第05講 共點(diǎn)力的平衡（分層練習(xí)）2024-2025學(xué)年高一物理同步課堂（人教版2019必修第一冊(cè)）解析版

第第頁(yè)第05講共點(diǎn)力的平衡1．如圖是常見的鉗子和扳手，鉗子的一側(cè)握把穿過(guò)扳手的小孔P卡在一起，然后把鉗子的另一側(cè)握把置于粗糙水平桌面上的Q點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)節(jié)兩者的相對(duì)位置，整體可以靜置于空中，（不考慮空氣的影響）對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是（）A．鉗子受到桌面的摩擦力方向?yàn)樗较蛴褺．鉗子對(duì)扳手的作用力可以不在豎直方向上C．鉗子和扳手整體的重心與Q點(diǎn)一定在同一豎直線上D．若只將鉗子兩側(cè)握把的夾角變大，平衡時(shí)桌面對(duì)鉗子的作用力將變大【答案】D【詳解】A．鉗子和扳手整體的受力平衡，可知整體受重力與桌面對(duì)鉗子的支持力，不受摩擦力，故A錯(cuò)誤；B．扳手受力平衡，則鉗子對(duì)扳手的作用力與扳手重力方向相反，故B錯(cuò)誤；C．鉗子和扳手整體的重心在桌面外面，與Q點(diǎn)不在同一豎直線上，故C錯(cuò)誤；D．整體重力不變，若只將鉗子兩側(cè)握把的夾角變大，根據(jù)平行四邊形定則可知，平衡時(shí)桌面對(duì)鉗子的作用力將變大，故D正確；故選D。2．如圖所示，能承受最大拉力為10N的細(xì)線OA與豎直方向成45°角，能承受最大拉力為5N的細(xì)線OB水平，細(xì)線OC能承受足夠大的拉力，為使OA，OB均不被拉斷，OC下端所懸掛物體的最大重力是（）

A．15NB．10NC．5ND．【答案】C【詳解】以O(shè)點(diǎn)為對(duì)象，根據(jù)受力平衡可得，可得，可知當(dāng)所懸掛物體的重力達(dá)到時(shí)，此時(shí)，為使OA，OB均不被拉斷，OC下端所懸掛物體的最大重力是。故選C。3．如圖甲所示，在傾角足夠長(zhǎng)的固定斜面上，以沿斜面向上為正方向，時(shí)刻，將一質(zhì)量的物體輕放在斜面上，同時(shí)施加如圖乙所示的平行于斜面方向的力F。物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其與斜面間的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力。已知，，取重力加速度。則圖中可能正確反映物體受到的摩擦力f隨時(shí)間t變化關(guān)系的是（

）A． B．C． D．【答案】B【詳解】AD．物塊所受重力沿斜面向下的分力大小為0~1s時(shí)間內(nèi)，時(shí)，物塊受到沿斜面向上的靜摩擦力，根據(jù)物體的平衡條件有可得故AD錯(cuò)誤；BC．物塊所受斜面的最大靜摩擦力，1s后，F(xiàn)=-4N，沿斜面向下，物體下滑，受沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力，則，方向沿斜面向上，為正值。故B正確，C錯(cuò)誤。故選B。4．抖空竹是國(guó)家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表性項(xiàng)目，金華某校把它引入到體育校本課和大課間鍛煉環(huán)節(jié)。如圖所示，該同學(xué)保持一只手A不動(dòng)，另一只手B沿圖中的四個(gè)方向緩慢移動(dòng)，忽略空竹轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，不計(jì)空竹和輕質(zhì)細(xì)線間的摩擦力，且認(rèn)為細(xì)線不可伸長(zhǎng)。下列說(shuō)法正確的是（

）A．沿虛線a向左移動(dòng)時(shí)，細(xì)線的拉力將減小B．沿虛線b向上移動(dòng)時(shí)，細(xì)線的拉力將減小C．沿虛線c斜向上移動(dòng)時(shí)，細(xì)線的拉力將減小D．沿虛線d向右移動(dòng)時(shí)，細(xì)線對(duì)空竹的合力將增大【答案】A【詳解】A．對(duì)空竹受力分析可知沿虛線a向左移動(dòng)時(shí)，θ角減小，則細(xì)線的拉力將減小，選項(xiàng)A正確；B．沿虛線b向上移動(dòng)時(shí)，AB兩點(diǎn)間距不變，繩長(zhǎng)不變，可知細(xì)線與豎直方向的夾角θ不變，則細(xì)線的拉力不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．沿虛線c斜向上移動(dòng)時(shí)，夾角θ不變，則細(xì)線的拉力將不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．沿虛線d向右移動(dòng)時(shí)，細(xì)線對(duì)空竹的合力與重力等大反向，可知合力不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。5．