高中物理高考 专题04 共点力平衡（练习）（教师版）

这是一份高中物理高考 专题04 共点力平衡（练习）（教师版），共28页。
A．合力的大小至少大于一个分力
B．物体放在桌面上，桌面受到的压力就是物体的重力
C．静止的物体不可能受滑动摩擦力
D．如果物体形状发生了改变，则一定受到了力的作用
2．（2020·四川高一月考）两个力F1和F2间的夹角为θ，两力的合力为F。以下说法正确的是（ ）
A．若F1和F2大小不变，夹角θ由零增大到180°过程中，合力先减小后增大
B．合力F总比分力F1和F2中任何一个力都大
C．F1和F2大小相等时，它们的合力大小F可能等于分力大小
D．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力
3．（2020·江苏高三期中）世界上最大最雄伟的100座桥梁有80座在中国。其中单面索斜拉桥具有经济，美观，视线不受遮挡的优点。单面索斜拉桥所有钢索均处在同一竖直面内，索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．仅增加索塔高度可减小钢索的拉力大小
B．仅减小索塔高度可减小钢索的拉力大小
C．仅增加钢索的数量可减小索塔受到向下的压力
D．仅减少钢索的数量可减小索塔受到向下的压力
4．（2020·四川射洪中学高一期中）如图所示，上网课时小明把手机放在斜面上，下面说法正确的是（ ）
A．手机受斜面的作用力，方向竖直向上
B．手机所受重力可分解为平行于斜面的下滑力和对斜面的正压力
C．当倾角增大时，只要手机不滑动，它受的摩擦力随斜面倾角的增大而减小
D．当倾角增大时，并手机开始沿斜面下滑，它所受的摩擦力将随斜面倾角的增大而减小
5．（2020·上海市奉贤区奉城高级中学高一期末）如图，重为G的圆球与两轻杆连接，轻杆与竖直墙壁间分别用A、B铰链连接，O为球心，将球的重力按作用效果分解，分力的方向应为（ ）
A．OA与OB方向B．OB与OD方向
C．OC与OB方向D．OC与OD方向
6．（2020·浙江高一期中）生活中拉链在很多衣服上应用，图中是衣服上拉链的一部分，当我们拉拉链的时候，拉头与拉链接触处呈三角形，使很难直接分开的拉链拉开，关于其中的物理原理，以下说法正确的是（ ）
A．拉开拉链的时候，三角形的物体增大了拉拉链的拉力
B．拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为两个较大的分力
C．拉开拉链的时候，三角形的物体只是为了将拉链分开，并没有省力
D．以上说法都不正确
7．（2020·内蒙古高三二模）如图，是运动员在体操吊环项目中的“十字支撑”动作，“十字支撑”是难度系数很高的动作之一，其难度高的原因是（ ）
A．吊环对运动员支持力比较小
B．运动员手掌与吊环接触面上的摩擦力比较小
C．重力一定时，两手臂之间的夹角越大，手臂上受到的力也越大
D．两手臂上的力一定时，两手臂之间的夹角越大，合力越小
8．（2020·浙江湖州中学高一期中）如图所示，光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是（ ）
A．物体受到重力mg、FN、F1、F2四个力的作用
B．物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
C．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力
D．力FN、F1、F2三力的作用效果与力mg、FN两个力的作用效果不同
9．（2020·运城市景胜中学高一期中）如图所示，两等高的竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c端，绳长为L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时两侧轻绳夹角为120°。若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内。若重力加速度大小为g，关于上述两种情况，下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的弹力大小为2mg
