2019-2020年高中物理第四章物体的平衡4.1共点力作用下物体的平衡练习1含解析教科版

2019-2020年高中物理第四章物体的平衡4.1共点力作用下物体的平衡练
习1含解析教科版
一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分)
1．一个质量为3 kg 的物体，被放置在倾角α＝30°的固定光滑斜面上，在如图1所
示的甲、乙、丙三种情况下，物体能处于平衡状态的是(g ＝10 m/s 2
)( )
图1
A ．仅甲图
B ．仅乙图
C ．仅丙图
D ．甲、乙、丙图 解析：物体受三个力的作用，重力、支持力、拉力。

重力沿斜面向下的分力大小为15 N ，
故只有乙图中能保持平衡，选项B 正确。

答案：B
2.长方体木块静止在倾角为θ的斜面上，其受力情况如图2所示，
那么木块对斜面作用力的方向( )
A ．竖直向下
B ．垂直于斜面向下
图2
C ．沿斜面向上
D ．沿斜面向下 解析：木块处于静止状态，其合力为零，故斜面对木块的作用力竖直向上，且与木块重
力平衡，所以木块对斜面的作用力竖直向下，选项A 对。

答案：A
3.如图3所示，某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若将F 4＝5 N
的力沿逆时针方向转动90°，其余三个力的大小和方向都不变，则此时物
体所受合力的大小为( )
A ．0
B ．10 N
图3
C ．5 2 N D.522 N 解析：由四力平衡知，F 1、F 2与F 3的合力与F 4等大反向，设为F 。

则F 4转过90°后与F 成90°角，故合力F 合＝2F 4＝5 2 N 。

答案：C
4.如图4所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心。

一质量为m 的小滑块，在
水平力F 的作用下静止于P 点。

设滑块所受支持力为N ，OP 与水平方向的夹角为θ。

下列
关系正确的是( ) 图4
A ．F ＝
mg tan θ B ．F ＝mg tan θ C ．N ＝mg
tan θ
D ．N ＝mg tan θ
解析：滑块受力如图所示，由平衡条件知：F mg ＝cot θ⇒F ＝mg cot
θ＝mg tan θ，N ＝mg
sin θ
，故A 正确，B 、C 、D 均错误。

答案：A
5.一质量为M 的探空气球在匀速下降，如图5所示，若气球所受浮
力F 始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加
速度为g 。

现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少
的质量为( ) A ．2(M －F g ) B ．M －2F g
图5 C ．2M －F g D ．0
解析：由题意可得，气球匀速升降所受空气阻力等大，设为f ，另设减少的质量为m 。

则匀速下降时：
Mg ＝F ＋f ①
匀速上升时：(M －m )g ＋f ＝F ②
联立①、②解得m ＝2(M －F g
)，故选项A 正确。

答案：A
6.A 、B 、C 三物体质量分别为M 、m 、m 0，如图6所示连接在一起，
绳子不可伸长，且绳子和滑轮的摩擦均不计，若B 随A 一起沿水平桌
面向右做匀速运动，则可以断定( )
A ．物体A 与桌面之间有摩擦力，大小为m 0g 图6
B ．物体A 与B 之间有摩擦力，大小为m 0g
C ．桌面对A 、B 对A 都有摩擦力，两者方向相同，大小均为m 0g
D ．桌面对A 、B 对A 都有摩擦力，两者方向相反，大小均为m 0g
解析：A 、B 一起匀速运动，研究A 、B 整体，桌面对A 施有摩擦力等于绳子拉力，等于m 0g ，故A 正确。

研究B ，A 对B 无摩擦力，B 对A 也无摩擦力，故B 、C 、D 错误。

答案：A
7.如图7所示，物体M 静止于倾斜的木板上，当倾角θ缓慢增大，直至M 开始滑动之
前的过程中，下列说法正确的是( )
A ．物体对木板的压力逐渐减小 图7
B ．物体所受的支持力和摩擦力都减小
C．物体所受支持力和摩擦力的合力不变
D．物体所受重力、支持力和摩擦力这三个力的合力逐渐增大
解析：物体受力如图所示：
由平衡条件得：
N＝Mg cos θ①
f＝Mg sin θ②
在θ逐渐增大的过程中，由①式可知N逐渐减小，由②式知f逐渐增大，因此A对，B 错。