如圖所示，V型光滑擋板AOB之間放置有一質(zhì)量均勻的球體，初始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將整個(gè)裝置以O(shè)點(diǎn)為軸順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)（∠AOB保持不變），在AO由水平轉(zhuǎn)動(dòng)90°到豎直的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．擋板AO的彈力逐漸增大 B．擋板AO的彈力先增大后減小C．擋板BO的彈力逐漸減小 D．擋板BO的彈力先增大后減小【答案】B【詳解】AB．V型光滑擋板轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)小球受力分析，各個(gè)力的夾角如圖所示由拉密定理可得因?yàn)檎麄€(gè)裝置以O(shè)點(diǎn)為軸順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，∠AOB保持不變，故不變，不變，保持不變，在AO由水平轉(zhuǎn)動(dòng)90°到豎直的過(guò)程中，從銳角增大到鈍角，先增大后減小，故擋板AO的彈力先增大后減小，A錯(cuò)誤，B正確；CD．從180°減小到90°，一直增大，故擋板BO的彈力一直增大，CD錯(cuò)誤。故選B。6．如圖所示，一質(zhì)量為m的光滑小球靜止在擋板A與斜面B之間，斜面B的傾角為θ，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．小球?qū)π泵鍮的壓力大小為B．擋板A對(duì)小球的彈力大小為C．若將擋板A繞轉(zhuǎn)軸O順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至水平，則小球?qū)π泵鍮的壓力將逐漸減小D．若將擋板A繞轉(zhuǎn)軸O順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至水平，則小球?qū)醢錋的壓力將逐漸減小【答案】C【詳解】AB．對(duì)小球受力分析如圖則有，所以擋板A對(duì)小球的彈力大小為，由牛頓第三定律可知，小球?qū)π泵鍮的壓力大小為，故AB錯(cuò)誤；CD．若將擋板A繞轉(zhuǎn)軸順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)至水平，畫出小球A受力的力矢量三角形如圖所示由圖可知，斜面B對(duì)小球的支持力F1將逐漸減小，擋板A對(duì)小球的彈力F2將先減小后增大，根據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)π泵鍮的壓力將逐漸減小，小球?qū)醢錋的壓力將先減小后增大，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。7．兩個(gè)完全相同的小球在擋板作用下靜止在傾角為θ的光滑斜面上。圖甲中的擋板豎直，圖乙中的擋板垂直斜面，已知小球質(zhì)量均為m，重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是（

）A．兩小球?qū)π泵娴膲毫Υ笮∠嗟菳．圖甲中小球?qū)醢宓膲毫Υ笮閙gtanθC．圖乙中小球?qū)醢宓膲毫Υ笮閙gtanθD．兩小球均受重力斜面的彈力、擋板的彈力作用【答案】BD【詳解】對(duì)圖甲中小球進(jìn)行受力分析，受到重力、斜面的彈力、擋板的彈力，受力分析如圖所示，有，對(duì)圖甲中小球進(jìn)行受力分析，受到重力、斜面的彈力、擋板的彈力，受力分析如圖所示，有，所以AC錯(cuò)誤，BD正確。故選BD。8．如圖甲所示，輕繩AD跨過(guò)固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為的物體，；圖乙所示的輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住，EG與水平方向成30°角，輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF拉住一個(gè)質(zhì)量為的物體，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．圖甲中BC對(duì)滑輪的作用力大小為B．圖乙中HG桿受到繩的作用力為C．細(xì)繩AC段的拉力與細(xì)繩EG段的拉力之比為D．細(xì)繩AC段的拉力與細(xì)繩EG段的拉力之比為【答案】AC【詳解】A．圖甲中繩跨過(guò)滑輪，與滑輪接觸的點(diǎn)是“動(dòng)點(diǎn)”，也稱為“活結(jié)”，繩上拉力大小處處相等，兩段繩的拉力都是，互成120°角，因此合力的大小是，故BC對(duì)滑輪的作用力大小也是（方向與豎直方向成60°角斜向右上方），故A正確；B．