（2021新人教版）高中物理必修第一册3.5共点力的平衡—（答案含解析）跟踪训练.docx

1、3.53.5 共点力的平衡共点力的平衡 跟踪训练跟踪训练 1.1.(4 分)一运动员双手对称地握住单杠，使身体悬空。设每只手臂所受的拉力都是T， 它们的合力是F，若两臂之间的夹角增大了，则_ A.T和F都增大 B.T和F都减小 C.T增大，F不变 D.T不变，F增大 2.2.(8 分)如图所示，水平地面上的物体A，在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速 运动，则下列说法中正确的是_ A.物体A可能只受到二个力的作用 B.物体A可能只受到三个力的作用 C.物体A一定受到了四个力的作用 D.物体 A 对水平地面的压力大小一定为Fsin 3.3.(4 分)如图所示，变力F作用在不可伸长的绳子一端，绳子

2、另一端连接到小车上，F 通过光滑定滑轮拉动小车，使小车匀速向左前进，初始时，绳子和水平方向夹角为 45，小车与地面之间的动摩擦因数为，满足0 mB，且mA= 2mB，A物体和地面的动摩擦因数为，现在B上加一个水平力F，使物 体B缓慢移动，物体A始终静止，则此过程中_ A.物体A对地面的压力逐渐变小 B.物体A受到的摩擦力不变 C.绳的拉力逐渐变大 D.地面对A的作用力不变 14.14.(4 分)如图所示，质量为M、倾角为的斜面C置于水平地面上，质量为m的 小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮（定滑轮通过竖直杆固定）与物体 A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C 都处于静止

3、状态，则_ A.B受到C的摩擦力可能为零 B.斜面体对水平面的压力等于(M+ m)g C.C受到地面对它有向左的摩擦力 D.竖直杆对滑轮的弹力方向竖直向上 15.15.(3 小题共 13 分)如图所示，用轻绳悬挂一个重力为G的小球，现对小球再施加一 个力F，使绳与竖直方向成角，此时小球处于平衡状态，试就下列各种情况，分别 求出力F的大小、方向。 (1)(4 分)若力F为水平方向； (2)(4 分)若力F垂直于绳向上； (3)(5 分)若力F与绳拉力大小相等. 16.16.(2 小题共 13 分)如图所示，质量为mB= 24kg的木板B放在水平地面上，质量为 mA= 22kg的木箱A放在木板B上

4、。一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板 上，轻绳与水平方向的夹角为 = 37。已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数1= 0.5。现用水平向右、大小为200N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出 （sin37 0.6，cos37 0.8，重力加速度g取10m/s2），求： (1)(6 分)轻绳的拉力为多大？ (2)(7 分)木板B与地面之间的动摩擦因数2的大小为多大？ 17.17.(3 小题共 13 分)如图所示，在水平地面上用绳子拉一个质量为m = 46kg的箱子， 绳子与地面的夹角为37，拉力F = 100N时箱子恰好匀速移动。g = 10m/s2，sin37= 0.6；cos37= 0.8

5、。试求： (1)(4 分)请在图中作出箱子的受力示意图； (2)(4 分)箱子所受的摩擦力大小； (3)(5 分)地面和箱子之间的动摩擦因数。 18.18.(2 小题共 13 分)如图所示，某同学在地面上拉着一个质量为m = 30kg的箱子匀速 前进，已知箱与地面间的动摩擦因数为 = 0.5，拉力F1与地面水平夹角为 = 45。 g = 10m/s2，求 (1)(6 分)绳子的拉力F大小 (2)(7 分)该同学能否用比F小的力拉着箱子匀速前进？如果能，请求出拉力的 最小值，若不能，请说明理由。 19.19.(3 小题共 13 分)如图（a）所示，轻绳AD跨过固定在竖直墙上的水平横梁BC右 端的

6、定滑轮挂住一个质量为M1的物体，ACB = 30；图（b）中轻杆HG一端用铰 链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方 向也成30，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物 体，求： (1)(4 分)轻绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比； (2)(4 分)轻杆BC对C端的支持力； (3)(5 分)轻杆HG对G端的支持力。 参考答案参考答案 1.1.【能力值】【能力值】无 【知识点】【知识点】正交分解、求共点力的合力的方法、静态平衡 【详解】【详解】略 【答案】【答案】C 2.2.【能力值】【能力值】无 【知识点】【知识点】静态平衡 【详解】【详解】物体一定受重力，

