人教版 (2019)必修 第一册5 共点力的平衡综合训练题

这是一份人教版 (2019)必修 第一册5 共点力的平衡综合训练题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．2023年10月4日，在杭州亚运会的女子10米跳台比赛中，全红婵再度上演“水花消失术”获得冠军。全红婵在跳水过程中，下列说法正确的是（ ）
A．起跳时，受到的支持力是由脚部的形变产生的
B．在空中运动阶段，仅受重力和空气阻力
C．在最高点时合力为零
D．研究她在空中做翻转动作时，可将其视为质点
2．如图所示，用细线相连的质量分别为2m、m的小球a、b在拉力F作用下，处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角为θ＝30°，则拉力F的最小值为（ ）
A． mg
B．mg
C．mg
D．mg
3．如图所示，三根轻绳的一端分别系住质量m1、m2、m3的物体，它们的另一端分别通过光滑定滑轮系于O，整个装置处于平衡状态时，Oa与竖直方向成30°角，Ob处于水平状态，则( )
A．B．
C．D．
4．如图所示，沿竖直方向悬挂着一铁制棋盘，具有磁性的棋子能被吸附在棋盘上保持静止状态，忽略棋子间的相互作用力。对于被吸附在棋盘上由不同材质制成的棋子，下列说法正确的是（ ）
A．越重的棋子所受摩擦力越大
B．磁性越大的棋子所受摩擦力越大
C．与棋盘接触面积越大的棋子所受摩擦力越大
D．接触面越粗糙的棋子所受摩擦力越大
5．近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生。玩手机时，会让颈椎承受更多的重量。不当的姿势会导致一系列健康问题的出现。当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化。现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型：重心在头部的P点，颈椎OP（视为轻杆）可绕O转动，人的头部在颈椎的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下静止。假设低头时颈椎与竖直方向的夹角为30°，PQ与竖直方向的夹角为60°，此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（ ）
A．1.4倍B．1.7倍C．3.3倍D．4.0倍
6．一物体P通过细绳系在两根等长细绳OA、OB的结点O上，细绳的A端、B端挂在半圆形的支架上，如图所示。开始时绳OB处于水平位置，此时细绳OA、OB的拉力大小各为5.0N和3.0N。保持A端、O端的位置不动，将B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C，在这一过程中（ ）

A．OA绳上拉力一直增大B．OA绳上拉力先减小后增大
C．OB绳上拉力一直减小D．OB绳上拉力先减小后增大
7．如图所示，当拉力F的大小为2N时，物体静止且弹簧测力计的示数为8N，则当拉力F大小变为12N时，弹簧测力计的示数为（ ）
A．12NB．8NC．4ND．20N
8．如图所示，结点O通过三根轻绳连接，整个系统处于静止状态，开始时绳OA水平，OA、OB两绳夹角α＝120°，且OA、OB两绳最大承受能力相等均为150N，现保持OB绳不动，将OA绳顺时针转过90°过程中，则（g=10m/s2）（ ）
A．绳OA上拉力不断减小
B．当G＝100N时，OA绳拉力的最小值为50N
C．若保持OA、OB两绳不动，不断增加物体质量，OA绳先断
D．若保持OA、OB两绳不动，不断增加物体质量，绳子都不断，物体质量最大为7.5kg
二、多选题
9．如图所示，物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，a、b均处于静止状态，关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．a受到两个摩擦力的作用
B．b共受到三个力的作用
C．b对a的摩擦力方向向上
