2022-2023学年人教版必修第一册 第三章 5.共点力的平衡 学案

1、5共点力的平衡1共点力平衡的两种状态：(1)_；(2)_。2在共点力作用下物体平衡的条件是_。3思考：如何确定二力平衡？4请判断下列说法正确的是_。共点力就是作用在同一点的力。处于平衡状态的物体的合力一定为零。物体平衡的条件是：合力为0，速度为0。合力不变的物体一定处于平衡状态。物体处于平衡状态速度一定不变。1若某一物体受共点力作用处于平衡状态，则该物体一定是()A静止的B做匀速直线运动C各共点力的合力可能不为零D各共点力的合力为零2下列说法中正确的是()A物体受到共点力的作用一定平衡B物体所受的合力为零时不一定处于平衡状态C物体所受的合力为零时一定处于静止状态D物体速度为零时合力不一定为零3

2、一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G，则()AGGBGGCGG D无法判定4生活中电工师傅经常会爬上梯子对电路进行检修，如图所示。假设电工师傅在梯子上是匀速运动的，则梯子对电工师傅的作用力方向()A.竖直向下B竖直向上C平行梯子向上D垂直梯子向上5.如图所示，一质量为m的木块静止在倾角为的斜面上。重力加速度为g。下列说法正确的是()A斜面对木块的支持力大小为mg sin B斜面对木块的摩擦力大小为mg tan C增大木块质量，木块就会沿斜面向下滑动D斜面对木块的支持力与摩擦力的合力和重力平衡6如图所示是某幼儿园的一部直道滑梯

3、，其滑道倾角为。一名质量为m的幼儿在此滑道上匀速下滑。若不计空气阻力，则该幼儿()A.所受摩擦力为mg sin B所受摩擦力为mg cos C对滑道压力为mg sin D对滑道压力为mg tan 7如图所示，将一个大小为6 N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解。已知力F与x轴的夹角60，则力F在x轴上的分力Fx的大小为()A.2 N B3 NC6 N D12 N8如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣架顶角为120，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为()A. eq f(1,2) Mg B eq f(r(3),3) MgC eq f(r(3),2) Mg DMg9如

4、图所示，A、B两物体均处于静止状态，关于B物体受力情况，下列说法正确的是()A.B物体一定受到四个力BB物体可能不受地面的支持力作用CB物体可能不受地面的静摩擦力作用DB物体可能受三个力，也可能受四个力10如图所示，a、b两物体在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，a、b两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g，则()Aa物体与墙壁间存在弹力和摩擦力作用Bb物体受四个力的作用Ca物体对b物体的作用力大小为mgD恒力F大于(Mm)g11生活中常用如图所示的情景悬吊重物，现使悬绳AO和竖直方向成角，BO沿水平方向。求：(1)画出图中结点O的受力示意图；(2)若悬吊物质量为m，重

5、力加速度为g，则绳AO和BO对结点O的拉力各为多大。12如图所示，弹簧测力计和细绳重力不计，不计一切摩擦，物体重G5 N，弹簧测力计A和B的读数分别为()A5 N，0 N B5 N，10 NC5 N，5 N D10 N，5 N13如图所示，水平天花板下用三根细绳悬挂一个物体，物体处于静止状态，绳OA、OB、OC上的力分别为FA、FB、FC。已知绳OA、OB与水平方向的夹角分别为60和30。下列关系式正确的是()AFAFB BFAFC DFAFC14如图所示，一辆运送西瓜的车辆遇红灯停在倾角为的坡面上，在车厢的中央有一个质量为m的西瓜，则该西瓜受到周围其他西瓜对它的作用力为()A大小为mg si

6、n ，方向沿斜面向上B大小为mg，方向竖直向上C大小为mg cos ，方向垂直斜面向上D条件不足，无法判断15体育器材室里，篮球摆放在如图所示的球架上。已知球架的宽度为d，每个篮球的质量为m，直径为D(Dd)，不计球与球架之间的摩擦，重力加速度为g。则每个篮球对一侧球架的压力大小为()A eq f(1,2) mg B eq f(mgD,d) C eq f(mgD,2r(D2d2) D eq f(2mgr(D2d2),D) 16某同学参加了“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的

7、摩擦。下列说法正确的是()A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大B两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小C左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大D右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大17(多选)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MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。如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()A.MN对Q的弹力逐渐增大B地面对P的摩擦力逐渐增大CP、Q间的弹力先减小后增大DQ所受的合力逐渐增大18一物块的质量为m，与粗糙的水平面间的动摩擦因数为，

