专题01 力与物体的平衡【测】解析版

第一部分 力与运动 专题01 力与物体的平衡（测）

(满分：100分 建议用时：60分钟)

姓名：________________________ 班级：______________________ 得分：____________________ 一．选择题：本题共12小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.如图所示，斜面体放在水平地面上，物体放在斜面上，受到一个水平向右的力F ，物体和斜面体始终保持静止，这时物体受到的摩擦力大小为f 1，斜面体受到水平地面的摩擦力大小为f 2。则当F 变大时，有( )

A ．f 1变大，f 2不一定变大

B ．f 2变大，f 1不一定变大

C ．f 1与f 2都不一定变大

D ．f 1与f 2都一定变大

【答案】B

【解析】对物体受力分析可知，物体受到推力、重力、支持力，可能有摩擦力。设斜面倾角为θ，斜面体质量为M ，物体质量为m ，则在斜面方向上有，①当mg sin θ>F cos θ时，摩擦力的方向平行斜面向上，大小为f 1＝mg sin θ－F cos θ，随着F 的增大，f 1先变小后增大；①当mg sin θ＝F cos θ时，摩擦力等于零，当F 增大时，摩擦力的方向平行斜面向下，f 1随F 的增大而增大；①当mg sin θ

2.(2020·长沙六校联考)如图所示，轻杆下端固定在光滑轴上，可在竖直平面内自由转动，重力为G 的小球粘在轻杆顶部，在细线的拉力作用下处于静止状态。细线、轻杆与竖直墙壁间的夹角均为30°，则细线与杆对小球的作用力的大小分别是( )

A ．12G ，3

3G

B ．

33G ，3

3

G C ．G ，G D ．12G ，12

G

【答案】B

【解析】分析小球受力，小球受到竖直向下的重力G、沿细线方向的拉力F T和轻杆的弹力F N，由平衡条件可

得F T sin 30°＝F N sin 30°，F T cos 30°＋F N cos 30°＝G，联立解得F T＝F N＝

3

3G，选项B正确。

3.(2020·济南市高三质量评估)如图所示，将小物块P轻轻放到半圆柱体上时，小物块只能在圆柱体上A到B之

间保持静止。若小物块与半圆柱体之间的动摩擦因数为

3

3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则①AOB为()

A．30° B．60° C．90° D．120°

【答案】B

【解析】对小物块P进行受力分析，如图所示，假设此时小物块刚好静止在半圆柱体上，所受的摩擦力等于最大静摩擦力，则由力的平衡条件可得mg sin α＝F f、F f＝μF′N、F′N＝F N＝mg cos α，整理解得α＝30°，所以①AOB ＝60°，B正确。

4．(2020·武汉市调研)如图所示，水平地面上固定着一个三棱柱，其左侧光滑，倾角为α；右侧粗糙，倾角为β。放置在三棱柱上的物块A和物块B通过一根跨过顶端光滑定滑轮的细绳相连，若物块A和物块B始终保持静止。下列说法正确的是()

A．仅增大角α(小于90°)，物块B所受的摩擦力一定增大

B．仅增大角α(小于90°)，物块B对三棱柱的压力可能减小

C．仅增大角β(小于90°)，细绳的拉力一定增大

D．仅增大角β(小于90°)，地面对三棱柱的支持力不变

【答案】D

【解析】物块A受重力、三棱柱的支持力、细绳的拉力，由平衡条件可知细绳的拉力大小为F＝m A g sin α，则仅增大角α，细绳的拉力增大，如果m A g sin α

的小球a和轻质圆环b，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当a、b静止时，Oa段绳与杆的夹角也为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是()

A．a可能受到2个力的作用B．b可能受到3个力的作用

C．绳对a的拉力大小为mg tan θ D．杆对a的支持力大小为mg cos θ

【答案】C

【解析】对小球a受力分析，如图所示

小球a一定受3个力的作用，由于b为轻质圆环，因此其不受重力的作用，b静止时，只受两个力的作用，由力的平衡条件可知F＝F N b，A、B错误；对小球a由力的平衡条件可知，沿杆方向有F′cos θ＝mg sin θ，解得绳对a的拉力F′＝mg tan θ，C正确；垂直杆方向有mg cos θ＝F′sin θ＋F N a，解得F N a＝mg cos θ－mg sin θtan θ，D 错误。

6．(2020·江西七校高三联考)如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置相比()

A．A对B的作用力减小B．B对A的支持力增大

C．木板对B的支持力增大D．木板对B的摩擦力增大

【答案】D

【解析】由题意知A、B始终处于动态平衡状态，对A受力分析知A受重力和B对A的作用力而平衡，所以A 对B的作用力与A的重力大小相等，故A错误。当将木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置时，B的上表面不再水平，设B的上表面与水平面间的夹角为α，则B对A的支持力为G A cos α