高一物理：三力平衡

1、高一物理：三力平稳学校 : 姓名： 班级： 考号： 一、单项题1如图 2-3-20所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，o点为其球心，碗的内表面 及碗口是光滑的. 一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为 m1 和 m2 的小球，当它们处于平稳状态时，质量为m1 的小球与o 点的连线与水平线的夹角为=60° . 两小球的质量比m2为 m1a3b32c33d2222如下列图，在细而轻的绳两端分别系有质量为ma 、的小球，质量为ma 的小球静止在光滑半球形表面上的p 点，已知 p 点与圆心的连线op与水平面夹角为60°，就ma 和 mb 的关系是 amambbma3mbc

2、ma2 mbdmb3ma3如下列图， 用绳 ac 和 bc 吊起一重物， 绳与竖直方向夹角分别为30°和 60°，ac 绳能承担的最大的拉力为120n，而 bc绳能承担的最大的拉力为80n，物体最大重力不能超过 （）a 1003 nb 100nc 803 nd 160n4如下列图，两个质量均为m 的物体分别挂在支架上的b 点如图甲所示 和跨过滑轮的轻绳 bc 上 如图乙所示 ，图甲中轻杆ab 可绕 a 点转动，图乙中水平轻杆一端a 插在墙壁内，已知 30°，就图甲中轻杆ab 受到绳子的作用力f1 和图乙中滑轮受到绳子的作用力f2 分别为 第 1 页，总 14 页a

3、、b、c、d、5如下列图，一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为fn1，球对木 板的压力大小为fn2 .以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开头缓慢地转到水平位置不计摩擦，在此过程中a fn1 始终减小， fn2 始终增大b fn1 始终减小， fn2 始终减小c fn1 先增大后减小，fn2 始终减小d fn1 先增大后减小，fn2 先减小后增大 6如下列图， ac 是上端带定滑轮的固定坚直杆，质量不计的轻杆ab 一端通过铰链固定在 a 点，另一端b 悬挂一重为g 的物体，且b 端系有一根轻绳并绕过定滑轮c，用力 f 拉绳，开头时 bac 90°，现

4、使 bac 缓慢变小，直到杆ab 接近竖直杆ac ；此过程中 a 力 f 逐步增大b 力 f 先逐步减小后逐步增大c 轻杆 ab 对 b 端的弹力大小不变d 轻杆 ab 对 b 端的弹力先减小后增大7如下列图，左侧是倾角为60°的斜面、右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧面底端的切线水平，一根两端分别系有质量为m1、m2 小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮当它们处于平稳状态时，连接m2 小球的轻绳与水平线的夹角为60°，不计一切摩擦，两小球可视为质点两小球的质量之比m1 m2 等于 第 2 页，总 14 页a 1 1b 3 2c 2 3d 34 8长为 的细绳一端固定在o

5、点，另一端悬挂质量为m 的小球a ，为使细绳在竖直方向夹30°角且绷紧，小球a 处于静止，对小球施加的最小的力等于abc .d9如下列图， a 、b 两物体的质量分别为 m a 和 mb ，且 ma m b，整个系统处于静止状态， 滑轮的质量和一切摩擦均不计，假如绳一端由 p 点缓慢地向右移动到 q 点，整个系统重新平稳后，物体 a 的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角 如何变化（ ）a物体 a 的高度上升，角变小b物体 a 的高度降低，角不变c物体 a 的高度上升，角不变d物体 a 的高度降低， 角变大10如下列图， 一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右

6、 缓慢地推动小球，就在小球运动的过程中该过程小球未脱离球面，木板对小球的推力f 1、半球面对小球的支持力f 2 的变化情形正确选项a f1 增大， f2 减小b f1 增大， f 2 增大c f1 减小， f 2 减小d f1 减小， f2 增大11如下列图，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，质量为的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力f 和轨道对小球的弹力的大小变化情形是第 3 页，总 14 页a不变，增大b不变，减小c增大，减小d减小，不变12如下列图，将肯定的物块 p 用两根轻绳悬在空中，