8、如图所示，现在用与水平面成角斜向上的拉力F(大小未知)拉着物块做匀速直线运动，则恒力F的大小为()A. eq f(mg,sin cos ) B eq f(mg,sin cos ) C eq f(mg,sin cos ) D eq f(mg,sin cos ) 19一轻杆BO，其O端用光滑铰链固定在竖直轻杆AO上，B端挂一重物，且系一细绳，细绳跨过杆顶A处的光滑小滑轮，用力F拉住，如图所示。现将细绳缓慢往左拉，使杆BO与杆AO间的夹角逐渐减小，则在此过程中，拉力F及杆BO所受压力FN的大小变化情况是()A.FN先减小，后增大BFN始终不变CF先减小，后增大DF始终不变20如图所示，质量为1 kg

9、的物体A静止放在倾角为37的斜面上，物体A与斜面间的动摩擦因数为0.8，用一细绳将小桶B通过定滑轮与物体A相连，在不断向小桶B中加沙子的过程中，A、B与斜面始终处于静止状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略滑轮与绳间的摩擦，则下列说法正确的是()A.地面对斜面的支持力不断减小B斜面对物体A的摩擦力不断减小C斜面对物体A的作用力不断减小D当小桶B和沙子的总质量达到1 kg时，地面对斜面的摩擦力大小为4 N21.(多选)如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态。如果保持绳子A端的位置不变，将B端分别移动到不同

10、的位置，下列判断正确的是()AB端移动到B1位置时，绳子张力不变BB端移动到B2位置时，绳子张力不变CB端在杆上位置不变，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大DB端在杆上位置不变，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小22用水平力F将木块压在竖直墙上，如图所示。已知木块重G6 N，木块与墙壁之间的动摩擦因数为 eq f(1,3) ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：(1)当F25 N时，木块受到的摩擦力为多大？(2)当F12 N时，木块受到的摩擦力为多大？(3)若力F方向改为斜向上与竖直方向夹角为37，如图中虚线所示，要使木块保持静止，求F大小的取值范围。(sin370.6，cos370.8)5共

11、点力的平衡必备知识 落实1(1)保持静止(2)匀速直线运动2合力为03作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力平衡。4知能素养 进阶1. eq avs4al(D) 物体受共点力作用处于平衡状态的条件是：合外力为零，此时物体处于静止或匀速直线运动状态，D正确。2. eq avs4al(D) 物体受到共点力的作用，合力可以不为零，合力不为零时物体不处于平衡状态，A错误；物体所受的合力为零时一定处于平衡状态，B错误；物体所受的合力为零时可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，C错误；若向前运动的物体受向后的拉力做匀减速运动，速度变为零时，合力并不为零，故D正

12、确。3. eq avs4al(C) 腿平直伸出后，身体重心所在的竖直线必过与台面接触的脚，即重心仍在台面内。重心是重力的等效作用点，两种情况下对台面的压力是相同的，C正确。4. eq avs4al(B) 电工师傅匀速爬行，则为平衡状态，合力为零，电工师傅在竖直方向只受到重力和梯子的作用力，重力竖直向下，故梯子对电工师傅的作用力与重力平衡，方向竖直向上。5. eq avs4al(D) 将重力进行分解可得斜面对木块的支持力大小为Nmg cos ，斜面对木块的摩擦力大小为fmg sin ，故A、B错误；由题意可得mg sin mg cos ，增大木块质量，设增加m0，此时重力沿斜面向下的分力为(mm

13、0)g sin ，最大静摩擦力为(mm0)g cos ，仍满足(mm0)g sin (mm0)g cos ，所以木块仍静止，故C错误；由于木块处于平衡状态，所以斜面对木块的支持力与摩擦力的合力和重力等大反向，即平衡，故D正确。6. eq avs4al(A) 幼儿在此滑道上匀速下滑，受力平衡，根据平衡条件可得所受摩擦力为mg sin ，故A正确、B错误；幼儿对轨道的压力等于重力在垂直于斜面方向的分力，即为mg cos ，故C、D错误。7. eq avs4al(B) 将一个大小为6 N的力F沿相互垂直的x轴和y轴分解。力F与x轴的夹角60，则力F在x轴上的分力Fx的大小为：FxF cos 606

14、eq f(1,2) N3 N，故A、C、D错误，B正确。8. eq avs4al(B) 以衣服为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系得F与竖直方向的夹角成30，由共点力的平衡条件可得2Fcos30Mg F eq f(r(3),3) Mg故选B。9. eq avs4al(A) 对A物体受力分析可知，绳子拉力一定不为零，故B物体一定受绳子拉力，绳子拉力沿水平向左的分力不为零，因此B物体一定受到水平向右的静摩擦力，因为有摩擦力存在，所以一定受支持力，B物体还受重力作用，故一定受到四个力(重力、支持力、摩擦力、绳子拉力)，故A正确，B、C、D错误。故选A。10. eq avs4al(C) 对物体a、

