第三章相互作用---力第五节共点力的平衡2021-2022学年度高一物理（暑期衔接练习六）（人教版2019）

这是一份第三章相互作用---力第五节共点力的平衡2021-2022学年度高一物理（暑期衔接练习六）（人教版2019），共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架如图放置，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡。现将P缓慢地向右移动一小段距离，两球再次达到平衡。若小球所带电量不变，与移动前相比
A．杆BO对Q的弹力减小B．P、Q之间的距离减小
C．杆AO对P的摩擦力增大D．杆AO对P的弹力减小
2．如图，在弹簧秤钩下竖直悬挂一个静止的木块，下列说法中正确的是
A．木块对弹簧秤的拉力的施力物体是地球
B．木块的重力和弹簧秤对小球的拉力是一对相互作用力
C．弹簧秤对木块的拉力在数值上等于木块的重力
D．弹簧秤对木块的拉力和木块对弹簧秤的拉力是一对平衡力
3．如图所示，用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中。已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，重力加速度为g。设ac绳中的拉力大小是Tac，bc绳中的拉力为Tbc，则
A．B．
C．D．
4．如图所示，物体B靠在水平天花板上，在竖直向上的力F作用下，A、B保持静止，则关于A与B受力的个数判断正确的是（ ）
A．A可能受3个力B．B可能受2个力
C．A一定受4个力D．B一定受5个力
5．一物体静止在粗糙斜面上，如图所示，此物体受到的力有（ ）
A．4个B．3个C．2个D．1个
6．如图所示，倾角为α的固定斜面上有m和M两个静止的物块。m与斜面之间的动摩擦因数是确定的数值，M是光滑的，与斜面之间无摩擦力。m的质量不变，逐渐增加M的质量，在m与斜面发生相对运动前，下列说法正确的是（ ）
A．m受到的合力逐渐变大
B．m受到的斜面的摩擦力逐渐变大
C．斜面对m的支持力逐渐变大
D．M对m的压力保持不变
7．如图所示，某工人正在修理草坪，推力F与水平方向成α角，割草机沿水平方向做匀速直线运动，则割草机所受阻力的大小为（ ）
A．FsinαB．FcsαC．D．
8．如图所示，倾角为θ的斜面体 C 置于水平面上，B 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与 A 相连接，连接 B 的一段细绳与斜面平行，A、B、C 都处于静止状态，则( )
A．B 和 A 的质量一定相等
B．C 受到水平面的摩擦力一定为零
C．不论 B、C 间摩擦力大小、方向如何，水平面对 C 的摩擦力方向 一定向左
D．水平面对 C 的支持力与 B、C 的总重力大小相等
9．如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙壁之间放一光滑球B，整个装置处于静止状态．若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则以下判断错误的是( )
A．A对地面的压力不变B．地面对A的摩擦力减小
C．A与B之间的作用力增大D．B对墙的压力减小
10．质量为m的物块A和质量为2m的物块B用轻弹簧相连，置于带有挡板C的固定斜面上。斜面的倾角为θ，弹簧的劲度系数为k，摩擦不计。初始时A恰好静止。现用一沿斜面向上的力F拉A，直到B刚要离开挡板C，则此过程中物块A的位移为（弹簧始终处于弹性限度内）（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
11．下列说法中错误的是（ ）
A．物体受到摩擦力作用时，一定受到弹力的作用
B．运动的物体不可能受到静摩擦力
C．汽车轮胎表面的花纹状沟槽，主要是使接触面变粗糙
D．在压力大小一定的情况下，静摩擦力的大小可能变化