7、其中绳 oa 方向固定不动，绳 ob 在竖直平面内由水平方向向上转动，就在绳 ob 由水平方向转至竖直方向的过程中，绳 ob 的张力的大小将（ ）a 始终变大b 始终变小c 先变大后变小d 先变小后变大13如下列图，有四块相同的牢固石块垒成弧形的石拱，每块石块的质量均为m，每块石块的两个面间所夹的圆心角均为30°，第 3、第 4 块固定在地面上；假定石块间的摩擦力可以 忽视不计，就第1 与第 3 石块间的作用力大小为（）二、多项题a mgbmgc 2mgdmg14如下列图，小球a 和 b 的质量均为m，用长度相同的四根细线分别连接在两球间、球 与水平天花板上p 点以及与竖直墙上的q

8、点之间， 它们均被拉直， 且 p、 b 间的细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态，就以下说法正确选项（）a p、b 之间细线对球b 的拉力大小为b p、a 之间细线对球a 的拉力大小为2mgc q、a 之间细线对球a 的拉力大小为d a 、b 之间细线对球b 的拉力大小为mg 15如下列图， a、b 两个小球穿在一根光滑的固定杆上，并且通过一条细绳跨过定滑轮连第 4 页，总 14 页接；已知b 球质量为m，杆与水平面成角，不计全部摩擦，重力加速度为g；当两球静止时， oa 绳与杆的夹角也为， ob 绳沿竖直方向，就以下说法正确选项（）a a 可能受到2 个力的作用b b 可能受到3 个力

9、的作用c 绳子对 a 的拉力等于mgd a 的重力为16如图，松软轻绳on 的一端 o 固定，其中间某点m 拴一重物，用手拉住绳的另一端n；初始时， om 竖直且 mn 被拉直， om 与 mn 之间的夹角为（）；现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变；在om 由竖直被拉到水平的过程中a mn 上的张力先增大后减小b mn 上的张力逐步增大c om 上的张力逐步增大d om 上的张力先增大后减小三、解答题17被轻绳拉着的气球总质量为5kg，受到的浮力是80n ，由于风力的作用，致使拉气球的绳子稳固在与水平方向成=600 角的位置上，如下列图；求绳子对气球的拉力和风对气球的 水平作用力各多大？

10、（取g=10m/s2）18如下列图，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的质量为m2 的物体乙相连，轻绳oa 与竖直方向的夹角=370,物体甲、乙均处于静止状态；（已知sin370=0.6， cos370=0.8 ， g 取 10m/s2；设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）第 5 页，总 14 页（ 1）求轻绳oa、 ob 受到的拉力分别多大？（ 2）如物体乙的质量m2=4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为=0.3 ，每段轻绳的最大承担拉力均为15n ；欲使物体乙在水平面上不滑动且轻绳不断裂，物体甲的质量m1 最大不能超过多少？1

11、9如下列图，用三根轻绳将质量均为m 的 a 、b 两小球以及水平天花板上的固定点o 之间两两连接，然后用一水平方向的力f 作用于a 球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且ob 绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳oa 与 ab 垂直且长度之比为3:4.试 运算：(1) oa 绳拉力及f 的大小？(2) 保持力 f 大小方向不变，剪断绳oa ，稳固后重新平稳，求此时绳ob 及绳 ab 拉力的大小和方向；（绳 ob、ab 拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达）(3) 欲使绳 ob 重新竖直，需在球b 上施加一个力，求这个力的最小值和方向；20绳 oc 与竖直方向成30 °角，