D．增大水平推力F，a受到墙壁的摩擦力不变
10．如图所示，将两个相同的木块P、Q置于粗糙斜面上，P、Q中间有一处于压缩状态的弹簧，弹簧不与P、Q栓接。木块P受到一个沿斜面向下的恒定拉力F，P、Q均静止。下列说法正确的是（ ）
A．Q一定受到4个力的作用
B．P一定受到5个力的作用
C．只移去弹簧后P可能会沿斜面下滑
D．只移去弹簧后P所受摩擦力一定变小
11．下列“画阴影”的物体受力分析正确的是
A．接触面光滑
B．光滑斜面
C．物体冲上粗糙斜面
D．一起向右匀速
12．如图所示，倾角为30°的斜面体固定放置在水平面上，可以自由转动的挡板连接在斜面上，半径为R的匀质光滑球体放置在挡板和斜面之间，缓慢转动挡板，改变挡板和斜面之间的夹角，小球总处在平衡状态下，下列说法正确的是（ ）
A．当=30°时，斜面对球体的支持力为0
B．当=60°时，挡板对球体的支持力大于斜面对球体的支持力
C．当=120°时，挡板对球体的支持力等于小球的重力
D．小球的质量不变，仅增大R，斜面对球体的支持力不变
三、解答题
13．（1）如图所示，两个物体A、B压缩一段弹簧，放置在水平地面上，处于平衡状态，把两个物体A、B和弹簧看成一个系统，哪些力是内力，哪些力是外力？
（2）若把物体A和弹簧看成一个系统，哪些力是内力，哪些力是外力？
14．如图所示，重力为GA=10N的物体A与重力为GB=50N的物体B用跨过定滑轮的轻绳连接，B放在水平桌面上，且绳BO呈水平状态，AO段处于竖直状态。已知B与水平桌面间的动摩擦因数为0.15，最大摩擦力fm=8N，轻绳与定滑轮间的摩擦不计。求：
(1)若使B在水平桌面上向右匀速运动，求F的大小？
(2)为了使A、B均保持静止状态，则可对B施加一个水平向左的拉力F，试确定拉力F的大小应满足的条件。
15．木块A、B的质量分别为mA=3kg、mB=1.5kg，木板B两面平行，放在倾角为37°的三角体C上。木块A被一根固定在天花板上的轻绳拉住，绳拉紧时与斜面的夹角也是37°。已知A与B，B与C之间的动摩擦因数均为。现用平行于斜面的拉力F将木板B从木块A下面匀速抽出，同时C保持静止。（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
（1）绳子对A木块的拉力大小；
（2）拉力F的大小；
参考答案：
1．B
【详解】A．起跳时，受到的支持力是由跳台的形变产生的，故A错误；
B．在空中运动阶段，仅受重力和空气阻力，故B正确；
C．在最高点时全红婵仅受重力，故C错误；
D．研究她在空中做翻转动作时，全红婵的形状不能忽略，不可将其视为质点，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图，如图所示：
根据平衡条件得知：F与FT的合力与重力3mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为
Fmin＝3mgsinθ＝mg
故D正确，ABC错误．
故选D。
3．C
【详解】对结点O受力分析，O点受到三根绳子的拉力如图所示．
根据三角形的知识有
=cs30°=
=sin30°=
根据三力平衡条件可知，Fb和Fc的合力F与Fa等值反向，所以有

则
Fa：Fc：Fb=2：：1
根据定滑轮两端拉力相等，有
Fa=m1g
Fb=m3g
Fc=m2g
所以
m1：m2：m3=2：：1
故选C。
4．A
【详解】AB．根据棋子受力平衡可知棋子所受到的摩擦力大小始终等于棋子的重力，与磁性强弱无关，故A正确，B错误；
CD．根据前面分析可知棋子所受到的摩擦力大小等于棋子的重力，故棋子与棋盘间接触面积越大，棋子所受的摩擦力不一定越大；同理接触面越粗糙的棋子所受摩擦力不一定越大，故CD错误。
故选A。
5．B
【详解】由题意可明确人的头受力情况，如图所示
则由几何关系可知，人的颈椎对头的支持力F与重力的比值为
所以
故选B。
6．D
【详解】做出结点O的受力分析，将B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C在这一过程中的受力情况如图所示
OA绳上拉力一直减小，；OB绳上拉力先减小后增大，。
故选D。
7．B