15、b整体受力分析，受重力、恒力F，由于水平方向竖直墙面对a没有弹力，墙面对a也就没有摩擦力；由受力平衡得F(Mm)g，A、D错误；对物体b受力分析，b物体受到重力，a给它的支持力和静摩擦力，由平衡条件得，支持力和静摩擦力的合力与b物体受到的重力等大反向，即a物体对b物体的作用力大小为mg，B错误，C正确。11【解析】(1)对结点O受力分析如图：(2)据平衡条件可得F1、F2的合力与mg等大反向，由平行四边形定则可知：F1 eq f(mg,cos ) ，F2mg tan 答案：(1)图见解析(2) eq f(mg,cos ) mg tan 12. eq avs4al(C) 分别对两图物体分析，物体

16、受重力和绳子的拉力，绳子的拉力等于弹簧测力计的拉力，所以弹簧测力计的示数都等于物体的重力，等于5 N，故C正确，A、B、D错误。13. eq avs4al(A) 对结点受力分析如图所示，因三力的合力为零，故两绳子拉力的合力与物体的重力大小相等，方向相反；由几何关系可以知道：FAFBFCsin60sin301 eq r(3) 12，A对。14. eq avs4al(B) 由西瓜静止，可知合外力为零，受到的力由两部分组成，一是重力，二是周围西瓜对它的作用力。由二力平衡可以知道周围西瓜对它的作用力应与重力等大反向，即方向竖直向上，大小为mg，B正确。15. eq avs4al(C) 以任意一个篮球为

17、研究对象，分析受力情况，如图所示，设球架对篮球的支持力N与竖直方向的夹角为。由几何知识得cos eq f(r(（f(D,2)）2（f(d,2)）2),f(D,2) eq f(r(D2d2),D) ，根据平衡条件得2N cos mg，解得N eq f(mgD,2r(D2d2) ，则得篮球对一侧球架的压力大小为NN eq f(mgD,2r(D2d2) ，故选项C正确。16. eq avs4al(C) 对玻璃珠受力分析如图，可知两侧筷子对玻璃珠的合力等于重力，故选项A、B错误；由FN右mg eq f(1,tan ) ，FN左 eq f(mg,sin ) 可得：右侧筷子对玻璃珠的弹力不一定比玻璃珠的重

18、力大，故选项D错误；左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大，故选项C正确。17. eq avs4al(A、B) 对小圆柱体Q受力分析如图所示，P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为FN，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，而小圆柱体所受重力大小不变，所以F和FN的合力大小不变，故选项D错误；由图可知，F和FN都在不断增大，故选项C错误，A正确；对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小就等于FN，所以地面对P的摩擦力也逐渐增大，故选项B正确。18. eq avs4al(A) 根据平衡条件，水平方向，有F cos f0竖直方向，有F sin FNmg0又有fFN联立解得F eq f

19、(mg,sin cos ) ，故选A。19. eq avs4al(B) 以B点为研究对象，它受三个力的作用而处于动态平衡状态，下端绳子的弹力等于悬挂重物的重力mg，还有斜绳AB上的弹力F，由于O点是光滑铰链，因此杆施加的弹力FN沿着杆，根据图形的标量三角形和力的矢量三角形相似，可得比例 eq f(F,AB) eq f(mg,OA) eq f(FN,OB) ，其中OA、OB长度不变，AB逐渐减小，重力mg大小不变，可知F逐渐减小，FN不变，选项B正确。20. eq avs4al(A) 对小桶B分析，由平衡条件可知，不断向小桶B中加沙子的过程中绳子拉力F逐渐增大，把物体A与斜面看成一个整体，在竖直方向有F sin N地(MmA)g，则地面对斜面的支持力不断减小，所以A正确；当F较小时，摩擦力沿斜面向上，由平衡条件可得mAg sin fF，则F增大时，摩擦力逐渐减小，当F较大时，摩擦力沿斜面向下，由平衡条件可得mAg sin fF，则F增大时，摩擦力逐渐增大，所以B错误；对物体A分析，斜面对物体A的作用力大小等于斜面对物体A的支持力与斜面对物体A的摩擦力的合力，由于斜面对物体A的支持力保持不变，但是摩擦力可能先减小后增大，则斜面对