圖乙中繩與桿的端點(diǎn)連在一起，桿與繩接觸的點(diǎn)是“靜點(diǎn)”，也稱為“死結(jié)”，兩段繩上的拉力不一定相等，而桿的一端用鉸鏈固定在墻上，故桿對(duì)G點(diǎn)的彈力方向沿桿，對(duì)G點(diǎn)受力分析如圖所示又由力的平衡條件可得由力的性質(zhì)可得HG桿受到繩的作用力為故B錯(cuò)誤；CD．圖乙中得則有故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。9．如圖一小球套在豎直固定的光滑圓環(huán)上，在圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個(gè)光滑小孔，一根輕繩的下端系著小球，上端穿過(guò)小孔用力拉住，開始時(shí)小球在圓環(huán)最低點(diǎn)的右側(cè)，現(xiàn)緩慢拉動(dòng)輕繩，使小球沿圓環(huán)緩慢上升一小段距離，對(duì)該過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球?qū)p繩的拉力增大 B．小球?qū)p繩的拉力減小C．小球?qū)A環(huán)的壓力增大 D．小球?qū)A環(huán)的壓力不變【答案】BD【詳解】小球受三個(gè)力的作用：受重力G、輕繩拉力F和圓環(huán)的彈力N。如圖所示

由平衡條件可知，重力G與彈力的合力大小等于輕繩拉力大小F，方向相反，根據(jù)力的矢量三角形與幾何三角形△OAB相似，則有解得，當(dāng)A點(diǎn)上移時(shí)，半徑R不變，AB減小，故F減小，不變，由牛頓第三定律可知小球?qū)p繩的拉力減小，小球?qū)A環(huán)的壓力不變。故選BD。10．如圖所示，輕質(zhì)滑輪用細(xì)線懸掛在天花板上，質(zhì)量分別為m，M的物塊P、Q用細(xì)線通過(guò)滑輪后連接在一起，物塊Р懸空，物塊Q靜止在水平地面上，連接物塊Q部分的細(xì)線與水平方向的夾角。已知重力加速度為g，細(xì)線重力均不計(jì)，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．細(xì)線對(duì)物塊P的拉力大小為mgB．天花板受到的拉力大小為2mgC．水平地面對(duì)物塊Q的支持力大小為MgD．水平地面對(duì)物塊Q的摩擦力大小為【答案】AD【詳解】A．對(duì)物塊P進(jìn)行分析，根據(jù)平衡條件可知，細(xì)線對(duì)物塊P的拉力大小為故A正確；B．由于連接物塊Q部分的細(xì)線與水平方向的夾角為根據(jù)幾何關(guān)系，連接物塊Q部分的細(xì)線與連接物塊P部分的細(xì)線夾角為對(duì)滑輪進(jìn)行分析，根據(jù)平衡條件有結(jié)合上述解得故B錯(cuò)誤；CD．對(duì)Q進(jìn)行受力分析，如圖所示則有，解得，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。11．如圖所示，一斜面靜止在水平地面上，斜面上有一物塊在沿斜面向上的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。逐漸增大拉力F，物塊與斜面始終保持靜止，則此過(guò)程中（）A．斜面對(duì)物塊的靜摩擦力一定逐漸增大 B．斜面對(duì)物塊的靜摩擦力可能先減小后增大C．地面對(duì)斜面的靜摩擦力一定逐漸增大 D．地面對(duì)斜面的靜摩擦力可能先減小后增大【答案】BC【詳解】AB．物塊在沿斜面向上的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明物塊受力平衡，物塊受重力、支持力、F和靜摩擦力，若F大于重力的分力，則靜摩擦力沿斜面向下，當(dāng)F增大時(shí)，靜摩擦力增大；若F小于重力的分力時(shí)，則靜摩擦力沿斜面向上，當(dāng)F增大時(shí)，靜摩擦力先減小，當(dāng)F增大到一定值后再繼續(xù)增大時(shí)，靜摩擦力將反向增大，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．對(duì)斜面和物體整體為研究對(duì)象，根據(jù)力的平衡條件可知，在水平方向上，地面對(duì)斜面的摩擦力與拉力F在水平方向上的分力等大反向，故F增大，則地面對(duì)斜面的靜摩擦力一定逐漸增大，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。12．如圖所示，輕繩兩端固定在水平天花板上，在輕繩上懸掛3個(gè)質(zhì)量均為m的燈籠，左右兩側(cè)的燈籠關(guān)于過(guò)結(jié)點(diǎn)O的豎直線對(duì)稱，MN段輕繩與水平方向的夾角為α，NO段輕繩與豎直方向的夾角為β，重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．NO段輕繩的拉力大小為B．MN段輕繩的拉力大小為C．NO段輕繩的拉力與MN段輕繩的拉力大小之比為sinα：3sinβD．NO段輕繩的拉力與MN段輕繩的拉力大小之比為cosα：sinβ【答案】BD【詳解】A．對(duì)最底部燈籠受力分析，豎直方向受力平衡，有解得，A錯(cuò)誤；B．