高三物理共点力作用下物体的平衡练习题附答案
2021_2022学年高中物理课时练习23共点力作用下物体的平衡含解析教科版必修1
高中物理教科版必修1：共点力作用下物体的平衡【基础全面练】(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题，每题5分，共30分)1．如图所示，某同学用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，沿水平面做匀速直线运动，此时绳中拉力为F ，则木箱所受合力大小为( )A ．0B ．FC ．F cos θ D．F sin θ【解析】选A 。
根据题意可知，木箱沿水平面做匀速直线运动，受力平衡，合外力为零，故A 正确。
2．如图，某同学在建筑工地上观察沙子堆积时，发现沙子会自然堆积成圆锥体，且在不断堆积过程中，材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的。
该同学测出这堆沙子的底部周长为10π m，了解到沙子的总体积约为25π m 3，若沙子间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则沙子间的动摩擦因数约为( )A.0.3 B ．0.4 C ．0.5 D ．0.6【解析】选D 。
圆锥体的底部圆半径为r ＝l 2π ＝10π2π m ＝5 m ，圆锥体的高为h ＝3V S ＝3V πr 2 ＝3×25ππ×52 m ＝3 m锥体的底角的正切：tan θ＝hr＝0.6对锥面上的一粒沙粒分析，沙粒刚好静止，所以有：μmg cos θ＝mg sin θ 解得：μ＝0.6，故D 正确。
3．如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置。
将一物块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与物块水平相连。
现在用绳索与木板连接，用手向右水平拉绳索，使木板在桌面上滑动。
弹簧测力计示数稳定后，下列说法正确的是( )A．物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力B．只有木板匀速运动时测力计示数才不变C．测力计的示数一定等于物块所受摩擦力的大小D．测力计的示数一定等于手对绳索拉力的大小【解析】选C。
对物块受力分析，受力有：重力、支持力、滑动摩擦力和弹簧的拉力4个力，物块处于平衡状态，由于发生相对运动，所以物块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力，本实验中，木板不论处于什么运动，物块总处于平衡状态，则弹簧的弹力总等于物块的滑动摩擦力，即T弹＝μm物块g保持不变，故C正确，A、B、D错误。
共点力平衡练习题(有答案)
1． 如图所示，在一细绳B 点系住一重物，细绳AB 、BC 两端分别固定在竖直墙面上，使得AB 保持水平，BC 与水平方向成30º角，已知三段细绳最多都只能承受200N 的拉力；那么为使三段细绳都不断裂，BD 段最多能悬挂多重的物体? 1.100N2．甲、乙两球的半径均为R ，质量相等，用轻绳悬挂起来，如图所示，已知AB 段绳的拉力为F=120N ，绳BD=BC=R ，求：（1）绳BD 和BC 受到的拉力T 。
(2) 甲、乙两球间的相互作用力N 的大小。
69.28N 34.643．如图所示，A 、B 都是重物，A 被绕过小滑轮P 的细线所悬挂，B 放在粗糙的水平桌面上．滑轮P 被一根斜短线系于天花板上的O 点，O ′是三根细线的结点，细线bO ′水平拉着物体B ，cO ′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若悬挂小滑轮的斜线中的拉力是F ＝203N ，∠cO′a＝120°，重力加速度g 取10m/s2，则下列说法正确的是 (BC ) A ．弹簧的弹力为20N B ．重物A 的质量为2kgC ．桌面对物体B 的摩擦力为103ND ．细线OP 与竖直方向的夹角为60°4．如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g 。
若接触面间的摩擦力忽略不计，求石块侧面所受弹力的大小为多少？解：楔形石块受力如图，根据力的合成可得：2cos(90)mg F α=⨯-，所以02cos(90)2sin mg mgF αα==-5、质量为kg m 4=的物体放置在粗糙的水平面上，如图在水平向右的N F 201=的作用下使其向右匀速运动。
当改为斜向下的2F 作用时仍然可以使物体向右匀速运动，已知2F 与水平方向之间的夹角为037=α。
（COS37°=0.8, Sin37°=0.6,g=10m/s2）试求: (1)2F 的大小？(2)在第(1)问的前提下,若该物体匀速运动的初速度是10 m/s,要使物体不撞到前方30m 处的障碍物,力2F 最多作用多长的时间?（若物体在水平面上运动，只受滑动摩擦阻力时，其加速度大小为5 m/s2）(1)以物体为研究对象，受力分析建立如图直角坐标系，根据平衡条件，得N f mg N f F μ==-=-001 联立①②③代入数据 解得，5.0=μ 当施加2F 力时，对30A C B D ααmfxα 2FNy Gv v1F2F α物体受力分析如图所示Nf mg F N f F μαα==--=-0sin 0cos 22 联立⑤⑥⑦代入数据 解得 N F 402=(2) 要求物体不撞到障碍物上力2F 最多作用的时间,即力2F 作用t 时间后,撤去2F 物体减速至障碍物处刚好静止.撤去2F 前物体运动距离 x1=vt=10t 撤去2F 后物体运动距离 ma v x 1010100222===又 x1 + x2 = x, 即 10t + 10 =30, 所以t=2s 6．如图所示，物体m 与天花板间的动摩擦因数为μ，当力F 与水平方向夹角为θ时，物体沿天花板匀速运动. 画出物体的受力图，并求力F 的大小. FCos θ=FfFSin θ=FN+GF=μmg/(μSin θ-Cos θ)7．如图所示, 质量为m 的物块在质量为M 的木板上滑行, 木板与地面间摩擦系数为μ1, 物块与木板间摩擦系数为μ2, 已知木板处于静止状态, 那么木板所受地面摩擦力的大小是A ．μ1Mg B． μ2mg C ．μ1（m+M ）g D ．μ1Mg+μ2mgB 10．如图所示装置，两物体质量分别为m1、m2，悬点A 、B 间的距离远大于滑轮的直径（即滑轮的大小可忽略不计），不计一切摩擦及滑轮的重力，装置处于静止状态，则A ．m2可能大于m1B ．m2一定大于m1/2C ．m2可能等于m1D ．θ1一定等于θ2 ABCD8.所受重力G1＝8 N 的砝码悬挂在绳PA 和PB 的结点上.PA 偏离竖直方向37°角，PB 在水平方向，且连在所受重力为G2＝100 N 的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，如图12所示，试求： (1)木块与斜面间的摩擦力；(2)木块所受斜面的弹力. 解析：如图甲所示分析P 点受力，由平衡条件可得： FA cos37°＝G 1FA sin37°＝FB 可解得：FB ＝6 N再分析G2的受力情况如图乙所示.由物体的平衡条件可得： Ff ＝G2 sin37°＋FB ′cos37°FN＋FB′ sin37°＝G2 cos37° FB′＝FB 可求得：Ff ＝64.8 N FN ＝76.4 N.答案：(1)64.8 N ，方向沿斜面向上 (2)76.4 N ，垂直斜面向上 θ F F f θ F F N G θ1 θ2m 1m 2A B9、质量m ＝15kg 的光滑球A 悬空靠在墙和木块B 之间，木块B 的质量为M ＝150kg ，且静止在水平地板上，如图所示，取g ＝10m/s2，求：⑴墙和木块B 受到的球的压力各为多少?⑵水平地板所受的压力和木块B 所受的摩擦力各为多少？⑴小球A 和木块B 受力分析如图所示，用N1、N2、N3、N1/分别表示木块对A 的弹力、墙壁对A 的支持力、地面对木块的支持力以及球A 对木块B 的压力。