由物体处于平衡状态可知：支持力N、摩擦力f与重力Mg三者的合力为零，故D错，支持力N和摩擦力f的合力与重力Mg等值反向，故C对。

答案：AC
8.如图8所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连
接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，
m2在空中)，力F与水平方向成θ角。

则m1所受支持力N和摩擦
力f正确的是( ) 图8
A．N＝m1g＋m2g－F sin θB．N＝m1g＋m2g－F cos θ
C．f＝F cos θD．f＝F sin θ
解析：对于m1、m2和轻弹簧组成的系统受力分析如图所示，由平
衡条件知：
水平方向：f＝F cos θ
竖直方向：N＋F sin θ＝m1g＋m2g。

由以上两式得：f＝F cos θ，
N＝m1g＋m2g－F sin θ。

答案：AC
二、非选择题(本题共2小题，共20分)
9．(10分)质量为30 kg的小孩坐在10 kg的雪橇上，大人用与水平方向成37°斜向上的大小为100 N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 N/kg)，求：
图9
(1)地面对雪橇的支持力大小；
(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小。

解析：(1)对小孩和雪橇整体受力分析得：
竖直方向：F sin θ＋N ＝mg
解得N ＝mg －F sin θ＝340 N
(2)水平方向：F cos θ－f ＝0
f ＝μN 解得：μ＝0.24。

答案：(1)340 N (2)0.24
10．(10分)如图10所示，质量为m 的物体，在水平力F 的作用下，沿倾角为α的粗
糙斜面向上做匀速运动，斜面的动摩擦因数为μ，试求水平力的大小。

图10
解析：对物体受力分析并建坐标系，如图所示：
由题意可得
F cos α－mg sin α－f ＝0
N －mg cos α－F sin α＝0
f ＝μN
以上各式联立解得
F ＝sin α＋μcos αcos α－μsin α
mg 。

答案：sin α＋μcos αcos α－μsin α
mg
2019-2020年高中物理第四章物体的平衡4.1共点力作用下物体的平衡练
习2含解析教科版
1．若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是( )
A ．静止的
B ．匀速直线运动
C ．速度为零
D ．合力为零
解析：物体处于静止状态或匀速直线运动状态均为平衡状态，而物体处于平衡状态时，
其速度可以为零，也可以不为零，但合力一定为零，故只有D 正确。

答案：D
2．在图4－1－3中，能表示物体处于平衡状态的是( )
图4－1－3
解析：物体处于平衡状态是指物体保持静止(F ＝0，v ＝0)或匀速直线运动状态(F 合＝0，
a ＝0，v 不变)，可判断只有C 正确。

答案：C
3．共点的五个力平衡，则下列说法中不．正确的是( )
A．其中四个力的合力与第五个力等大反向
B．其中三个力的合力与其余的两个力的合力等大反向
C．五个力的合力为零
D．撤去其中的三个力，物体一定不平衡
解析：当物体在共点力作用下平衡时，任何一个力与其余力的合力等大反向，故A、B 对。

共点力平衡的条件是合外力为零，故C对。

撤去其中的三个力后，若剩下的两个力等大反向，则物体仍处于平衡，故D错。

答案：D
4．如图4－1－4所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜
面上。

已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，
则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( ) 图4－1－4
A.
3
2
mg和
1
2
mg B.
1
2
mg和
3
2
mg
C.1
2
mg和
1
2
μmg D.
3
2
mg和
3
2
μmg
解析：对三棱柱进行受力分析，受重力mg、支持力N和静摩擦力f作用而处于静止，
即平衡状态，由平衡条件可知，N＝mg cos 30°＝
3
2
mg，f＝mg sin 30°＝
1
2
mg，故A正确。

答案：A。