高中物理第三章习题课物体的受力分析和共点力作用下的平衡练习(含解析)新人教版必修1

高中物理第三章习题课物体的受力分析和共点力作用下的平衡练

习（含解析）新人教版必修1

1.(2019·集宁区校级月考)如图所示，人站在自动扶梯的水平踏板上，随

扶梯斜向上匀速运动，不计空气阻力，以下说法正确的是( )

A．人受到重力和支持力的作用

B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用

C．人的重力和人对踏板的压力是一对平衡力

D．人对踏板的压力就是人的重力

解析：选A.人站在自动扶梯上，人受到竖直向下的重力作用和竖直向上的支持力作用，人相对于扶梯是静止的，没有运动也没有运动趋势，人不受摩擦力作用，故A正确，B错误；重力和支持力是一对平衡力，人的重力和人对踏板的压力不是平衡力，C错误；人对踏板的压力属于弹力，人的重力是万有引力，二者是不同性质的力，故D错误．

2.(2019·湖北八校高一联考)如图所示，质量为m的木块A放在水

平面上的质量为M的斜面体B上，现用大小相等、方向相反的两个

水平推力F分别作用在A、B上，A、B均保持静止不动．则( )

A．A与B之间一定存在摩擦力

B．B与地面之间一定存在摩擦力

C．B对A的支持力一定等于mg

D．地面对B的支持力大小一定等于(m＋M)g

解析：选D.A在斜面上处于静止状态，对A受力分析如图甲所示，若F x＝G x，则F f＝0；若F x ＞G x，则F f≠0且方向沿斜面向下，则A错误；由图甲知F N＝F y＋G y，则F N与G的大小关系不确定，C错误；对A、B整体受力分析如图乙，水平方向上与地面间无摩擦力，竖直方向上F N

G A＋G B＝(m＋M)g，则B错误，D正确．

地＝

3.如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，

小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹

簧A、C的伸长量之比为( )

A.3∶4 B．4∶ 3

C．1∶2 D．2∶1

解析：选D.将两小球及弹簧B视为整体进行受力分析有F C＝F A sin 30°

F C＝kx C

F A＝kx A

F A F C ＝

1

sin 30°

＝2∶1

x A

x C

＝2∶1

故D正确，A、B、C错误．

4．(多选)(2019·湖南衡阳高一月考)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳

两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑

的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，

下列说法正确的是( )

A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变

B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大

C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小

D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移

解析：选AB.如图所示，两个绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等

的．假设绳子的长度为x，两竖直杆间的距离为L，则x cos θ＝L，绳

子一端在上下移动的时候，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则

θ角度不变；两个绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，由于夹角

不变，所以绳子的拉力不变，A正确，C错误；当杆向右移动后，根据x cos θ＝L，即L变大，绳长不变，所以θ角度减小，绳子与竖直方向的夹角变大，绳子的拉力变大，B正确；绳长和两杆距离不变的情况下，θ不变，所以挂的衣服质量变化，不会影响悬挂点的移动，D错误．5．(多选)(2019·浙江宁波高一期末)在粗糙水平地面上与墙平行放着一

个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处

于静止状态．现对B加一竖直向下的力F, F的作用线通过球心，设B对

墙的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的摩擦力为F3，地面对A的支持力为F4.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，则在此过程中( )

A．F1保持不变，F4保持不变

B．F1缓慢增大，F4缓慢增大

C．F2缓慢增大，F3缓慢增大

D．F2缓慢增大，F3保持不变

解析：选BC.以B球为研究对象，将F与B重力G的合力按效果进行分解，如图，设BA连线与竖直方向夹角为α，由平衡条件得：B对墙的作用力：F1＝(F＋G B)tan α，当F增大时，

F 1缓慢增大；B 对A 的作用力：F 2＝F 1

sin α，F 1缓慢增大，则F 2缓慢增大；再以整体为研究对象，根据平衡条件，则有：地面对A 的支持力F 4＝G A ＋G B ＋F ，F 增大则F 4缓慢增大；地面对A 的摩擦力F 3＝F 1，由前面分析F 1增大则F 3缓慢增大．

6．如图所示，质量为m 1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O ，轻绳OB 水平且B 端与站在水平面上的质量为m 2的人相连，轻绳OA 与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2

.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．求：

(1)轻绳OA 、OB 中的张力分别是多大？

(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？

(3)若人的质量m 2＝60 kg ，人与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m 1最大不能超过多少？

解析：(1)以结点O 为研究对象，受三段轻绳的拉力作用，且竖直绳上的拉力大小等于m 1g ，如图，根据共点力平衡条件有：

F OB －F OA sin θ＝0，F OA cos θ－m 1g ＝0

联立以上两式解得：F OA ＝m 1g cos θ＝54

m 1g F OB ＝m 1g tan θ＝34

m 1g .

(2)人在水平方向仅受绳OB 的拉力F OB 和地面的摩擦力F f 作用，根据平衡条件有：