专题2.2 受力分析 共点力作用下物体的平衡【练】解析版(1)
专题2.2 受力分析共点力作用下物体的平衡【练】目录一．练经典题型 (1)二、练创新情景 (6)三．练规范解答 (14)一．练经典题型1．如图所示，物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上，关于A受力的个数，下列说法中正确的是()A．A一定受两个力作用B．A一定受四个力作用C．A可能受三个力作用D．A受两个力或者四个力作用【答案】：D【解析】：若拉力F大小等于物体的重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到两个力作用；若拉力F小于物体的重力，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到四个力作用．2．(2021·河北定州模拟)如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO′段水平，长度为L，绳子上套一可沿绳滑动的轻环．现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L，则钩码的质量为()A.22M B.32MC.2MD.3M 【答案】：D【解析】：重新平衡后，绳子形状如图所示由几何关系知：环两边绳子的夹角为60°，绳子与竖直方向夹角为30°，则根据平行四边形定则，环两边绳子拉力的合力为3Mg，根据平衡条件，则钩码的质量为3M，故选项D正确．3．(多选)如图所示，固定斜面上有一光滑小球，与一竖直轻弹簧P和一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数可能的是()A．1B．2C．3D．4【答案】BCD【解析】设小球质量为m，若F P＝mg，则小球只受拉力F P和重力mg两个力作用；若F P<mg，则小球受拉力F P、重力mg、支持力F N和弹簧Q的弹力F Q四个力作用；若F P＝0，则小球要保持静止，应受F N、F Q 和mg三个力作用，故小球受力个数不可能为1。
A错误，B、C、D正确。
4．(2020·天津南开中学月考)如图所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面水平，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F≠0。
高考物理《共点力的平衡》真题练习含答案
高考物理《共点力的平衡》真题练习含答案1．[2024·河北省百师联盟联考]如图所示，小球A和B套在光滑水平杆上，两球间连接轻弹簧，A、B分别通过长度相等的轻绳一起吊起质量为300 g的小球C，当两绳与水平杆的夹角为37°时恰好处于平衡状态，此时弹簧压缩了2 cm.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度大小取10 m/s2.弹簧始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为()A．200 N/m B．100 N/mC．50 N/m D．1 N/m答案：B解析：对小球C受力分析可知mg＝2T sin 37°，对弹簧kx＝T cos 37°，解得k＝100 N/m，B正确．2．[2024·山东省威海市期末考试]如图所示，质量为0.1 kg的圆环套在固定的水平杆上，受到竖直面内与杆成53°角的拉力作用向右匀速运动，拉力大小为20 N．重力加速度取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，则圆环与杆之间的动摩擦因数为()A．0.2 B．0.4C．0.6 D．0.8答案：D解析：对小球受力分析，受力如图所示．F N＝F sin 53°－mg＝15 N，F f＝F cos 53°＝μF N，解得μ＝0.8，D正确．3．[2024·湖南省湖湘教育协作体联考](多选)某同学研究小虫子在一圆柱体上的运动，将一只小虫子置于水平放置的圆柱体顶部A，虫子在一圆柱体上缓缓爬行，圆柱体的半径比虫子大得多，θ＝30°；多次观察发现：小虫子在B点上方时可以正常爬行，一旦由上往下过了B 点便会滑落，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，动摩擦因数为μ，虫子质量为m ，虫子在B 点时对圆柱体的压力为F N ，则( )A ．μ＝32 B ．μ＝3C ．F N ＝33 mg D ．F N ＝12mg 答案：BD解析：如图所示当小虫子位于B 点时刚好达到最大静摩擦力，F N ＝mg sin θ＝12 mg ，f＝μF N ，f ＝mg cos θ＝32mg ，解得μ＝3 ，B 、D 正确．4．[2024·浙江1月]如图所示，在同一竖直平面内，小球A 、B 上系有不可伸长的细线a 、b 、c 和d ，其中a 的上端悬挂于竖直固定的支架上，d 跨过左侧定滑轮、c 跨过右侧定滑轮分别与相同配重P 、Q 相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡．已知小球A 、B 和配重P 、Q 质量均为50 g ，细线c 、d 平行且与水平成θ＝30°(不计摩擦)，则细线a 、b 的拉力分别为( )A ．2 N 1 N B. 2 N 0.5 N C ．1 N 1 N D. 1 N 0.5 N 答案：D解析：由题意可知细线c 对A 的拉力和细线d 对B 的拉力大小相等、方向相反．对A 、B 整体分析可知细线a 的拉力大小为T a ＝(m A ＋m B )g ＝1 N ，设细线b 与水平方向夹角为α，分别对A 、B 分析有T b sin α＋T c sin θ＝m A g ，T b cos α＝T c cos θ，解得T b ＝0.5 N ．5.如图所示，某同学想进行一项挑战，他两手水平用力夹起一摞书保持静止，设手对书施加的水平压力F＝220 N，若每本书的质量均为0.90 kg，手与书之间的动摩擦因数为μ1＝0.4，书与书之间的动摩擦因数相同，均为μ2＝0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.则该同学()A．最多能夹住9本书B．最多能夹住19本书C．最多能夹住14本书D．最多能夹住16本书答案：D解析：设最多能夹住n本书，由平衡条件得2μ1F＝nmg，解得n＝19本；以中间(n－2)本书为研究对象，由平衡条件得2μ2F＝(n－2)mg，解得n＝16，D正确．6．[2024·湖南永州市月考]如图所示，固定在水平地面上的物体A的左侧是圆弧面，右侧是倾角为θ的斜面．一根轻绳跨过物体A顶点处的小滑轮，绳两端分别系有质量为m1、m2的两个物体．若m1、m2都处于静止状态且m2所处位置与圆心的连线跟水平方向的夹角为θ，不计一切摩擦，则m1、m2之间的大小关系是()A．m1＝m2tan θB．m1＝m2cos θC．m1＝m2tan θD．m1＝m2cos θ答案：A解析：由题意，通过光滑的滑轮相连，左右两侧绳的拉力F大小相等，两物体处于平衡状态，分别对这两个物体进行受力分析可得F＝m1g sin θ，F＝m2g cos θ，联立两式解得m1＝m2tan θ，A正确．7．如图所示，轻杆AB的左端用铰链与竖直墙壁连接，轻杆CD的左端固定在竖直墙上．