高三物理共点力作用下物体的平衡练习题(附答案)

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Gcosθ

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 9

3=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θϕt a n 3

1t a n ==

x y F F .