【详解】改变拉力前，物体处于静止状态，说明物体受到的静摩擦力大小为
方向向左，同时说明物体与接触面间的最大静摩擦力至少为6N，当改变拉力大小，假设物体不动，其所受摩擦力大小为
小于最大静摩擦力，所以物体仍静止，弹簧测力计的示数仍为8N，ACD错误，B正确。
故选B。
8．B
【详解】A．以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力图
重力G、绳OA的拉力FA，绳OB的拉力FB，根据平衡条件可得知：拉力FB和拉力FA的合力与重力G大小相等、方向相反，如图。
作出三个不同位置力的合成图
从图中可以看出，FA先减小后增大，FB逐渐减小，直到为零。
故A错误；
B．OA绳拉力的最小时此时FA与FB垂直，此时
故B正确；
C．通过O点的受力分析图可知
则随着物体质量不断增大，OB绳子先断，故C错误；
D．要求随着物体质量不断增大，绳子都不断，考虑最先断的必然是OB，有
即
得
即
故D错误；
故选B。
9．AD
【详解】b受到重力、推力F，a对b的弹力，静摩擦力四个力平衡．对于a物体，受重力、b对a的弹力、墙壁对a的弹力、b对a的摩擦力，墙壁对a的摩擦力五个力作用平衡，根据共点力平衡得，对整体分析，竖直方向受总重力和摩擦力，所以a受到墙壁的摩擦力等于a、b的重力之和，不随F的增大而增大．故选AD．
10．BD
【详解】B．设木块质量为m，斜面倾角为，对P受力分析如图
则P受到重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力五个力的作用，B正确；
A．Q受到的弹簧弹力沿斜面向上，若Q重力沿斜面向下的分力与弹簧弹力的大小相等，则Q不受摩擦力，所以Q可能受到重力、支持力、弹簧弹力三个力的作用，A错误；
CD．有弹簧时，正交分解P受到的重力，沿斜面方向受力平衡，有
只移去弹簧时，有
可知物块P受到的沿斜面向下的力变小，需要的摩擦力变小，故物块P仍然静止。C错误，D正确
故选BD。
11．BD
【详解】试题分析：A中如果物体受到，则物体不会保持该状态，A错误，B中如果小球受到斜面的支持力，则小球不会保持竖直状态，B正确，C中物体相对斜面向上运动，所以受到沿斜面向下的摩擦力，C错误，D中两物体保持相对静止，它们之间没有力的作用，所以上面的物体只受到重力和支持力作用，D正确，
考点：本题考查了受力分析
点评：此题是一道很好的受力分析题，在做受力分析的时候需要结合物体的运动状态进行分析，可用假设法判断
12．AD
【详解】A．当时，挡板水平，挡板对小球的支持力与小球的重力等大反向，斜面对球体的支持力为0，故A正确；
B．当时，对小球进行受力分析，由三力平衡与力的合成，计算可得挡板对球体的支持力大小等于斜面对球体的支持力大小，故B错误；
C．当时，挡板竖直，对小球进行受力分析，由三力平衡与力的合成，计算可得挡板对球体的支持力小于小球的重力，故C错误；
D．仅增大R，挡板和斜面之间的夹角不变，小球的质量不变，小球的受力情况不变，则斜面对球体的支持力不变，故D正确。
故选AD。
13．（1）见解析；（2）见解析
【详解】（1）把两个物体A、B和弹簧看成一个系统时，弹簧对A、B两个物体的作用力是内力，物体A、B所受到的重力以及地面对物体A、B的支持力和静摩擦力是外力。
（2）把物体A和弹簧看成一个系统时，弹簧对物体A的弹力是内力，物体B对弹簧的弹力是外力，物体A受到的重力以及地面对物体A的支持力和静摩擦力是外力。
14．(1) 2.5N；(2) 2N≤F≤18N
【详解】(1)B在水平桌面上向右匀速运动，滑动摩擦力方向向左，滑动摩擦力大小为
对物体A、B受力分析，由物体做匀速运动得
解得
(2)当拉力较小时，设为F1，B相对水平面向右滑趋势，静摩擦力方向水平向左，则对AB由静止得
解得
当拉力较大时，设为F2，B相对水平面向左滑趋势，静摩擦力方向水平向右，则对AB由静止得
解得
拉力的大小应满足的条件是2N≤F≤18N。
15．（1）；（2）
【详解】（1）设绳子对木块A的拉力大小是T，则木块A对B板的压力
A、B之间的摩擦力
A物体平衡，根据平衡条件，有
代入数据解得
（2）木板B与斜面之间的摩擦力
B板沿斜面方向上受力平衡，有
代入数据解得