图甲中两轻绳分别挂着质量为m1、m2的物体，另一端系于B点，图乙中两轻绳分别挂着质量为m3、m4的物体，另一端系于D点．四个物体均处于静止状态，图中轻绳OB、O′D 与竖直方向的夹角均为θ＝30°，下列说法一定正确的是()A ．m 1∶m 2＝1∶1B ．m 1∶m 2＝2∶3C ．m 3∶m 4＝1∶1D ．m 3∶m 4＝2∶3 答案：B解析：图甲中，OB 绳的拉力T ＝m 1g ，由平衡条件可得m 2g ＝m 1g cos θ，则m 1∶m 2＝2∶3 ，A 项错误，B 项正确；CD 杆固定在墙上，杆对结点D 的弹力大小和方向都不确定，则m 3、m 4的比值不确定，C 、D 两项均错误．8.[2024·山东省部分学校联考]如图所示，倾角为θ的粗糙斜面固定在水平地面上，跨过轻质滑轮的轻质细绳左端与物块A 连接，右端与物块B 连接时，物块A 恰好能沿斜面匀速下滑，仅将细绳右端的物块B 换为物块C 时，物块A 恰好能沿斜面匀速上滑．已知物块A 与斜面间的动摩擦因数为0.5，滑轮摩擦不计，取重力加速度大小g ＝10 m/s 2，sin θ＝0.6，则物块B 、C 的质量之比等于( )A ．1∶2B ．1∶3C ．1∶4D ．1∶5 答案：D解析：当悬挂物块B 时有m A g sin θ＝μm A g cos θ＋m B g ，当悬挂物块C 时有m A g sin θ＋μm A g cos θ＝m C g ，解得m B m C ＝15，D 正确．9.[2024·河南省普高联考]某小组设计实验，利用手中的氢气球测量风力和气球所受浮力的大小．将质量为m 的重物悬挂在O 点，在水平风力、竖直浮力和绳的拉力作用下，气球处于静止状态，如图所示．经测量发现上段细绳与竖直方向夹角、下段细绳与水平方向的夹角均为30°.已知氢气球的质量是M ，重力加速度大小为g ，则此时风力和浮力的大小分别是( )A ．32 mg 32mg ＋Mg B ．32 mg 32 mg ＋MgC ．32 mg ＋Mg 32 mgD ．32 mg ＋Mg 32mg 答案：A解析：对气球受力分析，根据共点力平衡条件可知，竖直方向有Mg ＋T cos 30°＝F 浮，水平方向有T sin 30°＝F 风，对O 点受力分析，根据共点力平衡条件得T ′sin 30°＝T 1cos 30°，T ′cos 30°＝T 1sin 30°＋mg ，联立解得F 风＝32 mg ，F 浮＝32mg ＋Mg ，A 正确．10.[2024·湖南省娄底市期末考试]如图所示，建筑工地上某人在一水平台上用轻质绳OB 拉住质量为m ＝20 kg 的重物，另一轻质绳OA 与竖直方向夹角θ＝37°，OA 与OB 绳打结于O点且恰好垂直．已知人的质量M ＝60 kg ，重物与人均处于静止状态，(取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)则：(1)OA 绳与OB 绳的拉力分别为多大；(2)人受到的平台对他的支持力与摩擦力的大小． 答案：(1)160 N 120 N (2)672 N 96 N解析：(1)对O点受力分析如图所示，由平衡条件，T A、T B的合力与重物的重力大小相等，方向相反，可得T A＝mg cos 37°，T B＝mg sin 37°解得T A＝160 N，T B＝120 N(2)对人受力分析如图所示，由牛顿第三定律可知T B＝T′B由平衡条件可知N B＝T′B sin 37°＋MgT′B cos 37°＝f解得N B＝672 N，f＝96 N．11.[2024·重庆巴南检测]如图所示，一条轻质细绳跨过光滑的定滑轮连接两个小球A、B，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计滑轮的质量，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为2θ，OB绳与水平方向的夹角为θ，B球的质量为m，重力加速度大小为g，则(1)细绳上的张力是多少？(2)A球的质量是多少？(3)滑轮受到细绳的作用力是多少？答案：(1)mgsin θ(2)2m cos θ(3)mgsinθ2解析：(1)对B球受力分析可知，T sin θ＝mg则细绳上的张力T＝mgsin θ(2)对A球受力分析可知T sin 2θ＝m A g解得A球的质量是m A＝2m cos θ(3)由几何关系可知，绕过滑轮的两边绳子之间的夹角为θ，则滑轮受到细绳的作用力F＝2T cos θ2＝mg sinθ2.。
共点力的平衡(有答案)
1．物体在共点力的作用下，保持________或做____________，我们就说这个物体处于平衡状态．共点力作用下物体的平衡条件是____________．其数学表达式为F合＝______或F x合＝F y合＝其中F x合为物体在x轴方向上所受的合外力，F y合为物体在y轴方向上所受的合外力．答案．静止匀速直线运动合力为零0002．共点力作用下物体的平衡条件(F合＝0)的应用步骤(1)选定____________，依据题意应该用整体法还是隔离法更有利于解决问题，应视具体问题而定．(2)对研究对象进行准确的__________，找出哪些物体对要研究的物体有力的作用．(3)画出________________，并将某些力进行合成或分解，作出平行四边形．(4)根据平衡条件：____________，列出平衡方程进行求解．答案．(1)研究对象(2)受力分析(3)受力示意图(4)F合＝0练习题；1．下列物体中处于平衡状态的是(AC)A．静止在粗糙斜面上的物体B．沿光滑斜面下滑的物体C．在平直路面上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的一瞬间2．物体静止放置在粗糙斜面上，斜面对物体的作用力的方向是(C)A．垂直斜面向上B．可能沿斜面向下C．竖直向上D．无法判断3．下列关于物体的平衡状态的说法，正确的是(A)A．只有在静止和匀速直线运动状态，物体才处于平衡状态B．做竖直上抛运动的物体，上升到最高点时速度为零，此瞬间物体处于平衡状态C．若一个物体相对另一个物体静止，则此物体处于平衡状态D．若一个物体所受合外力为零，则此物体处于静止状态4．下列情况下，物体处于平衡状态的有(B)A．自由下落B．沿斜面匀速下滑C．物体被竖直向上抛出到达最高点时D．处于超重状态的物体5．物体在共点力作用下，下列说法中正确的是(C)A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体所受合力为零，就一定处于平衡状态D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态6．一物体放在粗糙的水平面上，质量m＝5 kg，物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.3，当用水平力F作用在物体上时，物体恰好做匀速直线运动，则力F应为多少？答案．15 N 解析F＝μmg＝0.3×5×10 N＝15 N.7．物体在共点力作用下，下列说法中正确的是(C)A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B．一物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态C．物体所受合力为零，就一定处于平衡状态D．物体做匀加速直线运动时，物体处于平衡状态8．如图1所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块所受的摩擦力f与拉力F的合力方向应该是(B)A．水平向右B．竖直向上C．向右偏上D．向左偏上对物块进行受力分析如右图所示，除F与f外，它还受竖直向下的重力G及竖直向上的支持力N，物块匀速运动，处于平衡状态，合力为零．