增大 C．地面對A的摩擦力減小 D．A對地面的壓力不變 答案　ACD 解析　對球B受力分析，如圖所示，設(shè)物體A對球B的支持力為F1，豎直墻對球B的彈力為F2，

6、F1與豎直方向的夾角θ因物體A右移而減小。由平衡條件得：F1cosθ＝mBg，F(xiàn)1sinθ＝F2，解得F1＝，F(xiàn)2＝mBgtanθ，θ減小，F(xiàn)1減小，F(xiàn)2減小，A正確，B錯誤；對A、B整體受力分析可知，豎直方向，地面對整體的支持力FN＝(mA＋mB)g，與θ無關(guān)，即A對地面的壓力不變，D正確；水平方向，地面對A的摩擦力Ff＝F2，因F2減小，故Ff減小，C正確。 6．(多選)如圖所示，三條繩子的一端都系在細直桿頂端，另一端都固定在水平地面上，將桿豎直緊壓在地面上，若三條繩長度不同。下列說法正確的有(　　) A．三條繩中的張力都相等 B．桿對地面的壓力大于自身重力 C．繩子對桿的拉力

7、在水平方向的合力為零 D．繩子拉力的合力與桿的重力是一對平衡力 答案　BC 解析　桿豎直緊壓在水平地面上，受到重力、三條繩子的拉力和地面對它的支持力。根據(jù)平衡條件可知，三條繩子的拉力的合力豎直向下，故繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零，桿對地面的壓力大小等于桿的重力與三條繩的拉力的合力之和，B、C正確；由于三條繩子長度不同，即三條繩與豎直方向的夾角不同，所以三條繩上的張力不相等，A錯誤；繩子拉力的合力與桿的重力方向相同，因此兩者不是一對平衡力，D錯誤。 7. 如圖所示，質(zhì)量為m＝0.8 kg的砝碼懸掛在輕繩PA和PB的結(jié)點上并處于靜止狀態(tài)，PA與豎直方向的夾角為37°，PB沿水平方向。

8、質(zhì)量為M＝10 kg的木塊與PB相連，靜止于傾角為37°的斜面上(取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。求： (1)輕繩PB上拉力的大小； (2)木塊所受斜面的摩擦力和彈力大小。 答案　(1)6 N　(2)64.8 N　76.4 N 解析　(1)分析P點的受力如圖甲所示，有 FAcos37°＝F1＝mg FAsin37°＝FB 可解得FB＝6 N。 　 (2)再分析木塊的受力情況如圖乙所示，有 Ff＝Mgsin37°＋FBcos37° FN＋FBsin37°＝Mgcos37° 解得Ff＝64.8 N FN＝76.4 N。 8. 如圖

9、所示，半徑為R的光滑半球固定在水平面上，球心O的正上方A點固定一個小定滑輪，細線一端拴一小球，小球置于半球面上，另一端繞過定滑輪?，F(xiàn)緩慢用力F拉線使小球沿半球面上升。已知懸點A到球面上C點的距離AC＝s，小球質(zhì)量為m，重力加速度為g，求： (1)小球?qū)η蛎娴膲毫Υ笮。? (2)細線上的張力大小的變化情況。 答案　(1)　(2)變小 解析　小球受三個共點力的作用，即重力mg、半球面對小球的彈力FN和細線對小球的拉力FT。在緩慢用力拉線時，小球?qū)⒀匕肭蛎婢徛叵蛏弦苿?，可以認為小球始終處于平衡狀態(tài)。根據(jù)共點力平衡條件可知，可將FN、mg與FT通過平移構(gòu)成一個封閉的三角形，如圖所示。 由幾何關(guān)系可知三角形ABO與力的矢量三角形相似，設(shè)A、B之間的繩長為L，根據(jù)相似三角形對應邊成比例，可得 ＝＝ 解得FN＝，F(xiàn)T＝ 根據(jù)牛頓第三定律得， 小球?qū)Π肭蛎娴膲毫N′＝FN＝， 小球?qū)毦€的拉力FT′＝FT＝， 隨著小球上升，L變小，F(xiàn)T′變小。 - 5 -