12、 o 为质量不计的光滑滑轮，已知物体b 重 1000n ，物体 a重 400n，物块 a 和 b 均静止求：（ 1）物体 b 所受地面的摩擦力和支持力分别为多大？（ 2） oc 绳的拉力为多大？第 6 页，总 14 页21如下列图，为使重100n 的物体在粗糙竖直墙上保持静止，用一与竖直方向成 =3o7的力 f 向上推住物体；已知物体与墙间的动摩擦因数=0.5，物体所受最大静摩擦力与滑动摩 擦力相等，（ sin37o=0.6cos37 o =0.8）求力 f 的取值范畴；1 a参考答案【解析】由fn与 ft 水平方向合力为零可知，fn=ft；竖直方向有2ft cos30 ° =m1g

13、，又 ft =m2 g，从而得 2m2 g×3 =m1 g，解得2m2 =3m132 c【解析】将质量为ma 的小球所受的重力沿圆的切向和法向分解，其中切向的分力大小与质量为 mb 的小球的重力大小相等，即ma gcos60 mb g，c 正确；3 c【解析】试题分析：对结点受力分析后，应用平稳条件求解出ac 绳和 bc绳上的拉力关系，依据两绳所能承担的最大拉力判定谁先断，依据最小的求解即可以重物为讨论对象，受力如下列图：第 7 页，总 14 页由平稳条件得：tac sin30tbc sin600 ， tac cos30tbc cos60g0 ，由式可知tac3tbc ，当tbc80

14、n 时，tac803n138.6n120n ， ac 将断而当 tac120 n 时，tbc403n69.3n80n ，将tac120n，tbc403n 代入式，解得g803n ，所以重物的最大重力不能超过803n ， c 正确4 d【解析】甲图中，结点受bc 绳子的拉力、重力和ab 杆的支持力，依据平稳条件，有：f1 mg；乙图中，绳子对滑轮的作用力应是两股绳的合力，如下列图：5 b故 f2 mg，故 d 正确， abc 错误；【解析】试题分析：以小球为讨论对象，分析受力情形：重力g、墙面的支持力n1 和木板的支持力n2，如下列图：依据平稳条件得：n1=gcot ，；木板从图示位置开头缓慢地

15、转到水平位置增大，就 n1 始终减小， n2 始终减小；应选 b6 c【详解】以b 点为讨论对象，分析受力情形：重物的拉力t（等于重物的重力g）、轻杆的支持力 n 和绳子的拉力f，作出力图如图，第 8 页，总 14 页由平稳条件得知，n 和 f 的合力与t 大小相等，方向相反，依据三角形相像可得；又t=g ，解得： n=g， f=g；使 bac缓慢变小时，ac 、ab 保持不变， cb 变小，就n 保持不变， f 变小；故c 正确， abd 错误；应选c； 7 c【详解】先以m1 球为讨论对象，由平稳条件得知，绳的拉力大小为：t=m1gsin60°，再以m2 球为讨论对象，分析受力情

16、形，如下列图：由平稳条件可知，绳的拉力t 与支持力n的 合 力 与 重 力 大 小 相 等 、 方 向 相 反 ， 作 出 两 个 力 的 合 力 ， 由 对 称 性 可 知 ，t=n，2tcos30°=m2g，联立解得： ml：m2=2 ： 3，故 c 正确， abd 错误；8 c【解析】以小球为讨论对象，作出受力图如下列图：依据作图法分析得到，当小球施加的力f 与细绳垂直时，所用的力最小依据平稳条件得f 的最小值为f min=gsin30°=0.5 mg 所以对小球施加的最小力0.5mg，故 c 正确， abd 错误；9 b【详解】将绳一端的固定点p 缓慢向右移到q 点

17、时，绳子的拉力大小不变，分析动滑轮的受力情形，作出力图如图，设绳子的拉力大小为f，两绳子的夹角为2，由于动滑轮两侧绳子的拉力关于竖直方向有对称性，就有2fcos=mb g，由于 f=m a g，保持不变，就得知，第 9 页，总 14 页角保持不变，由几何学问得知， + =9，0 °就 保持不变，当绳一端的固定点p 缓慢向右移到 q 点，动滑轮将上升，就物体a 的高度下降；故b 正确， acd 错误；应选b ； 10 b【详解】对小球受力分析，受重力、挡板向右的支持力和半球面的支持力，如图依据平稳条件解得：f1=mgtan ；;由于 不断增加， 故 f1 增大、 f2 增大故 b 正确

