高中物理力的平衡经典习题及答案

1、力的平衡经典习题1、如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间若缓慢转动挡板至与斜面垂直，在此过程中A 、B两球间的弹力不变B B球对挡板的压力逐渐减小AC B 球对斜面的压力逐渐增大D A 球对斜面的压力逐渐增大2、如图所示，不计滑轮质量与摩擦，重物挂在滑轮下，绳A 端固定，将B 端绳由 B 移到 C 或 D（绳长不变）其绳上张力分别为 T ， T ， T ，绳与竖直方向夹角分别为, ,则BCDBCDA T T T DB T T T DBCDBCBCDBCC T B=TCTD B= C DD T B=TC=TD B= C=D3、某物体在三个共点力的作用下处于

2、静止状态，则下列符合条件的有A 7N、 8N、 15NB 11N、 5N、 8NC 1N、 6N、 8ND 4N、 3N、 12N4、如图所示，质量为的小球，与三根相同的轻弹簧相连静止时，相邻两弹簧间的夹角均为120 , 已知弹簧a、bm对小球的作用力大小均为F，则弹簧 c 对质点的作用力大小可能为A FB F +mgCF- mgD mg- F5、如图所示，质量为m的质点静止地放在半径为R 的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为，质点与球心的连线与水平地面的夹角为，则下列说法正确的是A地面对半球体的摩擦力为零B质点对半球体的压力大小为mgsinC质点所受摩擦力大小为mgsinD质点所受摩擦力

3、大小为mgcos6、如图所示，一个质量为m=20 kg 的物体，放在倾角为=30的斜面上而静止，若用竖直向上的力F=5 N 提物体，物体仍静止（g=10 m/s 2 ），则下述正确的是A斜面受的压力减少量等于5 NB 斜面受的压力减少量小于5 NC地面受的压力减少量等于5 ND 地面受的压力减少量小于5 N7、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板，在P和之间放有一个光滑均匀的小圆MNMN柱体 Q，整个装置处于静止状态，右图所示是这个装置的纵截面图. 若用外力使 MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前、发现P 始终保持静止 . 在此过程中，下列说法中不正确的是A M

4、N对 Q的弹力逐渐减小B地面对 P 的摩擦力逐渐增大C 、Q间的弹力先减小后增大D Q所受的合力逐渐增大P8、如图所示， 两个质量都是的小球、用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态已知墙面光滑， 水平地面粗糙 现将球向上移动一小段距离两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对球的支持力和轻杆上的压力的变化情况是A N 不变， F 变大B N 不变，变小C N 变大，变大D 变大，变小9、如图所示，A、 B 两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态现将绳子一端从P 点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是A夹角 将变小B 夹角 将变大C绳子张力将增大D

5、物体B 位置将变高10、如图所示，A、 B 两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为。则弹簧的长度被压缩了A.B.CD.11、如图所示， 两木块的质量分别为m1 和 m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1 和 k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接） ，整个系统处于平衡状态 . 现缓慢向上提上面的木块， 直到它刚离开上面弹簧 . 在这过程中下面木块移动的距离为A.B.C.D.12、如图所示，A、B 两球用劲度系数为k 1 的轻弹簧相连，B 球用长为L 的细线悬于O 点， A 球固定在O点正下方，且O、 A 间

6、的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、 B 间的弹簧换成劲度系数为k2 的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则 F1 与 F2 的大小关系为A F1 F 22D 因 k1、 k 2 大小关系未知，故无法确定13、如图所示，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受到的摩擦力一定变小B Q 受到的摩擦力一定变大C Q受到的摩擦力变化不确定D 轻绳上拉力一定不变14、如图 1，OP为粗糙的水平杆，OQ为光滑的竖直杆，质量相同

7、的两个小环a、b，通过细线连接套在杆上，a 环在 A位置时平衡当a 环移到位置时也恰好平衡，在A 位置水平杆受到的压力为FN1，细线的拉力为F1，在位置水平杆受到的压力为FN2，细线的拉力为F2，则下述结论正确的是（）A，F1=F2B ，C，F1 F2D，15、如图所示，一物块受到一个水平力F 作用静止于斜面上，此力F 的方向与斜面平行，如果将力F 撤消，下列对物块的描述正确的是A 木块将沿斜面下滑B 木块受到的摩擦力变大C 木块立即获得加速度D 木块所受的摩擦力方向改变16、在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板，截面为圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有

