高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.7 共点力的平衡及其应用练习

这是一份高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.7 共点力的平衡及其应用练习，共17页。
【特供】3.7共点力的平衡及其应用-1随堂练习一．单项选择1．如图所示，重量为G的光滑足球，用由若干条轻质丝线组成的网兜兜住，通过悬绳悬挂于光滑墙的A点，悬绳与丝线结于B点，悬绳与墙面间的夹角为α，则下列说法正确的是（　　）A. 悬绳拉力的大小为B. 墙壁对足球的支持力为C. 将丝线和悬绳的结点由B点上移到C点，悬绳的拉力增大D. 将丝线和悬绳的结点由B点上移到C点，增壁对足球的支持力不变2．如图所示，轻绳AO和BO共同吊起质量为m重物，AO与BO垂直，BO与竖直方向的夹角为θ。则（ ） A. AO所受的拉力大小为 B. AO所受的拉力大小为mgsinθC. BO所受的拉力大小为mgtanθ D. BO所受的拉力大小为3．如图所示，内壁光滑的半球形容器固定在水平面上。将一轻弹簧的一端固定在半球形容器底部处，为球心。当弹簧另一端与质量为的小球相连时，小球静止于点。已知与水平方向的夹角为，则半球形容器对球的支持力和弹簧的弹力分别为（） （　　）
 A. ， B. ，C. ， D. ， 4．如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上，各物体始终处于静止状态，则（　　）
 A．地面对c的摩擦力方向一定向左B．物块b一定受四个力作用C．在物块b上施加竖直向下的力F，弹簧的弹力可能增大D．在物块b上施加竖直向下的力F，则b对c的摩擦力大小可能不变5．如图所示，为水平放置的光滑杆，夹角，杆上套有两个质量不计的小环，两环间连有可伸缩的弹性绳，今在绳的中点施加一沿角平分线水平方向的力，缓慢地拉绳，待两环达稳定状态时，绳对环的拉力等于（   ）A.  B.  C.  D. 6．如图，一根质量为m的匀质绳子，两端分别固定在同一高度的两个钉子上，中点悬挂一质量为M=2m的物体。系统平衡时，绳子中点两侧的切线与竖直方向的夹角为α，钉子处绳子的切线方向与竖直方向的夹角为β，则（　　）A． B． C．＝  D．＝ 7．一个物体受到三个共点力的作用，如果三个力的大小为如下各组情况，那么有可能使物体处于平衡状态的是（　　）A. 1 N  4 N  7 N B. 2 N  6 N  9 N C. 2 N  5 N  8 N D. 6 N  8 N  6 N8．如图所示，楔形物块A静置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物块B。用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面匀速上滑。现改变力F的方向至与斜面成一定的角度，仍使小物块B沿斜面匀速上滑。在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止。下列描述正确的有（　　）
 A. 拉力F一定增大B. A对B的摩擦力减小C. B对A的作用力不变D. 地面受到的摩擦力大小可能变大9．如图所示，某楼顶为玻璃材料的正四面体。一擦子由智能擦玻璃机器人牵引，在外侧面由A点匀速运动到BO的中点D。已知擦子与玻璃间的动摩擦因数为，则运动过程中擦子受的牵引力与其重力的比值为（　　）A.  B.  C.  D. 10．如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直.杆的下端有一个轻滑轮O，另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，BO段细线与天花板的夹角θ=30°，系统保持静止，不计一切摩擦，下列说法中正确的是（　　） A. 细线BO对天花板的拉力大小是 B. a杆对滑轮的作用力大小是C. a杆和细线对滑轮的合力大小是G D. a杆对滑轮的作用力大小是G11．半圆柱体放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板。在和之间放有一个光滑均匀的小圆柱体，整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使保持竖直，缓慢地向右移动，在落到地面以前，发现始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是（　　）A. 对的弹力逐渐减小 B. 地面对的摩擦力逐渐增大C. ．间的弹力先减小后增大 D. 所受的合力逐渐增大12．轻绳两端分别固定在两根竖直杆上，重力为的衣服用光滑轻钩挂于绳上，在水平向右的恒定风力作用下处于静止状态，如图所示。已知风力大小为衣服重力的倍，则轻绳的拉力大小为（　　）A.  B.  C.  D. 13．如图，水平横杆上套有圆环A，圆环A通过轻绳与重物B相连，轻绳绕过固定在横杆下光滑的定滑轮，轻绳通过光滑动滑轮挂着物体C，并在某一位置达到平衡，现将圆环A缓慢向右移动一段距离，系统仍保持静止，则下列说法正确的是（　　）A. 物体C的高度上升 B. AC段绳与横杆的夹角变小C. 横杆对环的支持力变小 D. 轻绳对圆环的拉力不变14．如图所示，两块光滑挡板．相互垂直，竖直放置，小球a．b固定在轻弹簧的两端，并斜靠在．上。现有一个水平向左的推力F作用于b上，使a．b紧靠挡板处于静止状态。现保证b不动，使向左缓慢平移一小段距离，则（　　）
 A. 推力F变小 B. 弹簧长度变短C. 弹簧长度变长 D. b对的压力变大15．中国“天眼”开创了建造巨型望远镜的新模式，大幅拓展了人类的视野，是当之无愧的国之重器。如图所示，技术人员（视为质点）在某次维护过程中发现，只有在离半球形最低点的高度小于或等于h时，他才能停在球面上，已知半球形的半径为R，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则技术人员与球面间的动摩擦因数μ为（　　）
 A.  B.  C. C. D. D.16．小俊同学要在学校走廊悬挂一幅图像，以下四种悬挂方式中每根绳子所受拉力最小的是A.  B. C.  D.  17．如图所示，有多块完全相同的长方体木板叠放在一起，每块木板的质量为，用手掌在这叠木板的两侧同时施加大小为的水平上压力，使木板悬空水平静止．若手与木板之间的动摩擦因数为0.5，木板与木板之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则最多能夹起多少块木板（　　）A．20 B．18 C．10块 D．8块18．如图，在竖直平面内，有一直角三角形金属框架，底边水平，底角分别为和，质量为M的小球a和质量为m的小球b套在框架上，可以无摩擦地滑动，a．b之间用不可伸长的细线连接，当系统处于平衡时，细线与金属框架形成的夹角，已知，则小球a．b的质量之比为（　　）A.  B.  C.  D.