12．重力均为G的斜面体a、b如图叠放在水平地面上，a、b间接触面光滑，水平推力F作用在b上，b沿斜面匀速上升，a始终静止．若a的斜面倾角为θ，则（ ）
A．F=Gsinθ
B．F=Gtanθ
C．地面对a的支持力大小为2G
D．地面对a的摩擦力大小为F
13．如图所示，在水平面上有一质量为M的等腰三角形木块a，在它的两个斜面上分别放置着质量为m1和m2的两个木块b和c，已知m1
A．木块a对木块b的摩擦力沿斜面向上
B．地面对木块a的摩擦力方向水平向左
C．木块a对木块b的摩擦力小于对木块c的摩擦力
D．地面对木块a的支持力大小为(m1+m2+M)g
14．如图所示，用大小恒定的力F将物体压在粗糙竖直墙壁上，当F从实线位置绕O点顺时针转至虚线位置的过程中，物体始终静止，则下列对在这个过程中，墙壁对物体的摩擦力Ff与弹力FN的变化情况的分析正确的是（ ）
A．FN先减小后增大
B．FN先增大后减小
C．Ff的方向一直竖直向上
D．Ff可能先减小后增大
15．如图所示，用绳系一个物体绕过定滑轮，绳的一端在位置1、2、3时，绳的拉力分别为F1、F2、F3，绳对滑轮的压力大小分别为FN1、FN2、FN3，设物体始终静止，则( )

A．F1＜F2＜F3 B．FN1＜FN2＜FN3
C．F1＝F2＝F3， D．FN1＞FN2＞FN3
三、解答题
16．如图所示，质量为M、上表面光滑的斜面体放置于水平地面上，质量为m的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，整个装置处于静止状态。已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
(1)画出小球的受力示意图，并求绳对小球的拉力大小F；
(2)求地面对斜面体的摩擦力大小f。
17．如下图所示，质量为4m的半圆柱体P静止在水平地面上，其上有一质量为m的光滑圆柱Q，半径为R，此时竖直挡板MN恰好与P、Q相切，半圆柱体P的半径是圆柱Q的3倍。现将挡板水平向右缓慢移动，直至Q恰好降到地面，整个过程中P保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：
(1)未拉挡板时，Q受到P的弹力以及Q受到挡板MN的弹力分别是多少？
(2)半圆柱体P与地面间动摩擦因数的最小值。
18．拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；重力加速度为g。某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向向下施加F作用力推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为。
(1)F作用力的水平分力F1与竖直分力F2大小：
(2)若拖把头在地板上匀速移动，滑动摩擦力f的大小；
(3)若拖把头在地板上匀速移动，拖把头与地板之间的动摩擦因数。
19．如图所示，用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接，然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳OA与AB垂直且长度之比为3:4．试计算：
（1）OA绳拉力及F的大小？
（2）保持力F大小方向不变，剪断绳OA，稳定后重新平衡，求此时绳OB及绳AB拉力的大小和方向．（绳OB、AB拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达）
（3）欲使绳OB重新竖直，需在球B上施加一个力，求这个力的最小值和方向．
20．如图所示，质量为m=4kg的物体在水平恒力F=26N的作用下静止于斜面上，斜面的倾角θ=37°，（sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2）求：
（1）物体受到斜面的支持力大小；
（2）物体受到的摩擦力．
四、填空题
