人教版高中物理必修1专题测试：物体的平衡

专题测试：物体的平衡

(满分100分，100分钟完成) 班级_______姓名_______

第Ⅰ卷(选择题 共48分)

一、选择题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个

选项正确，选对的得4分，选错或不选的得0分。 1．下列说法正确的是

（ ）

A ．只有物体所受合力等于零，物体才能处于静止状态

B ．如果物体所受合力等于零，则一定处于匀速直线运动状态

C ．只要物体的速度为零，物体就一定处于平衡状态

D ．如果物体受到共点力作用而处于平衡状态，则合力一定为零

2．下列作用在同一物体上的几组共点力中，不．可能．．

使物体做匀速直线运动的有 （ ）

A ．3N 、4N 、5N

B ．4N 、3N 、6N

C ．4N 、6N 、9N

D ．5N 、6N 、12N

3．某物体受到四个同一平面内的力作用而处于静止状态，现保持其中三个力的大小和方向均不变，使另一个大小为F 的力方向转过90o，则欲使物体仍能保持静止状态，必须再加上一个大小为多少的力

（ ）

A ．F

B ．2F

C ．2F

D ．3F

4．如图1所示，重4N 的物体与弹簧相连，静止在倾角为30o的斜面上，若弹簧的弹力大小为4 N ，则物体受到的静摩擦力

（ ） A ．方向必沿斜面向上 B ．方向可能沿斜面向下 C ．大小必为6N

D ．大小不可能为6N

5．如图2所示，质量为m 的木块在置于水平桌面上的木板上滑行。木板在桌面上处于静止状态，质量M ＝3m 。已知木块与木板、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，则木板所受桌面的摩擦力大小为

（ ） A ．μmg B ．2μmg C ．3μmg

D ．4μmg

6．如图3所示，物体M 静止于倾斜放置的木板上，当木板倾斜角θ逐渐增大，直至M 开始滑动之前的过程中，物体M 对木板的压力F N 和M 所受的摩擦力F 1的变化是

（ ）

M

m

v 图2

图1

A ．F N 、F 1都增大

B ．F N 、F 1都减小

C ．F N 增大，F 1减小

D ．F N 减小，F 1增大

7．如图4所示，处在水平面上的物体在右上方的斜拉力F 2的作用下而处于静止状态，则物体所受到的静摩擦力F 1与拉力F 2的合力方向必

（ ） A ．斜向右上方

B ．竖直向上

C ．斜向左上方

D ．无法确定

8．如图5所示，在倾角为α的斜面上放一质量为m 的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则小球对斜面的压力是

（ ）

A ．mg cos α

B ．mg tan α

C ．mg /cos α

D ．mg

二、选择题：本大题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，至少有

一个选项正确，选对的得4分，对而不全得2分。选错或不选的得0分。

9．在水平力F 的作用下，重为G 的物体沿竖直墙壁匀速下滑，如图6所示。若物体与墙之间

的动摩擦因数为 ，则物体所受摩擦力的大小为 （ ）

A ．μF

B ．μF ＋G

C ．G

D 2

2

F

G 10．如图7所示，用大小相等、方向相反，并在同一水平面上的力F 挤压相同的木板，木板之间夹着两块相同的砖，砖和木板保持相对静止，则

（ ）

A ．两砖间摩擦力为零

B ．F 越大，板和砖之间的摩擦力越大

C ．板、砖之间的摩擦力等于每块砖重

D ．两砖间没有相互挤压的力

11．如图8所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P 、Q 用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。P 悬于空中，Q 放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q 时，P 、Q 仍静止不动，则

（ ）

A ．Q 受到的摩擦力可能变小

B ．Q 受到的摩擦力一定变大

C ．轻绳上拉力一定变小

D ．轻绳上拉力一定不变

12．如图9所示，在粗糙的水平面上放一个三角形木块A ，在木块A 的斜面上再放一物体B ，

θ

图3

M F 2

θ

图5

F

F

P

Q 图8

图6

物体B 静止在斜面上，则 （ ） A ．木块A 仍保持静止，但是有相对水平面向左的运动趋势 B ．木块A 仍保持静止，但是有相对水平面向右的运动趋势 C ．木块A 仍保持静止，而且没有相对水平面的运动趋势 D ．物体B 对木块A 的作用力方向竖直向下

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

三、填空、实验题：本大题共6小题，每小题4分，共24分。把正确答案填写在题中横线上或

按要求作答。

13．物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力的关系是

______________________，这三个力的合力等于___________。

14．物体放在水平地面上，受水平拉力F 作用，拉力F 由零开始逐渐增大，直到物体开始滑动，

在物体静止不动的过程中，它受到的合外力为________，它受到的摩擦力逐渐________。 15．在倾角为53o的斜面上放一个重为100N 的物体，现用大小也为100N 的沿斜面向上的力F

