2024-2025学年新教材高中物理第三章相互作用-力5共点力的平衡训练含解析新人教版必修第一册

PAGE8-共点力的平衡合格考训练(25分钟·满分60分))一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1．夏天雨后的早晨，一只蜗牛沿着一片倾斜的树叶缓慢向上爬行，如图所示。下列说法中正确的是(D)A．蜗牛对树叶的压力大小等于蜗牛的重力大小B．树叶对蜗牛的摩擦力沿树叶斜向下C．树叶受到的压力与蜗牛受到的支持力是一对平衡力D．树叶对蜗牛的作用力大小等于蜗牛的重力大小解析：蜗牛对树叶的压力大小小于蜗牛的重力大小，A错；树叶对蜗牛的摩擦力沿树叶向上，B错；树叶受到的压力与蜗牛受到的支持力是一对作用力与反作用力，C错；由共点力的平衡知选项D正确。2．(2024·山东省泰安一中高一上学期期中)如图所示，物体A和B均处于静止状态，重力分别为13N和7N，不计弹簧秤和细线的重力，不考虑一切摩擦，则弹簧秤的读数是(B)A．6N B．7NC．13N D．20N解析：以物体B为探讨对象进行受力分析，由二力平衡，得绳子上的拉力为：T＝GB＝7N。绳子拉力的大小即为弹簧秤的读数，A、C、D错误，B正确。3．(2024·山东省潍坊市四县(市)高一上学期联考)屋檐下重为G的风铃被水平风力吹起，在偏离竖直方向θ角的位置保持静止，设风力为F，系风铃的轻绳对风铃的拉力为T，若F恒定，则下列说法正确的是(D)A．T和G是一对平衡力B．T肯定小于FC．T与F合力方向竖直向下D．轻绳所受拉力的大小为T＝eq\f(G,cosθ)解析：以风铃为探讨对象受力分析如图所示，依据受力图可知，T与F合力与重力是一对平衡力，A错误；由图可知，T肯定大于F，B错误；T与F合力与重力是一对平衡力，方向竖直向上，C错误；依据图中几何关系可得轻绳所受拉力的大小为T＝eq\f(G,cosθ)，D正确，故选D。4．(2024·浙江省东阳中学、东阳外国语学校高一上学期期中)如图所示，一重为120N的球固定在弹性杆AB的上端，今用测力计沿与水平方向成37°角斜向右上方拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为100N，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则杆AB对球作用力的大小为(B)A．80N B．100NC．110N D．120N解析：球受三个力的作用，如图所示，将T分解后再合成，可得F＝100N，故选B。5．如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机。三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为(D)A．eq\f(1,3)mg B．eq\f(2,3)mgC．eq\f(\r(3),6)mg D．eq\f(2\r(3),9)mg解析：照相机受力平衡，在竖直方向上有：3F·cos30°＝mg，得F＝eq\f(2\r(3)mg,9)，所以D选项正确。6．(2024·黑龙江试验中学高一上学期期中)如图所示，水平横梁一端B插在墙壁内，另一端装有光滑轻小滑轮C，一轻绳一端A固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为10kg的重物，∠ACB＝30°(g＝10m/s)，则滑轮受到绳子的作用力为(C)A．50N B．50eq\r(3)NC．100N D．100eq\r(3)N解析：滑轮受到绳子作用力大小等于AC和CD两段轻绳的弹力的合力。同一根轻绳中的弹力大小相等，即TAC＝TCD＝mg＝100N，因为AC和CD两段轻绳成角120°，依据平行四边形定则，滑轮受到绳子作用力大小F＝TAC＝TCD＝100N，方向与水平成30°斜向下，故A、B、D错误，C正确。7．(2024·江西省南昌八一中学、洪都中学等六校高一上学期期末)如图所示，一串(3个)红灯笼在水平风力的吹动下发生倾斜，悬挂绳与竖直方向的夹角为30°，设每个红灯笼的质量均为m，绳子质量不计，则自上往下数第一个红灯笼对其次个红灯笼的拉力大小为(D)A．eq\f(2\r(3),3)mg B．2mgC．4mg D．eq\f(4\r(3),3)mg解析：以下面两个灯笼作为整体为探讨对象，进行受力分析，如图：竖直方向：Tcos30°＝2mg得：T＝eq\f(2mg,cos30°)＝eq\f(4\r(3),3)mg，故选D。8．(多选)(2024·河南省郑州市高一上学期期末)一名杂技演员在两幢高10m的楼之间表演“高空走钢丝”。当他缓慢经过钢丝的中点时，钢丝与水平方向的夹角为10°。已知演员及横杆的总质量为60kg，钢丝重量不计。重力加速度取10m/s2，sin10°≈0.17，下列说法正确的有(BD)A．演员经过钢丝中点时，钢丝上的力约为3530NB．演员经过钢丝中点时，钢丝上的张力约为1765NC．演员经过中点后又向右走了几步停下来，此时钢丝对演员的作用力方向朝左上方D．