由于重力G和支持力N在竖直方向上，将重力和支持力等效成一个竖直向下的力，四力平衡转化为三力平衡，则根据三力平衡的原理，F与f的合力必须和重力与支持力的合力等大反向，所以沿竖直方向向上．故B正确．]9. 如图2所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是(CD)A．作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B．作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力10．某物体处于平衡状态时受到四个力的作用，保持其中三个力大小和方向均不变，将另一个力F保持其大小不变，方向转过90°角，则欲使物体仍保持静止状态，必须再加上一个大小为多大的力才行(B) A．F B.2F C．2F D．3F11．物体受到三个共点力F1＝7 N、F2＝9 N及未知力F作用而平衡，试讨论F的取值范围；若物体受到四个共点力F1＝7 N、F2＝9 N、F3＝3 N及未知力F4作用而平衡，则F4的取值范围如何呢？答案．2 N≤F≤16 N0 N≤F4≤19 N12. 如图3所示，重力为500 N 的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N 的物体，当绳与水平面成60°角时，物体静止．不计滑轮与绳的摩擦．求地面对人的支持力和摩擦力．答案．100(5－3) N 100 N解析 人和重物静止，所受合力皆为零，对物体受力分析得到，绳的拉力F ′等于物重200 N ；人受四个力作用，将绳的拉力分解，即可求解且人受绳的拉力F 大小与F ′相同，则F ＝F ′＝200N.如右图所示，以人为研究对象，将绳的拉力分解得水平分力F x ＝F cos 60°＝200×12 N ＝100 N 竖直分力F y ＝F sin 60°＝200×32N ＝100 3 N 在x 轴上，f 与F x 二力平衡，所以静摩擦力f ＝F x ＝100 N ，在y 轴上，三力平衡得，地面对人的支持力N ＝G －F y ＝(500－1003) N ＝100(5－3) N.13．如图4所示，用绳AC 和BC 吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，AC 绳能承受的最大的拉力为150N ，而BC 绳能承受的最大的拉力为100 N ，求物体最大重力不能超过多少？答案．173.2 N解析 以重物为研究对象，重物受力如右图所示，重物静止，加速度为零．由平衡条件得T AC sin 30°－T BC sin 60°＝0① T AC cos 30°＋T BC cos 60°－G ＝0② 由式①可知T AC ＝3T BC当T BC ＝100 N 时，T AC ＝173 N ，AC 将断．而当T AC ＝150 N 时，T BC ＝86.6N<100 N 将T AC ＝150 N ，T BC ＝86.6 N 代入式②解得G ＝173.2 N 所以重物的最大重力不能超过173.2 N.14．下列各组的三个共点力不能使物体处于平衡状态的是( B )A ．F 1＝5 N ，F 2＝5 N ，F 3＝1 NB ．F 1＝1 N ，F 2＝3 N ，F 3＝1 NC ．F 1＝2 N ，F 2＝4 N ，F 3＝6 ND ．F 1＝6 N ，F 2＝10 N ，F 3＝8 N15. 建筑工人用如图5所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0 kg 的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg 的建筑材料以0.500 m/s 2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g 取10 m/s 2)( B )A ．510 NB ．490 NC ．890 ND ．910 N答案．对建筑材料进行受力分析．根据牛顿第二定律有F －mg ＝ma ，得绳子的拉力大小等于F＝210 N ．然后再对人受力分析由平衡知识得Mg ＝F ＋N ，得N ＝490 N ，根据牛顿第二定律可知人对地面的压力为490 N ，B 对．16 如图8所示，质量为m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为(A )A.32mg 和12mgB.12mg 和32mg C.12mg 和12μmg D. 32mg 和32μmg 等边三棱柱静止在斜面上，处于平衡状态，故所受合力为零，由受力分析可知其受重力、弹力和静摩擦力，画出受力分析图可知斜面对三棱柱的支持力N ＝mg cos 30°＝32mg ，摩擦力F 1＝mg sin 30°＝12mg ，A 正确．] 17. 如图10所示，质量为m 的物体悬挂在轻质支架上，斜梁OB 与竖直方向的夹角为θ.设水平横梁OA 和斜梁OB 作用于O 点的弹力分别为F 1和F 2，以下结果正确的是( D )A ．F 1＝mg sin θB ．F 1＝mg sin θC ．F 2＝mg cos θD ．F 2＝mg cos θ由题可知，对悬挂的物体由力的平衡条件可知绳子的拉力等于其重力，则绳子拉O 点的力也等于重力．求OA 和OB 的弹力，选择的研究对象为作用点O ，受力分析如图，由平衡条件可知，F 1和F 2的合力与T 等大反向，则由平等四边形定则和几何关系可得：F 1＝mg tan θ，F 2＝mg cos θ，则D 正确．]。
共点力作用下的物体的平衡
1・7共点力作用下的物体的平衡1.下列关于质点处于平衡状态的论述，正确的是A •质点一定不受力的作用B •质点一定没有加速度C .质点一定没有速度D .质点一定保持静止10.质量为M 的物体放在粗糙的水平地面上.一人用与水平方向成 0角的斜向上的拉力止状态.若物体与地面间的滑动摩擦力为它们间弹力的□倍，则物体所受摩擦力的大小为2 •一个人用竖直向上的拉力去拉一个置于水平面上的物体，但没有拉动，这时A .人的拉力一定小于物体的重力B .人的拉力有可能等于物体的重力大小C .水平面对物体一定有竖直向上的弹力D .水平面对物体可能没有作用力3 .一个物体受到三个共点力的作用，在下列给出的几组力中，能使物体处于平衡状态的是A . F i = 3N , F 2 = 4N , F 3= 8NB . F 1 = 3N , F 2 = 2N , F 3= 1NC . F 1 = 5N , F 2= 5N , F 3 = 5ND . F 1 = 5N , F 2 = 6N , F 3= 15N 4 .如图1所示，置于倾角为 0的斜面上的物体正在沿斜面匀速向下滑动，物体的重力为 6,则（ ） A .斜面对物体的摩擦力的大小等于 Gsin 0 B .斜面对物体的弹力大小等于 Gcos 0 C .物体对斜面的压力大小一定等于 G D .物体对斜面的摩擦力的方向沿斜面向下，大小等于 Gsin 0 5 .如图2所示，物体 A 和B 叠放在水平面上，在水平恒力 F 1和F 2的作用下处于静止状态.已 知F 1>F 2，贝V A .物体A 和物体B 间一定存在摩擦力的作用 B .物体A 一定不受摩擦力的作用 C .物体B 所受地面的摩擦力的大小一定等于 F 什F 2 D .地面对物体B 的摩擦力的大小一定等于 F 1- F 26.如图3所示，一只箱子放在水平地面上，两个小孩游戏时分别用相反方 向的水平力F 1、、F 2、推箱子，F 1 = 10N 、F 2= 2N ，但没有推动。
高三物理共点力的平衡试题答案及解析
高三物理共点力的平衡试题答案及解析1.一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。