21．如图所示是5个力的空间分布情况，已知，是其对角线，则、的合力大小为________，、、的合力大小为________，这5个力的合力大小为________。
22．如图所示，用大小为的握力握住一个重为的瓶子，瓶子始终处于竖直的静止状态。手掌与瓶子间的动摩擦因数，则瓶子受到的摩擦力大小为___________N，当握力增大时，瓶子受到的摩擦力将___________（选填“增加”、“不变”或“减小”）
23．如图所示，用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上，F=50N。方向垂直于墙，若物体匀速下滑，物体与竖直墙间的动摩擦因数是_________，若物体静止不动，它受到的静摩擦力是_______N，方向_______（取g=10N/kg）
24．如图所示，在倾角θ的斜面上，有一个质量为m的均匀光滑球，小球被竖直挡板挡住，则球对斜面的压力等于______．
25．两个大小相同的小球带有同种电荷,质量分别为m1和m2,且m1>m2 ,带电量分别上q1和q2,用等长的绝缘细线悬挂后,因静电力排斥而使两悬线张开,分别与竖直线方向成夹角和, 如图所示.则=_____

参考答案
1．A
【详解】
AB．Q受力如图所示：
当P缓慢地向右移动一小段距离，由力的合成与平衡条件可知：BO杆对小球Q的弹力减小，两小球之间的库仑力减小，由库仑定律知，两小球P、Q的距离变大，故A正确，B错误；对整体受力分析如图所示：
C．根据平衡条件得：AO杆对小球P的摩擦力等于杆BO对Q的弹力N，故AO杆对小球P的摩擦力减小，C错误；
D．AO杆对小球P的弹力等于两小球的总重力G，即不变，故D错误。
故选A。
2．C
【详解】
A．木块对弹簧秤的拉力的施力物体是木块，选项A错误；
B．木块的重力和弹簧秤对木块的拉力是一对平衡力，选项B错误；
C．弹簧秤对木块的拉力与木块的重力平衡，则弹簧秤对木块的拉力在数值上等于木块的重力，选项C正确；
D．弹簧秤对木块的拉力和木块对弹簧秤的拉力是一对相互作用力，选项D错误。
3．B
【解析】
【详解】
以结点c为研究对象，受到三个拉力作用，作出力图。整个装置静止，则重物对c点拉力F等于重物的重力。
根据平衡条件得Fac=Fsin60°=mgsin60°=mg；Fbc=Fcs60°=mgcs60°=mg，选项B正确，ACD错误；故选B。
4．C
【详解】
先对AB整体受力分析，由平衡条件知，
竖直方向：F=GA+GB
水平方向，不受力，故墙面无弹力
隔离B物体，必受重力、A对B的弹力和摩擦力作用，受三个力；
隔离A物体，受受重力、B对A的弹力和摩擦力、外力F，共4个力作用；
故C正确，ABD错误．
5．B
【解析】
【详解】
根据重力的产生可知，物体要受到重力的作用，物体对斜面有一个垂直于斜面表面向下的压力，斜面对物体有一个垂直于斜面向上的支持力，物体相对于斜面有向下运动滑动的趋势，斜面对物体有一个沿斜面向上的摩擦力，这个力平衡了重力沿斜面向下的分力
A. 4个与分析不符，故A项错误；
B. 3个与分析相符，故B项正确；
C. 2个与分析不符，故C项错误；
D. 1个与分析不符，故D项错误。
6．B
【详解】
A．m保持静止，m受到的合力不变，选项A错误；
B．m受到的斜面的摩擦力f=（M+m）sinα，则逐渐变大，选项B正确；
C．斜面对m的支持力mgcsα是不变的，选项C错误；
D．M对m的压力Mgsinα逐渐变大，选项D错误。
故选B.
7．B
【详解】
解：割草机沿水平方向做匀速直线运动，受到重力mg、推力F、地面的支持力N和阻力f，如图，四个力的合力为零，则有
f=Fcsα
故选B
【点评】本题是简单的四力平衡问题，分析受力情况，作出力图是解题的关键．
8．C
【详解】
A．由图可知，不能确定B的受力情况，所以不能确定B 和 A 的质量关系。故A不符合题意。
BCD．以BC整体为研究对象，分析受力如图所示：
根据平衡条件得知，水平面对C的摩擦力f=Tcsθ=GAcsθ，方向水平向左。水平面对C的支持力N=（GB+GC）-Tsinθ=（GB+GC）-GAsinθ＜GB+GC。故C符合题意，BD不符合题意。