假如更换一根更长的钢丝表演，演员经过钢丝中点时，钢丝绳上的张力会减小解析：由题知：两钢绳的拉力的合力与重力相平衡，如图所示，则有：2Fsinθ＝mg，可得F＝eq\f(mg,2sinθ)＝eq\f(600,2×0.17)N＝1765N，故A错误，B正确；当演员走几步停止后依旧平衡，由平衡条件可知绳的张力的合力与重力等大反向，即方向竖直向上，大小为mg；故C错误；假如换成更长的钢丝绳，在中点平衡时的夹角θ变大，由F＝eq\f(mg,2sinθ)可知绳的张力变小，故D正确。故选BD。二、非选择题9．(12分)(2024·金华高一检测)在动画片《熊出没》中，熊二用一根轻绳绕过树枝将光头强悬挂起来，如图所示，此时轻绳与水平地面的夹角θ＝37°。已知光头强的质量为60kg，熊二的质量为300kg，不计轻绳与树枝间的摩擦。(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)求：(1)轻绳对熊二的拉力的大小；(2)地面对熊二的支持力的大小；(3)熊二对地面的摩擦力的大小和方向。答案：(1)600N(2)2640N(3)480N,方向水平向左解析：(1)以光头强为探讨对象，受力分析，得到拉力T＝mg＝600N；(2)以熊二为探讨对象，受力分析：竖直方向FN＋Tsinθ＝Mg，得到FN＝2640N；(3)水平方向Ff＝Tcosθ，得到：Ff＝480N；由牛顿第三定律，熊二对地面的摩擦力的大小：Ff′＝Ff＝480N，方向水平向左。等级考训练(15分钟·满分40分))一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)1．一质量为M的探空气球在匀速下降，设气球所受浮力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，则须要从气球吊篮中削减的质量为(C)A．2M－eq\f(F,g) B．M－eq\f(2F,g)C．2(M－eq\f(F,g)) D．0解析：设气球所受阻力为f，当气球匀速下降时，由物体的平衡条件知：Mg＝F＋f ①当从气球吊篮中削减质量为m的物体后，气球匀速上升，此时，有(M－m)g＋f＝F ②由①②式解得m＝2(M－eq\f(F,g))2．(2024·昌平高一期末)如图为某城市雕塑的一部分。将光滑的球放置在竖直的高挡板AB与竖直的矮挡板CD之间，C与AB挡板的距离小于球的直径。由于长时间作用，CD挡板的C端略向右偏移了少许。则与C端未偏移时相比，下列说法中正确的是(C)A．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变小B．AB挡板的支持力变小，C端的支持力变大C．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大D．AB挡板的支持力变大，C端的支持力变小解析：对球受力分析，由图可知，F1＝Gtanθ，F2＝eq\f(G,cosθ)，当CD挡板的C端略向右偏移少许时，θ变大，则F1和F2均变大，故选C。3．如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑，已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A与B的质量之比为(B)A．eq\f(1,μ1μ2) B．eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)C．eq\f(1＋μ1μ2,μ1μ2) D．eq\f(2＋μ1μ2,μ1μ2)解析：对A、B整体分析，依据平衡条件，有：F＝μ2(m1＋m2)g ①再对物体B分析，依据平衡条件，有：m2g＝μ1F联立①②解得：eq\f(m1,m2)＝eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)故选B。4．(多选)(2024·福建省三明市第一中学高一上学期期中)如图所示，登山者连同设备的总重力为G。某时刻缆绳和竖直方向的夹角为θ，若登山者手拉缆绳的力大小也为G，则登山者脚对岩石的作用力(BD)A．方向水平向右 B．方向斜向右下方C．大小为Gtanθ D．大小为2Gsineq\f(θ,2)解析：以登山者为探讨对象，他受到重力G、岩石对人的作用力N和缆绳的拉力T，如图，得知登山者脚对岩石的作用力方向斜向右下方。由力的合成法得：F＝2Gsineq\f(1,2)θ，故选B、D。二、非选择题5．(16分)如图所示，放在粗糙斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态，轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点。轻质弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ＝60°，斜面倾角α＝30°，物块A和B的质量分别为mA＝5kg，mB＝1.5kg，弹簧的劲度系数为k＝500N/m，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)弹簧的伸长量x；(2)物块A受到的摩擦力f的大小和方向。答案：(1)3eq\解析：(1)以结点O为探讨对象，受力如图并正交分解，据平衡条件有x：kx－Fsin60°＝0 ①y：Fcos60°－