作用在该物体上使其静止，则物体所受到的摩擦力大小为______N ，方向为___________。 16．一个物体在三个共点力的作用下正向东做匀速直线运动。已知F 1＝6 N ，F 2＝7 N ，F 3＝8 N ，

那么这三个力的合力大小是___________N 。若撤去一个向西方向的力F 1，那么其他两个力的合力大小是___________N ，方向___________。

17．一个物体受若干共点力作用而处于平衡状态，其中的一个力F 1＝35N ，方向向右，另一个

力F 2＝5N ，方向向左，这些力都在同一平面内。现将F 1逆时针转90°，将F 2顺时针转90°，则物体所受合力大小为___________N 。

18．如图10，物块M 左侧与轻弹簧相连，弹簧左端固定在竖直墙上。开始时物块M 静止在粗

糙的水平面上，弹簧处于被拉伸状态。现在对M 施加一个从零开始逐渐增大的向右的水平拉力F ，直到M 开始向右运动为止。在这个过程中，弹簧的弹力大小变化情况是___________，水平面所受摩擦力大小的变化情况是______________________。

四、计算题：本大题共3小题，计26分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 19．（8分）质量为20 kg 的物体，放在倾角为30°的斜面上恰能匀速下滑，若要使物体沿斜面

匀速向上运动，需对物体施加多大的沿斜面向上的力？（取g ＝10m/s 2）

图10

20．（8分）如图11所示，在竖直墙壁的顶端有一直径可以忽略的定滑轮，用细绳将质量为m

＝2kg 球沿墙壁匀速拉起来。起始时绳与墙的夹角θ＝30o，终了时绳与墙的夹角θ＝60o，在这一过程中，拉力F 的最大值为多少？最小值为多大？球对墙的压力的大小在这个过程中的是怎样变化的？（g ＝10m/s 2

）

21．（10分）如图12所示，物体A 重10N ，物体B 重10 N ，A 与水平桌面间的动摩擦因数μ＝

0.2，绳重、绳与定滑轮间的摩擦均不计。A 处于静止状态，问水平拉力F 应取何值？（可认为最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等）

图11

F

B

A F

60o

图12

参考答案

一、选择题： 1．D

2．D 3．B 4．B 5．A 6．D 7．B 8．C 二、选择题： 9．AC

10．AC

11．AD

12．CD

三、填空、实验题： 13．大小相等，方向相反；零 14．零；增大

15．20；沿斜面向下 16．0；6；向东 17．50

18．不变；先减小到零，再逐渐增大 四、计算题： 19．【答案】200 N 。

【解析】当物体沿斜面匀速下滑时，设体所受的支持力和滑动摩擦力分别为F N 和F f ，由平衡条件得：

F N ＝mg os30°，F f ＝mg in30°

用平行于斜面的拉力F 使物体沿斜面匀速上滑时，物体所受的支持力不变，滑动摩擦力大小也不变，但方向沿斜面向下，根据平衡条件有： F ＝F f ＋mg in30°＝2mg sin30°＝200 N 。 20．【答案】F max ＝40N ；F min

N ；球对墙的压力逐渐增大 【解析】球受到重力mg 、支持力F N 和拉力F 三个力作用，且合力为零。由平衡条件知，三力首尾相接构成封闭的矢量三角形，如右图。

由矢量三角形知，拉力为： cos mg

F =

θ

当θ＝60o时，F 有最大值：F max ＝40N ； 当θ＝30o时，F 有最小值：F min

N 。 在此过程中，绳与墙的夹角θ逐渐增大，由矢量三角形知， F N 的变化也在不断增大。 21．【答案】4.73N ≤F ≤5.27N

【解析】分别以A 、B 为对象，受力情况如右图。 根据物体B 的平衡有： F 1＝m B g

根据A 物体在竖直方向的平衡有：

N

A 1 B

F N＋F1sin60°＝m A g

解得：F N＝1.34N

A与桌面间的最大静摩擦力为：

F m＝μF N＝0.27N

所以静摩擦力的取值范围是0＜F f≤0.27N

当水平拉力F较小时，静摩擦力F f应向左。设F的最小值为F min，由平衡条件得：F min＋F m＝F1cos60°

解得：F min＝4.73N

当水平拉力F较大时，静摩擦力F f应向右。设F的最大值为F max，由平衡条件得：F max＝F1cos60°＋F m

解得：F max＝5.27N

所以F的取值范围是：4.73N≤F≤5.27N。