2023-2024学年高中物理人教版（2019）必修第一册课后习题 第3章 5-共点力的平衡（含答案）

5.共点力的平衡必备知识基础练1.如图所示,重力为20N的物体,放在倾角为30°的光滑斜面上,弹簧测力计对物体的拉力与斜面平行。物体在斜面上保持静止时,弹簧测力计示数为()A.10N B.17NC.20N D.30N2.(2021江苏淮安中学高一期末)如图所示,斜面上和与斜面垂直的挡板上各有一个压力传感器A、B,斜面倾角可调,铁球静止在传感器A、B上,从图示位置缓慢减小斜面的倾角θ,下列说法正确的是()A.A的示数不变,B的示数减小B.A的示数减小,B的示数不变C.A的示数增大,B的示数减小D.A的示数减小,B的示数增大3.如图所示,一物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ。先用平行于斜面的推力F1作用于物体,恰好能使该物体沿斜面匀速上滑(如图甲所示)。若改用水平推力F2作用于该物体上,也恰好能使该物体沿斜面匀速上滑(如图乙所示)。则两次的推力之比F1F2为A.cosθ+μsinθ B.cosθ-μsinθC.1+μtanθ D.1-μtanθ4.(2021广东清远高一期末)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有竖直挡板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。若用外力使MN保持竖直且缓慢地向右移动,在Q着地前,P始终保持静止,则下列说法正确的是()A.P对Q的弹力方向不变B.Q对MN的弹力逐渐减小C.地面对P的支持力逐渐增大D.地面对P的摩擦力逐渐增大5.(多选)(2022山东青岛高一期末)如图所示,在恒力F作用下,物块保持静止。关于物块的受力情况,下列说法正确的是()A.物块一定受到四个力B.物块与墙之间一定有弹力C.物块与墙之间一定有摩擦力D.物块受到的摩擦力方向可能向下6.物体A在水平力F1=500N的作用下,沿倾角θ=37°的斜面匀速滑动,如图所示。物体A受的重力G=400N,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求物体与斜面间的动摩擦因数μ。关键能力提升练7.(2022湖北联考)如图所示,物体在水平推力F的作用下静止在斜面上。若增大水平力F而物体仍保持静止,则下列判断正确的是()A.斜面对物体的摩擦力一定增大B.地面对斜面的支持力一定增大C.斜面对物体的支持力可能先减小再增大D.地面对斜面的静摩擦力一定增大8.如图所示是一个简易起吊设施的示意图,AC是质量不计的撑竿,A端与竖直墙用铰链连接,一滑轮固定在A点正上方,C端吊一重物。现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉,在AC杆达到竖直前()A.BC绳中的拉力FT越来越大B.BC绳中的拉力FT越来越小C.AC杆中的支撑力FN越来越大D.AC杆中的支撑力FN越来越小9.(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端位置不变,将B端分别移动到不同的位置。下列判断正确的是()A.B端移到B1位置时,绳子拉力不变B.B端移到B2位置时,绳子拉力变小C.B端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子拉力变大D.B端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子拉力变小10.如图所示,小球被轻质细线系住斜吊着放在静止的光滑斜面上。设小球质量m=1kg,斜面倾角θ=30°,悬线与竖直方向夹角α=30°,光滑斜面的质量为3kg,置于粗糙水平面上,g取10m/s2。求:(1)悬线对小球的拉力大小;(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向。11.如图所示,质量m1=12kg的物体A用细绳绕过光滑的滑轮与质量为m2=2kg的物体B相连,连接A的细绳与水平方向的夹角为θ=53°,此时系统处于静止状态。已知A与水平面的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:(1)A物体所受摩擦力的大小;(2)改变物体B的质量,欲使系统始终保持静止,物体B的质量不能超过多少?

5.共点力的平衡1.A物体受重力、支持力和弹簧测力计的拉力,三力平衡,拉力等于重力沿斜面向下的分力,故F=mgsin30°=20×12N=10N2.C压力传感器A的读数为FA=mgcosθ,压力传感器B的读数为FB=mgsinθ,则当θ减小时FA变大,FB减小。故选C。3.BF1作用时,物体的受力情况如图1,根据平衡条件得F1=mgsinθ+μFN,FN=mgcosθ,解得F1=mgsinθ+μmgcosθ;F2作用时,物体的受力情况如图2,根据平衡条件得F2cosθ=mgsinθ+μFN',FN'=mgcosθ+F2sinθ,解得F2=mgsinθ+μmgcosθcosθ-μsinθ,所以F14.D如图甲所示,设MN对Q的弹力为F1,P对Q的弹力为F2,MN保持竖直且缓慢地向右移动,θ增大,则P对Q的弹力方向改变,P对Q的弹力逐渐增大,MN对Q的弹力F1逐渐增大,根据牛顿第三定律,Q对MN的弹力逐渐增大,A、B错误;再对P、Q整体受力分析,受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力和地面对其向右的摩擦力,如图乙所示,地面对P的支持力不变,MN对Q的弹力F1逐渐增大,则地面对P的摩擦力逐渐增大,C错误,D正确。5.BD恒力F有水平向左和竖直向上分力Fy,根据力平衡条件可知,墙对物块一定有水平向右的弹力,选项B正确;Fy与重力可能相等,则物块与墙之间没有摩擦力,选项C错误;Fy可能大于重力,则物块受到的摩擦力方向向下,选项D正确。6.解析取A为研究对象,受力分析并建立坐标系如图所示。由平衡条件可知,在坐标x、y两个方向合力分别为零,即有x方向上F1cos37°-Gsin37°-Ff=0y方向上FN-F1sin37°-Gcos37°=0解得FN=620N,Ff=160N所以μ=Ff答案87.D力F沿斜面向上的分力Fx可能小于或大于重力,则原来斜面对物体的静摩擦力方向可能沿斜面向上或向下;若斜面倾角为θ,静摩擦力Ff=mgsinθ-Fx或Ff=mgsinθ+Fx,则增大F,Fx增大,静摩擦力可能减小或增大,选项A错误;物体对斜面的压力FN=mgcosθ+Fsinθ增大,则斜面对物体的支持力增大,故C错误;以物体和斜面整体为研究对象,竖直方向仅受重力和地面对斜面的支持力,所以地面对斜面的支持力大小不变,水平方向地面对斜面的摩擦力等于外力F,所以F增大,地面对斜面的静摩擦力一定增大,故D正确,B错误。8.B作出C点的受力示意图,如图所示。作出力的矢量三角形如图中虚线所示,由图可知力的矢量三角形与几何三角形ABC相似。根据相似三角形的性质得FTBC=FNAC=GAB,解得BC绳中的拉力为FT=GBCAB,AC杆中的支撑力为FN=GACAB。由于重物P向上运动时,AB、AC不变,BC变小9.AD设绳子间的夹角为2α,绳子总长为L,两杆间距离为s,由几何关系得L1sinα+L2sinα=s,得sinα=sL1+L2=sL。当B端移到B1位置时,s、L都不变,则α也不变,由平衡条件可知,2Fcosα=mg,F=mg2cosα,可见,绳子拉力F也不变,故A正确,B错误。B端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,s减小,L不变,则α减小,cosα增大10.解析(1)以小球为研究对象,受力分析如图甲所示,水平方向建立x轴,竖直方向建立y轴,对各力进行正交分解,得水平方向FTsin30°=FNsin30°,竖直方向FTcos30°+FNcos30°=mg,解得FT=12mgcos30(2)以小球和斜面整体为研究对象,受力分析如图乙所示,因为系统静止,所以Ff=FTsin30°=1033×12N答案(1)1033N(2)5311.解析(1)选物