高一物理共点力平衡经典习题

第1页高一物理第（14）次作业卷 时间：2015年 12月 日 任课教师：班级： 学生姓名： 主备人：常丽丽 1．用推力作用在重力为G 的小球使它始终静止在倾角为θ的光滑斜面上，外力通过小球的球心，则A. 推力最小值为GtanθB. 推力最小值为Gsinθ （ ）C. 推力最大值为G/cosθD. 推力必须沿斜面向上才能使小球静止2．如图所示，一小球用轻绳悬于O 点，用力F 拉住小球，使悬线保持偏离竖直方向75°角，且小球始终处于平衡状态。

为了使F 有最小值，F 与竖直方向的夹角θ应该是( )A ．90°B ．45°C ．15°D ．0°3．将三根伸长可不计的轻绳AB 、BC 、CD 如图连接，现在B 点 悬挂一个质量为m 的重物，为使BC 绳保持水平且AB 绳、CD 绳与水平天花板夹角分别为60o 与30o ，需在C 点再施加一作用力，则该力的最小值为( )A ．mgB ．mg 21C ．mg 33D ．mg 634．如图所示，A 、B 两物体的质量分别是m A 和m B ，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦不计。

如果绳的一端由P 点缓慢向左运动到Q 点，整个系统始终处于平衡状态，关于绳子拉力大小F 和两滑轮间绳子与水平方向的夹角α的变化，以下说法中正确的是( )A ．F 变小，a 变小B ．F 变大，a 变小C ．F 不变，a 不变D ．F 不变，a 变大5．如图所示．在倾角为θ的光滑斜面和档板之间放一个光滑均匀球体，档板与斜面夹 角α。

初始时90αθ+<o 。

在档板绕顶端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程下列说法正确的是( )A ．斜面对球的支持力变大B ．档板对球的弹力变大c ．斜面对球的支持力变小 D ．档板对球的弹力先变小后变大6．如图所示，物体P 左边用一根轻弹簧和竖直墙原长．若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F 向右拉相连，放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度大于P ，直到把P 拉动．在P 被拉动之前的过程中，弹簧对P 的弹力N 的大小和地面对P 的摩擦力f 的大小的变化情况是( )A ．N 始终增大，f 始终减小B ．N 先不变后增大，f 先减小后增大C ．N 保持不变，f 始终减小D ．N 保持不变，f 先减小后增大7．如图所示，物体B 通过动滑轮悬挂在细绳上，整个系统处于静止状态，动滑轮的质量和一切摩擦均不计。

如果将绳的左端由Q 点缓慢地向左移到P 点，整个系统重新平衡后，绳的拉力F 和绳子与竖直方向的夹角θ的变化情况是 ( )A ．F 变大，θ变大B ．F 变小，θ变小C ．F 不变，θ变小D ．F 不变，θ变大750 Fθ O第2页8．如图所示，固定的光滑竖直杆上套一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，用力F 拉绳，使滑块从A 点沿杆缓慢上滑至B 点，在此过程中拉力F 和杆对滑块的弹力N 的变化情况是( )A.F 恒定不变，N 逐渐增大B.F 逐渐减小，N 保持不变C.F 逐渐增大，N 逐渐增大D.F 先增大后减小，N 逐渐增大9．如图所示，光滑的夹角为θ＝30°的三角杆水平放置，两小球A 、B 分别穿在两个杆上，两球之间有一根轻绳连接两球，现在用力将小球B 缓慢拉动，直到轻绳被拉直时，测出拉力F ＝10 N ，则此时关于两个小球受到的力的说法正确的是(小球重力不计)( )A ．小球A 受到杆对A 的弹力、绳子的张力B ．小球A 受到的杆的弹力大小为20NC ．此时绳子与穿有A 球的杆垂直，绳子张力大小为203N 球B 受D ．小到杆的弹力大小为203N10．如图所示，轻杆BC 的一端用铰链接于C ，另一端悬挂重物G ，并用细绳绕过定滑轮用力拉住。

开始时，90BCA ∠>︒，现用拉力F 使BCA ∠缓慢减小，直到BC 接近竖直位置的过程中，杆BC 所受的压力（ ）A ．保持不变B ．逐渐增大C ．逐渐减小D ．先增大后减小11．如图所示，绳与杆均不计重力，承受力的最大值一定．A 端用绞链固定，滑轮O 在A 点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略)，B 端吊一重物P ，现施加拉力F T 将B 缓慢上拉，在杆转到竖直前A ．OB 段绳中的张力变大 B ．OB 段绳中的张力变小C ．杆中的弹力大小不变D ．杆中的弹力变大12．半径为R 的球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，滑轮到球面B 的距离为h ，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A 点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图所示，现缓慢地拉绳，在使小球由A 到B 的过程中，半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化的情况是（ ）A ．N 不变，T 变小B ．N 不变， T 先变大后变小C ．N 变小，T 先变小后变大D ．N 变大，T 变小G FC A B FA B B Q P θ第3页参考答案1．B【解析】试题分析：小球受重力、垂直于斜面向上的支持力和推力的作用，支持力与推力的合力的大小等于重力，方向竖直向上，根据力的合成相关知识可知，当推力垂直于支持力方向时所用的力是最小的，如图所示，故此时推力F= Gsinθ，所以选项B 正确。