B．轻绳的弹力大小为mg
C．橡皮筋的弹力等于mg
D．橡皮筋的弹力小于mg
10．（2020·广西高一期中）明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：电“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之，曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力N，则（ ）
A．若F一定，θ小时N大
B．若F一定，θ大时N大
C．若θ一定，F小时N大
D．若θ一定，不论F大小如何N都不变
11．（2020·四川成都七中高一期中）（多选）如图所示，小媛想推动放在地面上的衣柜，她用A、B两块等长的木板搭成一个底角较小的人形架，当小媛站在中央时，却没有推动衣柜，于是她试着分析了原因并尝试做了一些改进，下列说法正确的是（ ）
A．小媛可以让体重更大的男同学站在中央
B．小媛可以换两块较长的木板适当增大底角
C．没有推动的原因是衣柜施加给木板的作用力太大
D．没有推动的原因是衣柜与地面间的最大静摩擦力太大
12．（2020·辽宁高三月考）如图所示，有一横截面为直角的固定光滑槽放置在水平地面上，AB面、BC面与水平地面间的夹角分别为30°、60°，有一质量为0.1kg的正方体均匀木块放在槽内，取重力加速度大小g=10m/s2。则木块对AB面的压力大小为（ ）
A．NB．NC．ND．2N
13．（2020·长沙市·湖南师大附中高三月考）如图所示，两个物体A、B中间用一轻弹簧相连。A、B的质量分别为、，A、B与固定斜面间的动摩擦因数不相同。稳定时，A、B两物体一起在斜面上匀速下滑，则下列说法正确的是（ ）
A．地面对斜面体可能有水平向左的摩擦力
B．弹簧可能处于原长状态
C．如果只增大A或B的质量，稳定时A、B一定不能一起匀速下滑
D．若A、B与斜面间的动摩擦因数相等，且A、B两物体一起在斜面上匀速下滑，当适当增大斜面倾角，一起沿斜面下滑时，则弹簧可能处于压缩状态
14．（2020·长白朝鲜族自治县实验中学高一月考）如图，开始时槽板OB位于竖直平面内，光滑小球静置槽中。槽板 OA 受到的压力为 FA，槽板 OB 受到的压力为 FB。现在让OA沿逆时针方向缓慢旋转至水平的过程中（ ）
A．F A逐渐减小，F B逐渐增大
B．F A先增大后减小，F B逐渐增大
C．F A逐渐减小，F B 逐渐减小
D．F A先增大后减小，F B先增大后减小
15．（2020·四川成都七中高一期中）（多选）如图所示，物块A、B的质量分别为m和M，它们的交界面与竖直墙壁间的夹角为，系统处于静止状态。若物块A的各个表面都光滑，则以下说法正确的是（ ）
A．物块A受到4个力作用
B．物块B对A的弹力大小为mgsinθ
C．地面对B的弹力大小为（M+m）g
D．地面对B的摩擦力大小为
提高部分：
16．（2020·江苏高一期中）（多选）如图所示，重为10N的物体置于倾角为37°的斜面上，用平行于斜面的大小为1N的力F作用于物体，物体恰能沿斜面向下做匀速直线运动，而斜面相对于地面保持静止，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，则下列说法中正确的是（ ）
A．斜面不受地面的摩擦力作用
B．物体对斜面的压力大小为10N
C．物体所受斜面的摩擦力大小7N
D．斜面对物体的作用力方向为右上方
17．（2020·上海市建平中学高三月考）一个质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，如图所示。则它们的大小关系是（ ）
A．F1>F2>F3