将一质量、体积的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。
向浮筒内冲入一定质量的气体，开始时筒内液面到水面的距离，筒内气体体积。
在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面的距离为时，拉力减为零，此时气体体积为，随后浮筒和重物自动上浮。
求和。
已知:大气压强，水的密度，重力加速度的大小。
不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。
【答案】；【解析】当时，由平衡条件得①代入数据得②设筒内气体初、末态的压强分别为、，由题意得③④此过程中，筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得联立②③④⑤式，代入数据得⑥【考点】玻意耳定律2.如图甲所示，在粗糙水平面上静置一个截面为等腰三角形的斜劈A，其质量为M，两个底角均为30°．两个完全相同的、质量均为m的小物块p和q恰好能沿两侧面匀速下滑．若现在对两物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力F1、F2，且F1＞F2，如图乙所示，则在p和q下滑的过程中，下列说法正确的是A．斜劈A仍保持静止B．斜劈A受到地面向右的摩擦力作用C．斜劈A对地面的压力大小等于（M＋2m）gD．斜劈A对地面的压力大于（M＋2m）g【答案】AC【解析】甲图中，三个物体都处于平衡状态，故可以对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故支持力为（M+2m）g，没有摩擦力；若对两物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力F1、F2，则两物体对斜面体的滑动摩擦力和正压力都不变，故斜面仍然静止，斜劈A也不受地面的摩擦力作用，斜劈A对地面的压力大小仍等于（M＋2m）g 选项A C正确BD错误；【考点】整体及隔离法；物体的平衡。
3.（19分）如图所示平面直角坐标系xoy位于竖直平面内，在坐标系的整个空间存在竖直向上的匀强电场，在区域Ⅰ(0≤x≤L)还存在匀强磁场，磁场方向垂直于xoy平面向里。
在x轴上方有一光滑弧形轨道PQ，PQ两点间竖直高度差为。
高三物理共点力的平衡试题答案及解析
高三物理共点力的平衡试题答案及解析1.如图所示，固定斜面上的物体A受到平行于斜面向下的力作用。
若力F大小不变，将力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢的转到沿斜面向上（转动范围如图中虚线所示）。
在F转动过程中，物体始终保持静止。
在此过程中物体与斜面间的： ( )A．弹力可能先增大后减小B．摩擦力一定先减小后增大C．弹力一定先减小后增大D．摩擦力一定一直减小【答案】C【解析】据题意，设拉力F与垂直斜面的夹角为，当拉力F转动过程中，拉力F在垂直于斜面方向的分力为：，支持力为：由于夹角先变小后变大，所以支持力先变小后增加，故选项C正确选项A错误；开始转动时摩擦力向上，由于F在沿斜面向下的分力在减小，所以摩擦力在减小，当F转动向上时，F沿斜面向上的分力在变大，摩擦力可能沿斜面向上且一直在减小，也可能向下，且增加，故选项B、D错误。
【考点】本题考查动态平衡。
2.如图，欲使在粗糙斜面上匀速下滑的木块A停下，可采用的方法是A．增大斜面的倾角B．对木块A施加一个垂直于斜面的力C．对木块A施加一个竖直向下的力D．在木块A上再叠放一个重物【答案】B【解析】当沿斜面向上的摩擦力大于沿斜面向下的重力分力就可以；增大斜面的倾角，木块下滑更快，A错误；对木块A施加一个竖直向下的力、在木块A上再叠放一个重物，沿斜面向上的摩擦力仍然等于沿斜面向下的重力分力，选项C、D错误，B正确。
【考点】共点力的平衡。
3.倾角，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止（），求：（1）地面对斜面的摩擦力大小与方向；（2）地面对斜面的支持力大小（3）通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。
【答案】(1) ，方向向左。
(2)(3) 见解析【解析】（1）隔离法：对木块：，因为，得所以，对斜面：设摩擦力f向左，则，方向向左。
（如果设摩擦力f向右，则，同样方向向左。
共点力作用下物体的平衡 第一章《力、物体的平衡》高中物理
【例题5】如图所示，汽车用绳索通过定滑轮牵引小 船，使小船匀速靠岸，若水对船的阻力不变，则下列 说法中正确的是（ AB ）
A．绳子的拉力不断增大 B．船受到的浮力不断减小 C．船受到的合力不断增大 D．绳子的拉力可能不变
① 静平衡—— 四、正弦定理法:
4、正弦定理法：三力平衡时，三个力可构成一封 闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用 正弦定理列式求解。
(2)为了求链条最低点的张力T，隔离取一半链条作 为研究对象，受力分析如图所示，在水平方向有
T=F1cos =(G/2sin) cos =G/2tan 求T时，也可隔离一半链条为研究对象，
用力的矢量三角形求解.
例题1．重G的均匀绳两端悬于水平天花板上的A、B两
点。静止时绳两端的切线方向与天花板成α角。求绳
第①个推论主要是利用等效的观点来理解合力 的大小和方向。
2、共点力平衡条件推论（二）：
当三个共点力作用于物体上使物体处于平 衡时，三个力的矢量图组成一个封闭的矢量三 角形。
第②个推论使用时其中有个力是恒力，另 一个力方向不变，判断两个力的变化情况。
【释例1】如图所示，一物体在四个力F１、F2、F３、F ４作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过 60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均
球的质量比为〖 〗
A
① 静平衡—— 一、力的合成法:
【例题4】如图所示，一个重力为mg的小环套在竖直的 半径为的光滑大圆环上，一劲度系数为k，自然长度为 L（L<2r）弹簧的一端固定在小环上，另一端固定在大 圆环的最高点A。当小环静止时，略去弹簧的自重和小 环与大圆环间的摩擦。求弹簧与竖直方向之间的夹角 Φ。
A．水平拉力一定大于重力 B．绳的拉力一定大于重力 C．α一定小于θ D．水平力足够大时，杆可水平
共点力平衡---高中物理模块典型题归纳(含详细答案)
共点力平衡---高中物理模块典型题归纳（含详细答案）一、单选题1.如图所示，两个相同的小物体P、Q静止在斜面上，P与Q之间的弹簧A处于伸长状态，Q与挡板间的弹簧B处于压缩状态，则以下判断正确的是（）A.撤去弹簧A，物体P将下滑，物体Q将静止B.撤去弹簧A，弹簧B的弹力将变小C.撤去弹簧B，两个物体均保持静止D.撤去弹簧B，弹簧A的弹力将变小2.如图5所示，小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上移动时，球始终保持静止状态，则细绳上的拉力将（）A.先增大后减小B.逐渐减小C.先减小后增大D.逐渐增大3.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L．现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L．斜面倾角为30°，如图所示，则物体所受摩擦力（）A.等于零B.大小为mg，方向沿斜面向下C.大小为mg，方向沿斜面向上D.大小为mg，方向沿斜面向上4.如果两个力彼此平衡，则它们（）A.不一定作用在同一个物体上B.必不是作用力和反作用力C.必是同种性质的力D.可能是作用力与反作用力5.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点。