9．C
【详解】
A．对整体分析可知，整体受重力和支持力的作用，由于竖直方向受力不变，故受地面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，A对地面的压力不变，故A正确；
BCD．小球B受重力、A的支持力F1和墙壁的压力F2．如图1所示，将重力G分解为G1和G2，则根据平衡可知
当A向右移动少许，根据题意可知，A对小球B的作用力F1与竖直方向的夹角θ将减小，根据力图1分析可知，因θ减小；故csθ增大，tanθ减小，即墙壁对小球B的作用力将减小，A对小球B的支持力减小。根据牛顿第三定律可知，球B对墙壁的压力将减小，球B对A的压力亦减小，再对A进行受力分析，如图2所示，可知：由于A的平衡，所以A受地面摩擦力
f=FBsinθ
根据题意知，B对A的压力FB减小且FB与竖直方向的夹角θ减小，故A所受地面的摩擦力f减小。再根据牛顿第三定律，地面所受A的摩擦力减小，故BD正确，C错误。
本题选择错误的，故选C。

10．D
【详解】
初始时根据平衡条件，有：
mg•sinθ＝kx1（θ为斜面的坡角）
则伸长量
x1
B刚要离开挡板时，弹簧伸长x2，则
2mg•sinθ＝kx2
解得
x2
此过程中物块A的位移为
x＝x1+x2
故D正确，ABC错误。
故选D。
11．BC
【详解】
A．由摩擦力产生条件可知，物体受到摩擦力作用时，一定受到弹力的作用，故A与题意不符；
B．运动的物体只要相对和它接触的物体静止，则可以受到静摩擦力，故B与题意相符；
C．轮胎表面都有花纹状的沟槽，雨天，沟槽能把轮胎与地面间的水排出，保持两者的良好接触以产生足够的摩擦力，故C与题意相符；
D．静摩擦力的大小取决于沿接触面的拉力的大小，故压力不变时，静摩擦力也可以变化，故D与题意不符。
12．BCD
【分析】
先对b受力分析，根据平衡知识可求解F；再对整体受力分析，根据水平和竖直方向的受力求解支持力和摩擦力.
【详解】
根据b的受力情况可知：F=Gtanθ，选项A错误，B正确；对ab整体，竖直方向N=2G；水平方向f=F，选项CD正确；故选BCD.
13．ACD
【解析】
【分析】
根据静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反，分析木块a对木块b的摩擦力方向，图中物体均处于平衡状态，故可以利用整体法进行受力分析求出地面对木块a的摩擦力和支持力；
【详解】
A、木块b相对于木块a有沿斜面向下滑的运动趋势，所以木块a对木块b有沿斜面向上的静摩擦力，故A正确；
B、将三个物体看作整体，则整体只受重力和地面的支持力作用，水平方向没有外力，地面对木块a没有摩擦力，依据平衡条件，则地面对木块a的支持力等于，故B错误，D正确；
C、木块a对木块b的摩擦力为（是左侧面的倾角），木块a对木块c的摩擦力为（是右侧面的倾角），因为，，所以，故C正确。
【点睛】
解决本题的关键是灵活选择研究对象，采用隔离法和整体法结合研究，比较简便。
14．BD
【详解】
物体始终保持静止状态，受力平衡，对物体受力分析，F斜向下时，设F与水平方向的夹角为θ，在竖直方向上，根据平衡条件得
Ff=mg＋Fsinθ
方向向上，在水平方向上
FN=Fcsθ
当F从实线位置绕O点顺时针转至水平位置的过程中，θ减小，则sinθ减小，csθ增大，所以Ff减小，FN增大；F斜向上时，设F与水平方向的夹角为α，若FsinαFf=mg－Fsinα
Ff方向向上，水平方向
FN=Fcsα
当F从水平位置转至虚线位置的过程中，α增大，则sinα增大，csα减小，所以Ff减小，FN减小；若Fsinα>mg，则Ff方向向下
Fsinα＝mg＋Ff
α增大，则sinα增大，Ff增大。综上可知，Ff的方向可能一直向上，大小逐渐减小；也可能先向上后向下，大小先减小后增大．FN先增大后减小
故选BD。
15．CD
【解析】据定滑轮特点：只改变力的方向，不改变力的大小，则物体保持静止时，绳子的拉力无论方向怎么变化，始终和物体的重力相等，则三个拉力大小的关系为F1=F2=F3；