B．F1>F3>F2
C．F3>F1>F2
D．F2>F1>F3
18．（2020·武汉市钢城第四中学高一期中）如图所示，一个质量为m的物块沿倾角为θ的固定斜面匀速下滑，已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．物体受到重力、支持力、摩擦力和下滑力
B．物块受到的摩擦力大小为
C．斜面对物块的支持力大小为
D．重力和摩擦力的合力方向垂直于斜面向下
19．（2020·山西实验中学高三期中）如图，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部爬到a处，则下列说法正确的是（ ）
A．在a点蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力
B．在a点碗对蚂蚁的作用力大于在b点的作用力
C．在a点蚂蚁能静止，在b点也一定能静止
D．以上说法均不对
20．（2020·山东高三期中）在新疆吐鲁番的葡萄烘干房内，果农用图示支架悬挂葡萄。长度都为L=2.5m的OA、OB为承重的轻杆，OA杆的下端通过一光滑水平转轴固定在水平面上的A点，OB与OA也通过光滑水平转轴连接于O点，OB杆的下端B直接撑在水平地面上，使AOB只会在如图所示的竖直平面内转动。现将新鲜葡萄用细线挂于O点，已知OB杆与地面间的动摩擦因数为0.5，则下列说法正确的是（ ）
A．在挂质量一定的葡萄时，逐渐减小AB间的距离会使OB杆对O点的弹力逐渐变大
B．地面对OB杆的作用力可能不沿BO方向
C．只要AB间的距离小于等于，无论葡萄质量多大，B端都不会相对地面滑动
D．只要AB间的距离小于等于无论葡萄质量多大，B端都不会相对地面滑动
21．（2020·渝中·重庆巴蜀中学高一期中）如图所示，在水平向右的推力F作用下，物块A、B、C悬空靠墙且均处于静止状态，对于这三物体的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．A不受到摩擦力作用
B．B总共受到五个力的作用
C．C受到的两个静摩擦力方向均竖直向上
D．C与墙壁间摩擦力的大小随推力F的增大而增大
22．（2021·全国高三专题练习）如图所示，A是一均匀小球，B是一圆弧形滑块，最初A、B相切于圆弧形滑块的最低点，一切摩擦均不计，开始B与A均处于静止状态，用一水平推力F将滑块B向右缓慢推过一段较小的距离，在此过程中（ ）
A．墙壁对球的弹力不变B．滑块对球的弹力增大
C．地面对滑块的弹力增大D．推力F减小
23．（2020·广东金山中学高三期中）（多选）如图所示，A、B是质量分别为m和2m的小环，一半径为R的光滑半圆形细轨道，其圆心为O，竖直固定在地面上。轨道正上方离地高为h处固定一水平光滑长直细杆。杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方。A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的轻绳通过定滑轮连接两环。两环均可看作质点，且不计滑轮大小与摩擦。现对A环施加一水平向右的力F，使B环从地面由静止开始沿轨道运动。则（ ）
A．若缓慢拉动A环，B环缓慢上升至C点的过程中，F一直减小
B．若缓慢拉动A环，B环缓慢上升至C点的过程中，外力F所做的功等于B环机械能的增加量
C．若F为恒力，B环最终将静止在C点
D．若F为恒力，B环被拉到与A环速度大小相等时，
24．（2020·安徽池州·高一期中）质量为m的长方体木箱，放在一倾角为θ固定的斜面上，给木箱一个初速度使木箱恰能沿斜面匀速下滑，已知重力加速度为g。
(1)求木箱与斜面间的动摩擦因数；
(2)如图甲所示，若用平行于斜面的推力F1作用于木箱上，木箱能沿斜面匀速上滑，求F1的大小；
(3)如图乙所示，若改用水平推力F2作用于木箱上，也能使木箱沿斜面匀速上滑，求F2的大小。