设滑块所受支持力为F N,则下列判断正确的是（）A.F缓慢增大B.F缓慢减小C.F N缓慢减小D.F N大小保持不变6.如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中（该过程小球未脱离球面），木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是（）A.F1增大，F2减小B.F1减小，F2增大C.F1减小，F2减小D.F1增大，F2增大7.如图所示，用OA、OB、AB三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m、带等量同种电荷的小球(可视为质点)，三根绳子处于拉伸状态，且构成一个正三角形，AB绳水平，OB绳对小球的作用力大小为T。
高三物理三力平衡试题答案及解析
高三物理三力平衡试题答案及解析1.如图所示，质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静放在粗糙水平地面上，O为球心．有一劲度系数为K的轻弹簧一端固定在半球底部处，另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点。
已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为μ， OP与水平方向的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是A．小球受到轻弹簧的弹力大小为B．小球受到容器的支持力大小为C．小球受到容器的支持力大小为D．半球形容器受到地面的摩擦大小为【答案】C【解析】对小球受力分析，如图所示，由几何关系可知，，故A、B错误；C正确；由牛顿第三定律可知，弹簧对容器的弹力大小等于F，小球对弹簧的弹力等于T；由图形可知，两力在水平方向的分量相等，故容器在水平方向不受摩擦力，故D错误．【考点】共点力的平衡；力的合成与分解。
2.如图甲，手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度。
某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位4缓慢地调至卡位1（如图乙），电脑始终静止在底座上，则（）A．电脑受到的支持力变大B．电脑受到的摩擦力变小C．散热底座对电脑的作用力变大D．散热底座对电脑的作用力不变【答案】D【解析】由图知卡位4缓慢地调至卡位1的过程中，散热底座与水平面的夹角θ增大，以电脑为研究对象，受力分析，有重力、支持力、摩擦力，由几何关系知，支持力，摩擦力，可知支持力减小，摩擦力增大，故A、B错误；根据平衡条件知散热底座对电脑的作用力为支持力与摩擦力的合力等于电脑重力保持不变，所以C错误；D正确。
【考点】本题考查物体的平衡3.如图所示，手推车的篮子里装有一篮球，女孩把手推车沿斜面向上匀速推动，篮子的底面平行于斜面，靠近女孩的一侧面垂直于底面，下列说法正确的有（）A．篮子底面受到的压力大于篮球的重力B．篮子底面受到的压力小于篮球的重力C．篮子右侧面受到的压力大于篮球的重力D．篮子右侧面受到的压力小于篮球的重力【答案】BD【解析】由图知篮子的底面与侧面垂直，把篮球的重力按作用效果分解，可分解为垂直与底面与垂直与侧面的两个分力，由几何关系知，两个分力都小于重力，所以A、C错误；B、D正确。
专题10 共点力作用下的静态平衡问题(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题10 共点力作用下的静态平衡问题特训目标特训内容目标1 受力分析（1T—5T）目标2 有关连接体的静态平衡问题（6T—10T）目标3 三角形相似法在静态平衡问题中的应用（11T—15T）目标4 静态平衡状态下的临界极值问题（16T—20T）一、受力分析1．如图所示，甲、乙两个三角形物体在一个垂直于甲和乙接触面的力F的作用下，均静止在固定的斜面上。
以下关于甲、乙两个物体受力情况的判断正确的是（）A．物体甲一定受到四个力的作用B．物体甲可能只受到三个力的作用C．物体乙一定受到四个力的作用D．物体乙可能只受到三个力的作用【答案】A【详解】AB．物体甲受到重力，甲相对于乙有沿斜面向下运动趋势，乙对甲有一个沿乙表面向上的摩擦力，有摩擦力必定有弹力，所以乙对甲有一个支持力，另外甲还受到推力F，共4个力，B错误A正确；CD．物体乙受到重力、甲对它的压力和摩擦力、斜面对它的支持力；以甲、乙整体为研究对象，力F沿固定斜面有向上的分力，该分力大小与甲和乙重力沿斜面向下的分力大小不确定，所以乙和斜面间可能有摩擦力、有可能没有摩擦力，所以乙可能受4个力，有可能受5个力，CD错误。
故选A。
2．如图，在一恒力作用下，系统处于静止，则以下说法正确的是（）A．B物体最多受5个力B．A物体仅受4个力C．C物体可能受3个力也可能受4个力D．地面一定不光滑【答案】C【详解】A．物体B受到重力，物体C对它的压力、还有可能受到C对它的摩擦力、A对它的支持力和摩擦力、墙壁的支持力，所以B最多受到6个力，故A错误；BD．以B和C整体为研究对象，如果竖直面对B和C向上的摩擦力等于B和C的重力之和，则A物体与B物体之间没有作用力，则A物体受到重力和地面的支持力两个力的作用，地面可以是光滑的，故BD错误；C．对物体C进行分析，C物体受到重力、B对C的支持力、恒力F，如果恒力F沿B和C 接触面向上的分力等于C的重力沿接触面向下的分力，则C物体不受摩擦力作用，则C物体速度3个力作用，如果恒力F沿B和C接触面向上的分力不等于C的重力沿接触面向下的分力，则C物体还要受到摩擦力作用，所以C物体速度4个力作用，故C物体可能受3个力也可能受4个力，故C正确。
1.共点力作用下物体的平衡
三．平衡条件的推论 1。二．力．平．衡． 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必．定．大． 小．相．等．、．方．向．相．反．、．作．用．在．一．条．直．线．上．． 2。三．力．平．衡． 如果物体在三个互不平行的共点力的作用下处于平衡状态，其．中． 任．意．两．个．力．的．合．力．一．定．与．第．三．个．力．大．小．相．等．、．方．向．相．反．、．作．用．在．同． 一．条．直．线．上．．． 3。多．力．平．衡． 如果物体受多个力作用处于平衡状态，其．中．任．何．一．个．力．与．其．余． 力．的．合．力．大．小．相．等．、．方．向．相．反．、．作．用．在．一．条．直．线．上．．．
四。静态平衡
例 1 (2017·新课标全国卷Ⅱ，16)如右图，一物块在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持 F 的大小不变，而方 向与水平面成 60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间 的动摩擦因数为( )
A．2－
答案： C
3 B. 6
3 C. 3
3 D.2
五。动态平衡 1 图．解．法．
答案：A
2 解．析．法．
三个力的动态平衡： 如果一个力不变（如重力），另两个力方向都改变，
但它们间夹角不变。用正弦定理列方程分析
例 3 (2017·新课标全国卷Ⅰ，21)如图，柔软轻绳 ON 的一端 O 固定，其中间某点 M 拴一重物，用手拉住绳的另一端 N.初始时，OM 竖直且 MN 被拉直，OM 与 MN 之间的夹角为 α(α>π2)．现将重物向右 上方缓慢拉起，并保持夹角 α 不变．在 OM 由竖直被拉到水平的过程 中( )