考点：力的合成。

2．C【解析】试题分析：如图所示，小球受三个力而处于平衡状态，重力mg 的大小和方向都不变，绳子拉力T 方向不变，因为绳子拉力T 和外力F 的合力等于重力，通过作图法知，当F 的方向与绳子方向垂直时，由于垂线段最短，所以F 最小，则由几何知识得θ=15°．选项C 正确.考点：共点力的平衡；平行四边形定则.3．D【解析】试题分析：对B 点，由平衡可知，tan 60BC mg T =o ，解得3BC T =C 点分析，CD 的拉力方向一定，则当外力的方向与CD 垂直时，外力F 最小，根据平行四边形定则知，sin 30BCF T =o ，3sin 306BC F T mg ==o 考点：力的平衡。

4．C第4页【解析】试题分析：物体B 要保持静止就要受力平衡，即绳子拉力B F m g =，无论P 点怎么移动，绳子拉力都要与B 的重力平衡，大小不变。

再分析A 受到自身重力和两个绳子拉力作用，同一个绳子拉力相等，根据A 处于平衡有两个拉力的合力与A 的重力等大反向，有几何关系可得2sin A F m g α=，A 的质量不变，绳子拉力不变，所以夹角不变选项C 对。

考点：共点力的平衡5．CD【解析】试题分析：小球受到自身重力，斜面支持力和挡板弹力三力平衡，其中重力大小方向不变，斜面弹力垂直斜面向上方向不变，二者的合力与挡板弹力等大反向，挡板弹力垂直挡板，方向从斜向下逐渐变为水平向右最后变为斜向上，如下图所示挡板弹力变化时，重力和斜面支持力从斜向上逐渐变为斜向下，观察上面的示意图可见，斜面对球的支持力逐渐变小，挡板对球的弹力先减小后增大，选项CD 正确。

考点：共点力的动态平衡6． D【解析】试题分析：由于开始时弹簧的长度大于原长，因此弹簧对P 的弹力N 为水平向左的拉力，在P 被拉动之前的过程中，弹簧的长度没有发生变化，根据胡克定律可知，弹簧对P 的弹力N 大小保持不变，故选项A 、B 错误；又因物体P 开始处于静止状态，因此物体P 还受到了地面水平向右的静摩擦力f 作用，根据共点力平衡条件可知，随着向右的水平力F 逐渐增大，摩擦力f 将先逐渐减小至零，此时当水平力F 继续增大时，摩擦力f 方向将改为水平向左，大小逐渐增大，直至增大至最大静摩擦力，物体P 被拉动，故选项C 错误；选项D 正确。

考点：本题主要考查了物体的受力分析、胡克定律和共点力平衡条件的应用问题，属于中档题。

7．A【解析】试题分析：原来整个系统处于静止状态，滑轮两侧绳的拉力F 的合力等于B 物体的重力，左端移动到P 点后，仍然处于平衡状态，此时滑轮两侧绳中拉力大小为F ′的合力大小仍为B 物体的重力，根据几何关系可知，此时两绳的夹角增大，合力不变，由两个力的合力随两力夹角的增大而减小知则有绳中拉力F ′＞F ，由于滑轮两侧绳的夹角增大，根据三角形的内角和为180°图中角θ变大．故A 正确；B 、C 、D 错误．考点：本题考查物体的平衡．第5页8． C【解析】试题分析:滑块受三个力的作用：重力，绳的拉力和杆的弹力；滑块从A 点沿杆缓慢上滑至B 点的过程中，可以认为滑块总保持平衡状态。

设绳与竖直方向的夹角为θ,在这个过程中θ是增大那么拉力F=cos G θ，θ是增大，cos θ减小，拉力逐渐F 增大。

杆对滑块的弹力N=Gtan θ, θ是增大，tan θ增大，弹力N 逐渐增大。

所以C 对。

考点： 力的合成与分解，共点力作用下平衡9．AB【解析】试题分析：由于拉动是缓慢进行的，因此任何一个小球均处于动态平衡状态，则对小球A 而言，仅受两个力的作用，杆对A 的弹力N 2与绳子的张力T 平衡，绳子垂直于A 所在的杆，选项A 正确。

小球B 受到三个力平衡，拉力F ，绳子弹力T 和杆对它的弹力N 1，把绳子上的弹力正交分解，则有0cos 60x T T F ==，可得T=2F ，因此小球A 受到的杆的弹力大小为2F=20 N ，选项B 正确、C 、D 错误。

考点：本题考查动态平衡问题。

10．A【解析】试题分析：以B 点为研究对象，受到三个力分别为重物拉B 点拉力T 1=G ，AB 绳子拉力T 2=F ，及杆CB第6页对B 的弹力F N ，三力合成如图所示，从图中可以看出~ABC BFE ∆∆，则有12N AC AB BC T TF ==，得1N BC BC F TG AC AC==，则A 正确。

考点：本题考查物体的平衡。

11．BC【解析】试题分析：以杆与绳子的交点为研究对象，可知该交点受到竖直向下的拉力（大小等于G ）,OB 段绳子的拉力OB F ，以及杆对绳子的弹力F ，根据相似三角形法可得OB F G OB OA=,G 与OA 都是定值，而OB 在减小，所以OB F 也在减小，A 错误，B 正确；由三角形法则可得：F G AB OA =,G 与OA 都是定值，而AB 不变，所以F 恒定不变，D 错误，C 正确。

考点： 考查了三角形法则在共点力平衡中的应用，其中相似三角形法是解决此类问题的常用手段12．A【解析】试题分析：以小球为研究对象，分析小球受力情况：重力G ，细线的拉力T 和半球面的支持力N ，作出N 、T的合力F ，由平衡条件得知F=G ． 由△NFA ∽△AO 1O 得11N F T OA O O O A =得：1OA N G O O = 11O A T G O O = 由题缓慢地将小球从A 点拉到B 点过程中，O 1O ，AO 不变，O 1A 变小，得T 变小；N 不变，A 正确 考点：本题考查物体在共点力作用下的动态平衡。