25．（2020·四川阆中市川绵外国语学校高一期中）如图所示，斜面的倾角为30°，轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦。物体A的质量为10kg，A与斜面的摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。不计滑轮的质量，挂上物块B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止，求物块B的质量最大值和最小值。（g＝10 N/kg）
参考答案
1．D
【解析】
A．合力的大小可能大于一个分力，也可能小于或等于分力，选项A错误；
B．压力和重力是不同性质的力，物体放在桌面上，只能说桌面受到的压力大小等于物体的重力，选项B错误；
C．静止的物体也可能受滑动摩擦力，例如物体在地面上滑动，静止的地面受滑动摩擦力，选项C错误；
D．如果物体形状发生了改变，则一定受到了力的作用，选项D正确。
故选D。
2．C
【解析】
A. 若F1和F2大小不变，夹角θ由零增大到180°过程中，合力一直减小，A错误；
B. 合力F不一定大于分力，B错误；
C. F1和F2大小相等且夹角等于120°时，它们的合力大小F等于分力大小，C正确；
D. 两力F1、F2与F不能同时存在，D错误。
故选C。
3．A
【解析】
AB．设桥的质量为m，每根钢索的拉力为F，每根钢索与竖直方向的夹角为。桥的重力一定，则钢索拉力的合力一定，仅增加索塔高度可减小钢索与竖直方向的夹角，根据
可知，夹角越小，则每个分力越小，为了减小钢索承受的拉力，应该增大索塔的高度，以减小钢索与竖直方向的夹角，故A正确，B错误；
CD．对桥身进行受力分析可知，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力大小相等、方向相反，则钢索对索塔向下的压力数值上等于桥身的重力，即增加或减少钢索的数量，钢索对索塔的压力大小恒定不变，故CD错误。
故选A。
4．AD
【解析】
A．手机受斜面的作用力与手机的重力平衡，则手机受斜面的作用力方向竖直向上，选项A正确；
B．手机所受重力可分解为平行于斜面的下滑力和紧压斜面的力，不是对斜面的压力，故B错误；
C．由于手机静止时
则当倾角增大时，只要手机不滑动，它受的摩擦力随斜面倾角的增大而增大，选项C错误；
D．手机下滑时
当倾角增大时，并手机开始沿斜面下滑，它所受的摩擦力将随斜面倾角的增大而减小，选项D正确。
故选AD。
5．D
【解析】
将球的重力按作用效果分解，则分解为向左沿着OC方向拉杆的力与沿着OD方向压杆的力。故选D。
6．B
【解析】
在拉开拉链的时候，三角形物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形物体上产生了两个分力，分力的大小大于拉力的大小，所以很难直接分开的拉链很容易拉开；
故选B。
7．C
【解析】
AB．吊环对运动员支持力比较小和运动员手掌与吊环接触面上的摩擦力比较小，很显然不是动作难度高的原因，故AB错误。
CD．运动员处于静止状态，合外力等于零，设两手臂夹角为θ，则
运动员手臂的拉力
可见，重力一定时，两手臂之间的夹角越大，手臂上受到的力也越大，而“十字支撑”，两手臂之间的夹角接近180°，所以手臂上受到的力很大，难度很高，故C正，D错误。
故选C。
8．B
【解析】
AB．物体只受重力和斜面的支持力两个力，A错误，B正确；
C． F1是重力作用的一个分力，作用效果是使物体下滑，F2不是物体对斜面的压力，因为物体对斜面的压力受力物体是斜面，不是物体，F2是重力作用的一个分力，作用效果是对斜面产生压力，C错误；
D．力FN、F1、F2三力的作用效果与力mg、FN两个力的作用效果相同，D错误。
故选B。
9．D
【解析】
AB．轻绳的弹力
AB错误。
CD．若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A悬挂后仍处于静止状态，由于橡皮筋的伸长，两绳的夹角小于120°，根据平行四边形法则作图，合力不变夹角减小时，分力减小，所以橡皮筋的弹力小于mg，D正确，C错误。