A．MN 上的张力逐渐增大 B．MN 上的张力先增大后减小 C．OM 上的张力逐渐增大 D．OM 上的张力先增大后减小
高中物理(新人教版)必修第一册同步习题：共点力的平衡(同步习题)【含答案及解析】
第三章相互作用——力5共点力的平衡基础过关练题组一平衡状态1.(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是()A.如果物体的运动速度为零,则必处于平衡状态B.如果物体的运动速度大小不变,则必处于平衡状态C.如果物体处于平衡状态,则物体沿任意方向的合力都必为零D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反2.物体受到共点力的作用,下列说法中正确的是()A.在某一时刻速度等于0的物体一定处于平衡状态B.相对于另一物体保持静止的物体一定处于平衡状态C.物体所受合力为0,就一定处于平衡状态D.物体做匀加速运动时,一定处于平衡状态题组二共点力平衡的条件3.一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中的情况,那么有可能使物体处于平衡状态的是()A.1N4N7NB.2N6N9NC.2N5N8ND.6N8N6N4.如图所示,有一只重为G的蜻蜓在空中沿虚线方向匀速直线飞行,在此过程中,蜻蜓受到空气对它作用力的方向是()A.a方向B.b方向C.c方向D.d方向5.一个质量为3kg的物体被放置在倾角为α=30°的固定、光滑斜面上,在如图所示的甲、乙、丙三种情况下,物体处于平衡状态的是(g取10N/kg)()A.仅甲图B.仅丙图C.仅乙图D.甲、乙、丙图题组三受力分析整体法和隔离法6.(多选)如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈B上,现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B,它们均静止不动(重力加速度大小为g),则()A.A与B之间一定存在摩擦力B.B与地面之间可能存在摩擦力C.B对A的支持力可能小于mgD.地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g7.(多选)如图所示,质量为m、顶角为α的直角劈和质量为M的正方体放在两竖直墙和一水平面间,处于静止状态。
若不计一切摩擦,重力加速度大小为g,则()A.水平面对正方体的弹力大小为(M+m)gB.墙面对正方体的弹力大小为mgtanαC.正方体对直角劈的弹力大小为mg cosαD.直角劈对墙面的弹力大小为mg sinα8.(多选)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。
高三物理共点力的平衡试题答案及解析
高三物理共点力的平衡试题答案及解析1.如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O'点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO'段水平，长度为L；绳上套一可沿绳滑动的轻环。
现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L。
则钩码的质量为A．B．C．D．【答案】D【解析】假设平衡后轻环位置为P，平衡后，物体上升L，说明此时POO'恰好构成一个边长为L的正三角形，绳中张力处处相等，均为Mg，故钩码的重力恰好与PO'、PO拉力的合力等大反向，由三角函数关系可知，钩码的重力为，故其质量为，选D。
【考点】共点力的平衡【方法技巧】解决共点力平衡的相关问题时，对正确的研究对象（如系统、单个物体、结点等）做出受力分析往往是解决问题的关键，还要注意几何关系的应用。
2.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，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。
（2）设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。
已知存在一临界角θ0，若θ≤θ，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。
求这一临界角的正切tanθ。
【答案】(1)(2)【解析】（1）设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。
将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有Fcosθ+mg="N" ①Fsinθ="f" ②式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。
按摩擦定律有f=μN③联立①②③式得④（2）若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有Fsinθ≤λN⑤这时①式仍满足。
联立①⑤式得⑥现考察使上式成立的θ角的取值范围。
注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时极限为零，有⑦使上式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ是题中所定义的临界角，即当θ≤θ时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。
《共点力的平衡》练习题含答案
A。一定等于 mg B.一定等于ｍg Ｃ.可能大于ｍg D.可能等于２mg 6．如图所示，两个质量分别为 m1、m2 得小环能沿着一轻细绳光滑地滑动，绳得两端固 定于直杆上得Ａ、Ｂ两点，杆与水平面得夹角 θ＝1５°，在杆上又套上一质量不计得可 自由滑动得光滑小轻环，绳穿过轻环，并使 m１、m2 在其两侧,不计一切摩擦，系统最终 处于静止状态时 φ=45°,则两小环质量之比 m１：m２为（ ）
《共点力得平衡》
一、单选题 1.如图所示,Ａ、Ｂ两物体得质量分别为、，且,整个系统处于静止状态，滑轮得质量与一 切摩擦均不计，如果绳一端由 Q 点缓慢地向左移到 P 点，整个系统重新平衡后,绳得拉 力 F 与两滑轮间绳与水平方向得夹角 θ 变化情况就是( )
A。Ｆ变大，θ 角变大 B.F 变小，θ 角变小 C。F 不变,θ 角变小 Ｄ。Ｆ不变，θ 角不变 ２.如图所示，固定在水平地面上得物体 A，左侧就是圆弧面,右侧就是倾角为 θ 得斜面， 一根轻绳跨过物体Ａ顶点上得小滑轮,绳两端分别系有质量为 m１、m２得小球 B、C,假设 绳与物体Ａ得表面平行，当两球静止时，小球 B 与圆弧圆心之间得连线与水平方向得夹 角也为 θ，不计一切摩擦,则 m1、m2 之间得关系就是（ ）
A．物块 A 所受摩擦力一直变小
B。作用在Ｂ上得拉力最小为
C．地面对斜面体得摩擦力最大为
D。轻绳拉力先变大后变小 二、多选题
８.如图所示，一条细线一端与地板上得物体 B 相连，另一端绕过质量不计得定滑轮与
小球 A 相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上得 点，细线 物体 B 始终保持静止,则( ）
与竖直方向夹角为 ，
Ａ。ｔan1５°
B。tａn３０°
C。tａｎ６0°
D．tａn75°
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共点力作用下物体的平衡