對(duì)三個(gè)燈籠整體受力分析，豎直方向受力平衡，有解得，B正確；CD．對(duì)結(jié)點(diǎn)N受力分析，水平方向受力平衡，有故NO段輕繩的拉力與MN段輕繩的拉力大小之比為，C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。13．如圖所示，質(zhì)量均為M的A、B兩滑塊放在粗糙水平面上，兩輕桿等長(zhǎng)，桿與滑塊、桿與桿間均用光滑鉸鏈連接，在兩桿鉸合處懸掛一質(zhì)量為m的重物C，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)桿與水平面間的夾角為θ。下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)m一定時(shí)，θ越大，輕桿受力越小B．當(dāng)m一定時(shí)，θ越大，滑塊對(duì)地面的壓力越大C．當(dāng)m和θ一定時(shí)，滑塊與地面間的摩擦力與質(zhì)量M無(wú)關(guān)D．只要增大m，M一定會(huì)滑動(dòng)【答案】AC【詳解】A．將C的重力按照作用效果分解，如圖所示根據(jù)平行四邊形定則有故m一定時(shí)，越大，輕桿受力越小，A正確；B．對(duì)ABC整體分析可知，地面對(duì)整體的支持力為故地面對(duì)整體的支持力與無(wú)關(guān)，則滑塊對(duì)地面的壓力保持不變，B錯(cuò)誤；C．對(duì)A分析，受重力、桿的推力、支持力和向右的靜摩擦力，根據(jù)平衡條件有當(dāng)m和θ一定時(shí)，滑塊與地面間的靜摩擦力f與質(zhì)量M無(wú)關(guān)，C正確；D．結(jié)合B的解析可知，A受到的支持力為增大m，都不能使M沿地面滑動(dòng)時(shí)應(yīng)滿足的條件為聯(lián)立解得當(dāng)時(shí)，有即當(dāng)時(shí)，即使增大m，也不能使M沿地面滑動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選AC。14．如圖所示，在傾角為的粗糙斜面上靜止放置質(zhì)量分別為和的A、B兩物體，斜面與兩物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.8，用一條不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩通過(guò)輕滑輪將兩物體相連，現(xiàn)對(duì)滑輪施加豎直向上由零緩慢增大的拉力，直到物塊A或B將要發(fā)生滑動(dòng)，但剛好沒有滑動(dòng)。已知繩與豎直方向的夾角均為，用分別表示斜面對(duì)兩物體的摩擦力，滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，在此過(guò)程中，關(guān)于摩擦力大小的變化情況描述正確的是（，，）（）A．地面對(duì)斜面的摩擦力為零B．拉力持續(xù)增大，物體B將先發(fā)生滑動(dòng)C．可能先平行于斜面向上再平行于斜面向下D．一直不變【答案】ABD【詳解】A．對(duì)斜面、物塊A、B組成的系統(tǒng)整體分析可知，該整體受重力G、地面對(duì)整體的支持力以及豎直向上的拉力，在拉力逐漸增大，且A、B相對(duì)于斜面未滑動(dòng)的全過(guò)程中，整體所受合外力為零，豎直方向始終有而水平方向不受外力，地面對(duì)斜面的摩擦力為零，故A正確；BD．對(duì)B受力分析，B將要滑動(dòng)時(shí)最大靜摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，設(shè)此時(shí)繩上的張力為，則有解得而在B未滑動(dòng)時(shí)，B所受摩擦力為靜摩擦力，大小始終為方向沿斜面向上；對(duì)受力分析，當(dāng)拉力逐漸增大時(shí)，摩擦力先逐漸減小直到為0，此時(shí)繩的拉力解得故當(dāng)A恰好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，繩子拉力沿斜面向上的分力恰好等于A重力沿斜面向下的分力加上最大靜摩擦力，由于A沿斜面向上的摩擦力在減到0之前B已經(jīng)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，因此可知B先滑動(dòng)，故BD正確；C．根據(jù)題意可知，題述過(guò)程為繩的拉力從0到的過(guò)程，而當(dāng)繩的拉力為時(shí)，對(duì)A有此時(shí)A受到的摩擦力仍沿斜面向上，則可知題述過(guò)程中A所受摩擦力始終向上且一直減小，故C錯(cuò)誤。故選ABD。15．如圖所示，疊放在水平地面上的四個(gè)完全相同的排球，相互接觸，處于靜止?fàn)顟B(tài)。假設(shè)排球的質(zhì)量均為m，不計(jì)排球之間的摩擦力，不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)情況，重力加速度為g，則下列說(shuō)法中正確的是（