故选D。
10．A
【解析】
力F的分解如图：
其中木楔两侧产生的推力N等于F的两个分力，而
由公式可知，当F一定，θ小时N大；当θ一定，F大时N大。
选项A正确，BCD错误。
故选A。
11．AD
【解析】
A．对两块板中央与人接触的点受力分析如下图所示，由图可知，让体重更大的男同学站在中央，可以使F增大，从而使水平推力增大，因而更有可能推动衣柜，故A正确；
B．由于G不变，增大底角导致两块板的夹角变小，则F减小，从而导致水平推力减小，故B错误；
CD．没有推动的原因是水平推力小于衣柜与地面间的最大静摩擦力，故C错误，D正确。
故选AD。
12．B
【解析】
将木块所受的重力按照实际作用效果分解，如图所示
即木块对AB面的压力大小为，故选B。
13．C
【解析】
A．把物体A、B、弹簧和斜面体看成一个系统，系统处于平衡状态，地面与斜面体之间没有摩擦力，A项错误；
B．因为A、B与斜面的动摩擦因数不相等，但A、B两物体一起在斜面上匀速下滑，由整体法和隔离法可得，弹簧一定不是原长，B项错误；
C．把物体A、B与弹簧看成一个系统，由受力分析可知，如果只增大A或B的质量，系统的合外力不为零，稳定时A、B一定不能一起匀速下滑，C正确；
D．若A、B与斜面的动摩擦因数相等，匀速下滑时，重力沿斜面向下的分力与滑动摩擦力大小相等，，是斜面的倾角。如果适当增大斜面倾角，A、B必加速下滑，再根据整体法和隔离法，应用牛顿第二定律可知，弹簧仍处于原长，D错。
故选C。
14．C
【解析】
对球受力分析，重力、AO板支持力，BO板支持力，三力平衡，根据共点力平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示
将V形槽沿逆时针方向缓慢旋转至OA水平的过程中，两个支持力的方向逆时针转动90°-θ，等效成重力方向顺时针转动90°-θ，故角θ不变，角α从90°不断变大（钝角），角β从90°-θ不断减小到零；根据正弦定理，有
解得
FAO＝mg
FBO＝mg
故FAO和FBO都不断减小 ，根据牛顿第三定律可知，FA和FB都不断减小。
故选C。
15．CD
【解析】
AB．先隔离A分析，A受重力mg，B对A的支持力N1和左侧墙壁对A的支持力N2，如图所示
根据平衡条件得
联立解得
故AB错误；
CD．再对AB整体分析，整体受重力、左侧墙壁对整体的支持力、地面对整体的支持力和摩擦力，如图所示
根据平衡条件得
故CD正确。
故选CD。
16．CD
【解析】
A．对物体和斜面整体受力分析可知，整体受到重力，地面的支持力，沿斜面向下的F，由平衡条件可知地面对斜面有水平向右的静摩擦力，故A错误；
B．物体对斜面的压力大小等于
故B错误；
C．对物体受力分析，由平衡条件可得物体所受斜面的摩擦力大小为
故C正确；
D．斜面对物体的作用力为支持力和摩擦力的合力，与重力与力F的合力大小相等，方向相反，则方向为右上方，故D正确。
故选CD。
17．C
【解析】
因为质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，所以将三力首尾相连组成一封闭三角形，如图所示
根据数学知识三角形中大角对大边，即得出
故选C。
18．D
【解析】
A．沿倾角为θ的固定斜面匀速下滑的过程中，物块受到重力、支持力、摩擦力三个力作用，不存在下滑力，A错误；
BC．物块沿斜面匀速下滑，根据平衡条件有
故B、C错误；
D．重力和摩擦力的合力与支持力是一对平衡力，所以重力和摩擦力的合力方向垂直斜面向下，D正确。
故选D。
19．C
【解析】
A．蚂蚁缓慢上爬，可以认为蚂蚁处于平衡状态，则合力始终为零，即在a点蚂蚁受到的合力与b点受到的合力均为零，A错误；
B．在a点和b点，碗对蚂蚁的作用力都等于蚂蚁的重力，所以在a点碗对蚂蚁的作用力等于在b点的作用力，B错误；
CD．对蚂蚁受力分析，如图所示