参考答案与试题解析1．【答案】C【解析】【详解】AB.对足球进行受力分析，如图足球处于平衡状态，设悬绳拉力为，墙壁对足球的支持力为，由平衡条件，有解得故AB错误；CD. 将丝线和悬绳的结点由B点上移到C点，夹角α增大，减小，悬绳拉力增大，增大，墙壁对足球的支持力增大，故C正确，D错误。故选C。2．【答案】B【解析】【分析】【详解】以结点O为研究对象，受到的力有：重力mg．AO绳的拉力TAO．BO绳的拉力TBO。如图所示：根据平衡条件得知：拉力TAO和TBO的合力F与重力mg大小相等，方向相反，即故B正确ACD错误。故选B。3．【答案】B【解析】【详解】作出小球受力分析图，由相似三角形法可得
 其中 可得支持力弹簧的弹力故选B。4．【答案】A【解析】A．以b与c组成的整体为研究对象，整体受到重力．支持力以及绳子向左上方的拉力．地面的摩擦力，水平方向除了摩擦力外，只有绳子的拉力有一个向右的分力，所以可知地面对c的摩擦力的方向一定向左，A正确；B．由于不知道b的重力沿斜面方向的分力与细线拉力的大小关系，故b可能不受静摩擦力的作用，则b只受到三个力的作用，B错误；C．在物块b上施加竖直向下的力F，b的位置不变，则弹簧的弹力不变，C错误；D．由于不知道b的重力沿斜面方向的分力与细线拉力的大小关系，故不能确定静摩擦力的方向，故在物块b上施加竖直向下的力F，静摩擦力可能增加，可能减小，有可能先减小后增大，D错误。故选A。5．【答案】B【解析】【详解】光滑杆AOB水平放置，两环竖直方向所受的重力与杆对两环的支持力各自平衡，不再分析。在水平面内，对两环中的每一个，都受到杆的弹力N和轻绳的拉力T，由力平衡原理得知，N与T大小相等，方向相反，而N与杆垂直，则平衡时，轻绳的拉力T必定与杆垂直。以两环及弹性轻绳整体为研究对象，分析水平方向整体受力情况由几何知识得到∠TO1T = 120°，根据对称性，由平衡条件得到T = F。故选B。6．【答案】A【解析】设中点处绳子的拉力为T，则对中间结点分析可知设悬挂点处绳子的拉力为，对绳子和M受力分析可知 对一侧绳子进行受力分析，水平方向有解得代入数据，可得BCD错误，A正确。故选A。7．【答案】D【解析】【详解】若三个力作用下物体能够保持平衡，则这三个力的合力为零，即首尾连接可以构成一个三角形，由三角形两短边之和大于第三边可知A．1N+4N＜7N，故三力的合力不为零，不能使物体保持平衡，A错误；B．2N+6N＜9N，故三力的合力不为零，不能使物体保持平衡，B错误；C．2N+5N＜8N，故三力的合力不为零，不能使物体保持平衡，C错误；D．6N+6N＞8N，故三力的合力可以为零，可能使物体处于平衡状态，D正确。故选D。8．【答案】B【解析】【详解】AC．A对B的作用力F′是A对B支持力N和滑动摩擦力f的合力，根据可知F′的方向不变，则B可视为在F．F′和重力mg三力作用下保持平衡状态，作出F方向可能的变化过程中的一系列力的矢量三角形如图所示，由于开始时F与 F′之间夹角一定大于90°，所以由图可知F先减小后增大，F′一直减小，所以拉力F不一定增大，可能减小或不变，而F′一定减小，所以B对A的作用力FBA减小，故AC错误；B．设A的倾角为θ，F与斜面的夹角为α，则A对B的摩擦力大小为由于α增大，所以f减小，故B正确；D．对A进行分析，根据平衡条件可知，地面对A的摩擦力大小等于B对A作用力FBA在水平方向的分力大小，因为FBA方向不变且变小，所以地面对A的摩擦力一定变小，则地面受到的摩擦力一定变小，故D错误。故选B。