8、与斜面接触而处于静止状态，如图所示。现在从球心O1 处对甲施加一平行于斜面向下的力 F，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止。设乙对挡板的压力F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中 ()A F1 缓慢增大， F2 缓慢增大B F1 缓慢增大， F2 缓慢减小C F1 缓慢减小， F2 缓慢增大D F1 缓慢减小， F2 不变17、如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为和的木块 a 和 b，中间用一原长为L、劲度系数为k 的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为现用一水平力向右拉木块b，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（）A.B.C.D.18、如图所示，一物体M放在

9、粗糙的斜面上保持静止，斜面静止在粗糙的水平面上，现用水平力F 推物体时，M和斜面仍然保持静止状态，则下列说法正确的是（）A斜面体受到地面的支持力增大B斜面体受到地面的摩檫力一定增大C物体 M受到斜面的静摩檫力一定增大D物体 M受到斜面的支持力可能减小评卷人得分三、计算题（每空？分，共？分）19、一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A 和 B（中央有孔），A、B 间由细绳连接着，它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下， B 球与环中心 O 处于同一水平面上， A、B 间的细绳呈伸直状态，与水平线成 300 夹角已知 B 球的质量为 3kg ，求细绳对 B 球的拉力和 A 球

10、的质量 mA.20、一表面粗糙的斜面，放在光滑的水平地面上，如图4 所示，为斜面倾角. 斜面固定时，一质量为m 的滑块恰好能沿斜面匀速下滑.斜面不固定时，若用一推力F 作用于滑块，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F0 =4mgcos sin 的水平力作用于斜面.求推力F 的大小和方向.21、如图所示，质量为M、横截面积为直角三角形的物块ABC，它与竖直墙壁的动摩擦因数为，DABC = a ， AB边靠在竖直墙面上，F 是垂直于斜面BC的推力，为使物块保持静止状态的大小应满足什么条件？( 最大静摩擦力等于滑动摩擦力)22、质量为m的物体放在倾角为的斜面上，设=45o，物体

11、和斜面间的动摩擦因数=0.5 ，力 F1 沿斜面向上作用于物体或另一水平方向作用与物体的力F2 均能使物体匀速上滑，如图所示，则F1 :F 2 等于多少？23、如图B-10所示，质量为m 的物体恰好能在倾角为的斜面上匀速下滑，如果在物体上施加一个力F，使物体沿斜面匀速上滑，为了使力F 取最小值，则这个力与斜面的倾角为多少？这个力的最小值是多少？24、如图B-9 所示， ABCD为一倾角为=30的粗糙斜面，AD 边与 BC 边平行，斜面上有一重为G 10N 的物体，当对物体作用一个与AD 边平行的拉力F 时，物体恰能做匀速直线运动. 如果物体和斜面间动摩擦因数=，求拉力F 的大小以及力F 和物体

12、运动方向之间的夹角.25、质量为10kg 的物体放在粗糙的斜面上，当斜面倾角为37 时，物体恰好可以匀速下滑，求：（ 1）物体与斜面间的动摩擦因数（g=10N/kg ）（ 2）保持倾角不变，为使物体可以匀速上滑，需加多大的沿斜面向上方向的推力？( 已知： sin37 =0.6cos37 =0.8)26 、如图 B-8所示，绳子一端系于天花板上A 点，另一端所系小球置于光滑的半球面上B 点，悬点A 和球心 O 在同一竖直线上，已知小球质量为m ，绳子长度为L， A 到球面的距离为h ，球面的半径为R，求小球对绳子的拉力和对球面的压力27、轻绳一端系在质量为m 30kg 的物体上，另一端系在一个质