则有
因为a点的角度α比b点的大，所以在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力，在a点碗对蚂蚁的支持力小于在b点的支持力，所以在a点蚂蚁能静止，在b点也一定能静止，故C正确，D错误。
故选C。
20．C
【解析】
A．由于OA、OB等长，逐渐减小AB间的距离会使得OA、OB的夹角变小，OB杆对O点的弹力为
随着θ角减小，F减小，故A错误；
B．对OB轻杆进行受力分析，由于是轻杆重力可忽略，OB受到O点对OB的压力、地面对OB的支持力、地面对OB的摩擦力作用处于平衡，则支持力和摩擦力的合力与O点对OB的压力大小相等、方向相反，即地面对OB杆的作用力一定沿BO方向，故B错误；
CD．要使得B端都不会相对地面滑动，则必须满足，即
解得
由几何关系可知，AB间的距离为
只要AB间的距离小于等于，无论葡萄质量多大，B端都不会相对地面滑动，故C正确，D错误。
故选C。
21．B
【解析】
A．隔离A进行受力分析，则竖直方向受到向下的重力作用，根据平衡条件，竖直方向肯定会受力另外一个力与重力平衡，该力即为B对A的竖直向上的摩擦力，故A错误；
B．隔离B进行受力分析如下
B受到自身重力作用，A对B的水平向右的压力和竖直向下的摩擦力，C对B的水平向左的支持力和竖直向上的摩擦力，共五个力，故B正确；
C．隔离AB整体受力分析可知，AB整体竖直向下受到重力作用，要处于平衡状态，C对AB整体的摩擦力必定竖直向上，根据牛顿第三定律，B对C的摩擦力竖直向下，故C错误；
D．以ABC整体为研究对象，竖直向下受到三个物体的总重力，要处于平衡状态，墙面对C的摩擦力与总重力必须等大反向，即C与墙壁间摩擦力的大小与推力F的大小无关，故D错误。
故选B。
22．B
【解析】
AB．对小球受力分析，小球受到重力、滑块的弹力和墙壁的弹力，如图所示
重力的大小和方向都不变，墙壁的弹力方向不变。滑块的弹力和墙壁的弹力的合力不变，大小等于重力，由图可知，滑块对球的弹力在增大，墙壁对球的弹力在增大，A错误，B正确；
CD．对滑块和小球整体进行受力分析，整体受重力、支持力、墙壁的弹力及推力，竖直方向上滑块和小球的重力大小等于地面对滑块的弹力，滑块和小球的重力都不变，所以地面对滑块的弹力不变，水平方向上推力F大小等于墙壁对球的弹力，所以推力F增大，CD错误。
故选B。
23．AB
【解析】
A．以B环研究对象

根据力的三角形和相似可得
解得
PO不变，PB减小，则绳子的拉力 慢慢减小，F减小，A正确；
B．根据功能关系可知，外力F所做的功等于AB组成的系统机械能的增加量，缓慢拉动A，则A的动能不变，A的高度不变，重力势能不变，则A的机械能不变，所以外力F所做的功等于B环机械能的增加量，B正确。
C．若F为恒力，且B环能运动到C点速度不为零时，B环会经过C点之后将会沿半圆形轨道运动至右侧最低点，然后沿轨道返回左侧最低点，之后将重复运动，C错误；
D．当PB线与圆轨道相切时
根据数学知识有
则
D错误。
故选AB。
24．(1)；(2) ；(3)
【解析】
(1)物体恰沿斜面匀速下滑时，由平衡条件有
解得
(2)将物体受力沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，如图所示，由平衡条件得
解得
(3)将物体受力沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，如图2所示，由平衡条件得
解得
25．；
【解析】
当B的质量最大时，A刚好不上滑，则对A受力分析，根据共点力平衡条件，有：
mgsin30°+f=Tmax
N=mgcs30°
f=μN
联立解得
Tmax=75N
再对B受力分析，则有

联立解得

当B的质量最小时，A刚好不下滑，则对A受力分析，根据共点力平衡条件，有
mgsin30°-f=Tmin
N=mgcs30°
f=μN
联立解得
Tmin=25N
再对B受力分析，则有

联立解得