18、；11 d【详解】小球沿圆环缓慢上移即处于平稳状态，对小球进行受力分析， 小球受重力g，f， fn，三个力；满意受力平稳；作出受力分析图如下由图可知，即：，其中，当 a 点上移时，半径不变，ab 长度减小，故f 减小， fn 不变，故 abc 错误， d 正确；12 d【详解】 对 o 点受力分析， 受重力和两个拉力，如图依据平稳条件，合力为零，将两个拉力合成，与重力平稳，如图，从图中可以看出，ob 绳子的拉力先减小后增加， oa 绳子的拉力逐步减小；应选d ；13 c【解析】第1 石块受到重力、第2 石块对它的弹力和第三石块对它的弹力，受力如图依据平稳知，解得， c 正确14 bc【解析】

19、a 、pb 间细线恰好处于竖直方向,两小球均处于静止状态，如ab 绳有拉力就球b会偏离竖直方向,与已知冲突.就知a 、b 间细线的拉力为零,b 竖直方向上受力平稳得：第 10 页，总 14 页故 a 错误； b 、对a 球，受力分析如下列图：由平稳条件得:，故 b 正确； c、由平稳得：故 c 正确；d 、pb 间细线恰好处于竖直方向,两小球均处于静止状态，如ab 绳有拉力就球b 会偏离竖直方向 ,与已知冲突 .就知 a、 b 间细线的拉力为零,故 d 错误；综上所述此题答案是：bc 15 cd【详解】 b 、对 b 球受力分析可知，b 受到重力，绳子的拉力，两个力合力为零，杆子对b球没有弹力

20、，否就b 不能平稳，故b 错误；a 、对 a 球受力分析可知，a 受到重力，绳子的拉力以及杆对a 球的弹力，三个力的合力为零，故 a 错误；c、由于b 受到重力和绳子拉力处于平稳状态，就绳子拉力t=mg，同一根绳子上的拉力相 等，故绳子对a 的拉力等于mg，故 c 正确；d 、分别对ab 两球分析，运用合成法，如图，依据正弦定理列式得：，解得：，故 d 正确；应选cd ； 16 bd【详解】由题意可知，重物在运动过程中受重力，mn 绳拉力， om 绳拉力，与夹角保持不变，在某一时刻三个力受力分析示意图如图a 所示，将此三个力平移为矢量三角形如图b所示，由于mg 大小方向不变，与的夹角不变，故可

21、将三个力平移 入圆中， mg为一条固定的弦固定的弦所对应的圆周角为定值，由图 c 可得从 0 逐步变为直径，故逐步增大，故a 错误 b 正确；先从弦变为直径再变为弦，故先变大后变小，故c 错误 d 正确；应选 bd ；17拉力，第 11 页，总 14 页【解析】对氢气球受力分析如下列图，将绳子的拉力正交分解，由平稳条件得，水平方向： f2=f3cos60 ° 1 ；竖直方向：f1=f3sin60 °+mg2联立解得： f3=n， f2=n；18（ 1）（ 2） 1.2kg【解析】（ 1）受力分析如下列图：由平稳条件有：（ 2）当乙物体刚要滑动时，静摩擦力达到最大值：时有所以当，解得：；即物体甲的质量m1 最大不能超过1.2kg19（ 1）（ 2），tan1=；向左， tan 2=（ 3），水平【详解】（ 1） ob 竖直，就 ab 拉力为 0，小球 a 三力平稳，设ob 拉力为 t ，与竖直方向夹角为 就, t=mg/cos = mg，f=mgtan = mg（ 2）剪断 oa 绳，保持 f 不变，最终稳固后， 设 ob 的拉力为