基础过关
一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．如图所示，质量均为m 的a ，b 两木块叠放在水平面上，a 受到斜向上与水平面成θ角的力F 作用，b 受到斜向下与水平面成θ角的力F 作用，两力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，则（ ）
A ．b 对a 的支持力一定等于mg
B ．水平面对b 的支持力可能大于2mg
C ．a ，b 间一定存在静摩擦力
D ．b 与水平面间可能存在静摩擦力
2．如图所示，用长为L 的轻绳悬挂一质量为m 的小球，对小球再施加一个力，使绳与竖直方向成β角并绷紧，小球处于静止状态，此力最小为（ ）
A ．mgsin β
B ．mgcos β
C ．mgtan β
D ．mgcotB
3．不可伸长的轻绳AO 和BO 下端共同系一个物体P ，细线长AO ＞BO ，A ，B 两端点在同一水平线上，开始时两线刚好绷直，如下左图所示.细线AO ，BO 的拉力分别为F A ，F B ，保持A ，B 在同一水平线上，使A ，B 逐渐远离的过程中，关于细线上的拉力F A ，B B 的大小随A ，B 间距离的变化情况是（ ）
A ．F A 随距离增大而一直增大
B ．F A 随距离增大而一直减小
C ．F B 随距离增大而一直增大
D ．F B 随距离增大而一直减小
4．如图所示，A ，B 为相同的两个木块，叠放在水平的地面C 上，A ，B 用水平轻绳通过一个滑轮连接在一起，在滑轮上作用一个水平力F ，恰使A ，B 两个木块一起沿水平面向右做匀速直线运动，不计轻绳和滑轮的质量以及滑轮轴的摩擦.关于A 与B 间的摩擦力f 1与B 与C 间的摩擦力f 2的大小，有（ ）
A ．f 1=2f ，f 2=2
f B ．f 1=2f ，f 2=f C ．f 1=0，f 2=f D ．条件不足，无法确定
5．如图所示，OA 为一遵守胡克定律的弹性轻绳，其一端固定在天花板上的O 点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平面上的滑块A 相连.当绳处于竖直位置时，滑块A 与地面有压力作用.B 为一紧挨绳的光滑水平小钉，它到天花板的距离BO 等于弹性绳的自然长度.现用水平力F 作用于A ，使之向右做直线运动，在运动过程中，作用在A 上的摩擦力（ ）
A ．逐渐增大
B ．逐渐减小
C ．保持不变
D ．条件不足，无法判断
二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）
6．如下左图所示，A 、B 两物体均处于静止状态，则关于物体B 的受力情况，下列叙述中正确的是（ ）
A ．
B 物体可能受到三个力的作用，也可能受到四个力的作用
B ．B 物体一定受到四个力的作用
C ．B 物体必定受地面的静摩擦力作用
D ．B 物体必定受地面的支持力作用
7．物体A 在斜面上刚好处于静止状态，在其上轻放一重物B ，B 的重力为G ，则下列说法中正确的是（ ）
A ．A 对斜面的压力增加了G
B ．A 对斜面的压力增加了Gcos θ
C ．A 所受的合力增加了G
D ．A 对斜面的作用力增加了G
8．如下左图所示，A ，B ，C 三物体组成的系统已经在水平面上以同一速率做匀速运动，其中C 物受到向右的恒力F 的牵引，则下列说法中不正确的是（ ）
A ．
B 物受向右的摩擦力 B ．
C 物未受摩擦力
C ．A ，B ，C 这个系统所受摩擦力的矢量和为零
D ．A 物所受摩擦力的矢量和为零
9．如上右图所示，一根水平直杆上套着M 、N 两个轻环，在环下用两根等长的轻绳拴着一个重物，把两环分开放置，静止时，杆对环的摩擦力大小为f ，支持力大小为N ，若把两环距离稍缩短些放置，仍处于静止，则（ ）
A ．N 变小
B ．N 不变
C ．f 变小
D ．f 变大
三、计算或论述题
10．如图所示，当用大小为20N ，方向与水平方向成37°的推力F 推物体时，恰能使重15N 的物体靠在竖直墙面上不下滑.
（1）此时物体所受的摩擦力为多大？
（2）当推力方向不变，大小为22N 时，物体与墙之间的摩擦力是多少？
（3）欲使物体与墙之间不存在摩擦力，则推力应为多大？
11．如图所示，质量相等的长方形木块叠放在倾角为30°的斜面上，B 放在A
上并用一根细绳拴在斜面上，细绳与斜面平行，已知A 、B 间，A 与斜面间的动摩擦因数μ相等，若此时A 刚好能在B 和斜面间匀速下滑，试分析A 、B 两木块受力情况并画出它们的受力分析图，以及计算出动摩擦因数.
12．如图所示，轻绳的A 端固定在天花板上，B 端系一个重为G 的小球，小球静止在固定的光滑的大球球面上.已知AB 绳长为l ，大球半径为R ，天花板到大球顶点的竖直距离AC=d ，∠ABO ＞90°.求绳对小球的拉力及大球对小球的支持力的大小.（小球可视为质点）
13．若用力F 斜向上与水平方向成θ角拉重为G 的物体，当F 1=2
1G 时，物体恰能在水平面上做匀速直线运动，若用力F 2沿倾角为θ的斜面向上拉动物体，当F 2=G 时，物体也恰好能够匀速向上滑动.求物体与水平面间的动摩擦因数μ1，物体与斜面间的动摩擦因数μ2之比μ1∶μ2的值. 能力提升
14．一表面粗糙的斜面，放在水平光滑的地面上，如图所示，θ为斜面的倾角.一质量为m 的
滑块恰媸能沿斜面匀速下滑.若一推力F作用于滑块上使之沿斜面匀速上滑，为了保持斜面静止不动，必须用一大小为f=4mgcosθsinθ的水平力作用于斜面上，求推力F的大小和方向.
15．如图所示，一只质量为m的箱子，置于斜面上.动摩擦因数μ为，若不管用多大水平推力作用于箱子上，箱子都不可能向上滑动，则斜面的倾角θ应该满足什么条件？
共点力作用下物体的平衡
1.C
2.A
3.A
4.B
5.C 提示 弹簧弹力在竖直方向的分力保持不变.
6.BCD
7.BD
8.ABC
9.BC
10.（1）对物体进行受力分析，由于物体静止，根据共点力的平衡条件有Fsin37°+f =G
解得物体所受摩擦力f =3N ，沿墙面向上
（2）物体所受摩擦力f =1.8N ，沿墙面向上
（3）若物体与墙之间不存在摩擦力，则f sin37°=G ，解得推力F=25N.
11.受力分析图略 93=μ 12.小球为研究对象，其受力如图所示.绳的拉力F 、重力G 、支持力F N 三个力构成封闭的矢量三角形，则该矢量三角形与几何三角形AOB 相似，则根据相似比的关系
R
F R d
G l F N =+=，于是解得 G R
d R F G R d l F N +=+=,. 13.F 1cos θ=μ1（G －F 1sin θ）、又F 1=G 2
1， 则θ
θμsin 2cos 1-= θμθcos sin 22G G F +=，则θ
θμcos sin 12-= 所以μ1∶μ2=（1+sinθ）∶（2－sinθ）
14.因物块恰好能够沿斜面下滑，设斜面与物块间的动摩擦因数为μ，则可得到： θμθcos sin mg mg =，即θμtan =.
设推力F 沿斜面的分量为F x ，垂直于斜面的方向的分量为F y ，
其受力分析如图甲所示，春中支持力为F 1、摩擦力为F 2.根据平衡条
件列
出方程
2sin F mg F x +=θ、θcos 1mg F F y += 且F 2=μF 1. 斜面的受力如图乙所示，其中Mg 为斜面所受重力，F 3为地
面对斜面的支持力，斜面静止：f =F 2cos θ+f F 1sin θ.综合上述各式可
解得
F x =3mgsin θ；F y =mgcos θ，则推力
θ222sin 81+=+=mg F F F y x ，与斜面方向夹角ϕ满足θϕtan 3
1tan ==x y F F .
15.θ≥ 1
arctan。