13、量为mA 2kg 套在粗糙竖直杆 MN的圆环上 . 现用水平力 F 拉住绳子上一点，使物体从如图所示实线位置O缓慢下降到虚线位置O , 53 0 时，圆环恰好要下滑，求杆与环间动摩擦因数(sin37 =0.6 ， cos37 =0.8)28、如图所示，质量为m1 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 端与放置在水平面上2 37，物体甲、 乙均处于静止状态。 （取 g=10m/s2，sin37的质量为 m的物体乙相连， 轻绳 OA与竖直方向的夹角=0.6 ， cos37 =0.8 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：（ 1）轻绳 OA、 OB受到的拉力是多大？(2)

14、乙受到的摩擦力是多大？方向如何?（ 3）若物体乙的质量m2=4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为=0.3 ，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1 最大不能超过多少？29、如下图所示，A、B 两物体叠放在水平地面上，已知A、B 的质量分别为mA 10 kg，mB 20 kg，A、B 之间， B 与地面之间的动摩擦因数均为0.5. 一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37，今欲用外力将物体B 从物体A 下向右匀速拉出，求（ 1）绳的拉力 N的大小？（ 2） A、 B 两物体之间的摩擦力 f 的大小？（ 3）所加水平力 F 的大小？ ( 取 g 10 m/s 2，

15、 sin 37 0.6 ，cos 37 0.8)四、填空题（每空？分，共？分）得分评卷人30 、如图所示，轻绳OA一端系在天花板上，与竖直线夹角为370，轻绳OB水平，一端系在墙上，O点处挂一重为40N 的物体绳AO拉力为N 、BO的拉力为N ；若绳 AO、BO、CO所能承受的最大拉力均为100N，则所吊重物不能超过N评卷人得分五、综合题（每空？分，共？分）31、如图所示，一个重为G 的小球套在竖直放置的半径为R 的光滑大圆球上，一个劲度系数为k ，原长为 L（ LR）的轻弹簧，一端固定在大圆环顶点A，另一端与小球相连小球在大圆环上无可摩擦滑动，求：当环静止于B 点时，弹簧有多长？32、如图所

16、示，质量为M的直角三棱柱A 放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为。质量为的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A 和 B 都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？参考答案一、多项选择1、 AB 2 、 C 3 、 AB 4 、 BD 5、 ABD 6、 BC 7 、 ACD 8、 B 9 、 D 10 、 C11、 C12 、 C 13 、 CD 14 、B 15 、 D 16 、 DA 解析：对于木块1，水平方向受向左的滑动摩擦力17、，向右的弹簧弹力F 的作用，做匀速直线运动，二力平衡=FN又F=kx由得，故两块之间距离为L。18、 B三、计算题19、对 B 球

17、，受力分析如图物体B 处于平衡状态有：Tcos300=mBgT=2mBg=23 10=60N对 A 球，受力分析如图物体 A 处于平衡状态有：在水平方向：Tcos300=NAsin300在竖直方向：NAcos300=mAg+Tsin300由上两式解得：mA=2mB=6kg20、见分析【试题分析】斜面固定时，滑块恰好沿斜面下滑，则mgsin = mgcos，得 =tan设推力F 沿斜面方向的分力为Fx ，沿垂直斜面方向的分力为F y，滑块受力如图5 （甲）所示.则 F x mgsin Fu =0 F n Fy mgcos =0 F u = F n 斜面体受力如图5 （乙）所示，则有F 0 =F

18、u cos +F n sin 联立且Fu =F u ， Fn =F n ，代入 F0 的值，得F x=3mgsin， Fy =mgcos .故21、若物体刚好不下滑Mg+Fsin-f m =0Fcos= F NFcos-F N=0Mg+FsinF Nf m=FNMg+FsinFcosF22、： 423、物体的受力情况如图3 所示，在垂直斜面方向上有FN =mgcos -Fsin 沿斜面方向上有Fcos =F U +mgsin且 FU = FN 由式解得F=，当 cos + sin 最大时， F 有最小值， 由数学知识可得当=arctan时， cos + sin 有最大值，且由题中条件可知=tan，则当 = 时， Fmin =mgsin2 .【试题分析】24、由于物体在力F 作用下，在斜面内做匀速直线运动，故所受滑动摩擦力，此时有，得，设 F 与物体运动方向的夹角为，则 tan =1 ，即 =45 .【试题分析】25、解：因为utan ，所以当F=0 时，物体不能静止。若物体在力