 9．【答案】A【解析】【分析】【详解】设ABO平面与水平面的夹角为，做AB中点E，设AB=2a，则设垂直于ABC所在平面，且在ABC所在平面内，则可得则将重力分解成沿平面和垂直于平面，在平面上受力分析如图f在OA方向，可知，有解得故选A。10．【答案】D【解析】【分析】先对重物受力分析，根据平衡条件求得细线的拉力；再对滑轮受力分析，根据力的合成的平行四边形定则求得细线对滑轮的合力，再得到a杆对滑轮的力．【详解】A．对重物G受力分析，受到重力和拉力T，根据平衡条件，有T=G，同一根绳子拉力处处相等，故绳子对天花板的拉力也等于G，故A错误；B D．对滑轮受力分析，受到绳子的压力（等于两边绳子拉力的合力），以及杆的弹力（向右上方的支持力），如图；根据平衡条件，因滑轮两边细绳的拉力夹角为120°，则结合几何关系，有a杆对滑轮的作用力大小 F=T=G，故B错误，D正确；C．由于滑轮处于平衡状态，故a杆和细线对滑轮的合力大小是零，故C错误；故选D．【点睛】本题的关键是先后对重物和滑轮受力分析，然后根据共点力平衡条件列式分析．解答时，要熟练运用几何知识研究．11．【答案】B【解析】【分析】【详解】对Q进行受力分析物体Q受到MN的弹力．物体P对Q的弹力，物体Q的重力G，处于平衡状态，所以与的合力与重力G是一对平衡力，且大小和方向都不变，根据平衡条件得当挡板MN保持竖直缓慢向右移动时，增大，不变，可得和均增大：A．MN对Q的弹力即，挡板MN竖直缓慢向右移动时，力增大，故A错误；B．物体P始终保持静止，说明所受合力为零，物体P在水平方向上仅受到地面的摩擦力和Q的在水平方向上的弹力。当挡板MN竖直缓慢向右移动时，物体Q对物体P水平方向的弹力增大，角度变大，水平分力变大，所以地面对物体P的摩擦力增大，故B正确；C．挡板MN竖直缓慢向右移动时，力增大，所以P．Q间的弹力会增大，故C错误；D．物体Q始终处于平衡状态，所受合力为零，大小不变，故D错误。故选B12．【答案】D【解析】【详解】对衣服受力分析可知，钩子对衣服的拉力为对钩子受力分析，因钩子光滑，则两边绳子拉力相等，且钩子的拉力方向在两绳的角平分线上，两边绳子的夹角为 则解得故选D。13．【答案】D【解析】【详解】D．物体B保持静止，受重力和拉力，根据平衡条件，轻绳拉力大小处处相同，等于B的重力，保持不变，轻绳对圆环的拉力不变，D正确；ABC．圆环A缓慢向右移动一段距离，重物C受重力和两侧绳子的拉力，始终平衡，拉力和重力大小都不变，根据平衡条件，动滑轮两侧绳子夹角保持不变，滑轮的运动情况如图所示，所以重物C必定下降，重物B上升，栓接A的轻绳与水平方向夹角不变，杆对环的支持力也一定不变，ABC错误。 故选D。14．【答案】B【解析】【详解】设弹簧与竖直方向的夹角为，现保证b不动，使向左缓慢平移一小段距离，则增大，以a为研究对象，受力分析如图所示，根据平衡条件得增大，减小，则增大，压缩弹簧，长度变短。对a的弹力增大，增大。对a．弹簧和b整体研究，水平方向则推力F将增大；竖直方向对b的支持力不变，根据牛顿第三定律可知，b对的压力不变，故B正确，ACD错误。故选B。
 15．【答案】A【解析】【详解】对人受力分析，则其中解得 由几何关系可知则故选A。
 16．【答案】D【解析】【详解】悬挂的图画受重力和两根绳子的拉力处于平衡，合力等于0，知两根绳子拉力的合力等于重力，设绳子与竖直方向的夹角为，则，看见当时，绳子拉力最小，D正确．【点睛】本题主要是考查了共点力平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象．进行受力分析．利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．17．【答案】C【解析】设最多可以夹起n块木板，则先将所有木板当做整体，整体在竖直方向受重力．静摩擦力，受力平衡，有再以除了最外侧两块木板以外的部分作为研究对象，其在竖直方向受重力，静摩擦力，受力平衡有联立解得则最多可以夹起10块木板误。故选C。18．【答案】A【解析】【分析】【详解】分别对两小球受力分析由图可得解得故选项A正确，BCD错误。故选A。