绳对滑轮的压力，据平行四边形法则，设物体重力为G，则F1和G的合力FN1 如图1所示，大小为2G；F3和G的合力FN3如图3所示，大小为2G； F2和G的合力FN2 如图2所示，大小处于前两者之间；由此可知FN1＞FN2＞FN3；故CD正确，AB错误；故选CD．
点睛：该题主要考查定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小的特点，用平行四边形法则即可解决．
16．(1) ，；(2)
【详解】
(1)小球受力如图
由平衡条件可得
解得
(2)取整体为研究对象，受力如图并建立图示坐标系，由平衡条件有
解得
17．(1)，；(2)
【详解】
(1)对圆柱体Q受力分析，受到重力mg、挡板MN的支持力N1和P对Q的支持力N2，如图
由几何关系得
csθ=0.5
所以θ=60°，根据平衡条件得
(2)对P、Q整体受力分析，受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力和地面对其向右的摩擦力，根据共点力平衡条件，有
f==mgctθ
Q缓慢降到地面过程中，θ在变小，根据表达式，摩擦力在变大，Q降到地面瞬间，静摩擦力最大，此时θ最小，设最小θ为ɑ ，根据几何关系
可得
P对地面的压力
联立可得
18．(1)；；(2)；(3)
【详解】
(1) 水平分力

竖直分力
(2) 拖把头在地板上匀速移动，水平方向受力平衡，则摩擦力
(3)因为

解得
19．（1） （2） ，tanθ1= ；，tanθ2= （3），水平向左
【详解】
（1）OB竖直，则AB拉力为0，小球A三力平衡，设OB拉力为T，与竖直方向夹角为θ,则T=mg/csθ=mg，F=mgtanθ=mg
（2）剪断OA绳，保持F不变，最后稳定后，设OB的拉力为T1，与竖直方向夹角为θ1，AB拉力为T2，与竖直方向夹角为θ2，以球A、球B为整体，可得T1x=F=mg；T1y=2mg；
解得：T1=mg；tanθ1=；
单独研究球A，T2x=F=mg；T2y=mg；
解得：T2=mg，tanθ2=
（3）对球B施加一个力FB使OB重新竖直，当FB水平向左且等于力F时是最小值，即FB=F=mg，水平向左
【点睛】
本题采用整体和隔离法相结合进行分析，关键先对B球受力分析，得到AB绳子的拉力为零，然后对A球受力分析，根据平衡条件并运用平行四边形法则求解未知力．
20．（1）支持力大小为47.6N （2）物体受到的摩擦力3.2N，方向沿斜面向上
【分析】
以物体为研究对象受力分析，正交分解，然后根据平衡条件列方程求解即可．
【详解】
如图受力分析，正交分解．
;
；
（1）斜面对物体的支持力：FN=G2+F2=47.6N
因为G1＞F1，故物体受到的摩擦力方向沿斜面向上，
（2）摩擦力大小为：Ff=G1-F1=3.2N
【点睛】
本题考查平衡条件的应用，当物体受三个力处于平衡时通常用合成法，受三个以上力时通常用正交分解法．
21． 0
【详解】
[1]由图可知与垂直，故合力为；
[2]由三角形定则可知与的合力与大小相等，方向相反，故、、的合力大小为0；
[3] 、、的合力大小为0，故这5个力的合力即为和的合力，即为。
22．30 不变
【详解】
[1]瓶子始终处于竖直的静止状态，所以竖直方向受力平衡，即瓶子受到的摩擦力大小等于重力的大小，为30N；
[2] 当握力增大时，瓶子依然处于静止的平衡状态，所以受到的摩擦力不变。
23．0.2 10 向上
【详解】
[1][2][3] 物体匀速下滑时，物体受到重力mg、压力F、墙壁的支持力N和滑动摩擦力f，由平衡条件得
f=mg=10N，N=F=50N
所以
物体处于静止状态，受静摩擦力，根据平衡条件：
f=G=10N，方向竖直向上
24．
【详解】
将球的重力进行分解，根据力的作用效果，分解为一个垂直于竖直挡板的分力N1，一个垂直斜面的分力N2，然后做平行四边形，如图：
根据三角函数知识可求得：．
25．
【详解】
对两球受力分析，如图所示：
根据共点力平衡和正弦定理得：，
由于绳子等长，故
则有