7、拉力F产生两个作用效果，水平向右拉木块，竖直向上拉 木块，由于木块匀速直线运动，受力平衡，水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平 衡，即一定有摩擦力，结合摩擦力的产生条件可知则必有支持力，因而物体一定受到 四个力，故 AB 错误，C 正确； 根据物体处于平衡状态可知，水平方向有：f = Fcos， 竖直方向有：FN= mg Fsin，故 D 错误 【答案】【答案】C 3.3.【能力值】【能力值】无 【知识点】【知识点】利用正交分解法分析力的动态平衡 【详解】【详解】设绳子与水平方向夹角为小车匀速向左前进，则受力平衡，则Fcos = (mg Fsin)，解得 F = mg cos+sin = mg

8、 1+2sin(+)（其中 tan = 1 ），因 0 45，当角从45逐渐变大时，180 + 90，则sin( + )逐渐减小，则F逐渐变大，选项 A 正确，B 错误； 地面对小车支持力N = mg Fsin，因 Fsin = mgsin cos+sin = mg 1 tan+，则当 角从45逐渐变大时，地面对小车支持力 减小，选项 C 错误； 地面对小车滑动摩擦力为f = Fcos = mgcos cos+sin = mg 1+tan，则当 角从45逐渐变大时，地面对小车滑动摩擦力变小，选项 D 错误。 【答案】【答案】A 4.4.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点

9、】正交分解、滑动摩擦力、静态平衡 【详解】【详解】B匀速上升，A沿水平面向右做运动，如图，vB是vA在绳子方向上的分 量，vB是恒定的，随着vB与水平方向的夹角减小，vA减小，所以A在水平方向上 向右做减速运动，故 A 错误，B 也错误； 因为B匀速下降，所以B受力平衡，B所 受绳拉力T = GB，A受斜向上的拉力等于B的重力，在图中把拉力分解成竖着方向 的F2和水平方向的F1，在竖直方向上，有N + F2= GA。绳子与水平方向的夹角增大， 所以有F2增大，支持力N减小，所以摩擦力减小，故 D 正确、C 错误。 【答案】【答案】D 5.5.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【

10、知识点】静态平衡、正交分解 【详解】【详解】对B点受力分析，根据共点力平衡得，tan30= FTBC FT = FTBC mg，解得 FTBC= 3 3 mg，对C点受力分析，CD的拉力方向一定，根据图解法知，当外力的方向与 CD垂直时，外力F最小，根据平行四边形定则知，sin30= F FTBC，F = FTBCsin30 = 3 3 mg 1 2 = 3 6 mg. 【答案】【答案】D 6.6.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点】正交分解、静态平衡 【详解】【详解】对木箱受力分析，根据平衡条件： 水平方向Fcos = f得：f = Fcos，故 B 正 确，ACD

11、错误。 【答案】【答案】B 7.7.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点】静态平衡、正交分解 【详解】【详解】重为G的物体处于静止状态，受力平衡，对物体受力分析，受到重力和斜面 对物体的作用力，合力为零，则斜面对物体的作用力大小等于G，方向竖直向上，故 A 正确 【答案】【答案】A 8.8.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点】正交分解、静态平衡 【详解】【详解】滑块受到重力、斜面的支持力和拉力的作用，垂直于斜面的方向： N = mgcos，以斜面体为研究对象，斜面体受到重力、支持力和滑块的压力、地面的摩 擦力的作用，如图地面对斜面体的支持力：FN=

12、 Mg + Ncos = Mg + mgcos2 mgsin，所以摩擦力增大，故 D 正确。 【答案】【答案】D 11.11.【能力值】【能力值】无 【知识点】【知识点】利用正交分解法分析力的动态平衡、利用三角形法则分析力的动态平衡 【详解】【详解】略 【答案】【答案】B,D 12.12.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点】正交分解、静态平衡 【详解】【详解】对B受力分析如图所示，则水平方向上Ff= FTcos，又FT= mAg，所以Ff= mAgcos，A 错误，B 正确； 竖直方向上FNB+ FTsin = mBg，所以FNB= mBg FTsin = mBg mA

13、gsin，C 错误，D 正确。 【答案】【答案】B,D 13.13.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点】静态平衡、利用正交分解法分析力的动态平衡 【详解】【详解】以B为研究对象，分析受力情况如图，设绳子与竖直方向的 夹角为，则由平衡条件得：Tsin = F Tcos = MBg得：T = MBg cos，F = MBgtan 由题， 增大，cos减小，tan增大，则绳子拉力T增大，F增大。 对A研究，分析受 力情况如图所示，由平衡条件得：Tsin + N = MAg，f = Tcos T 增大，不变，则地面对A的支持力N减小，摩擦力f增大，则由牛顿第三定律得 知，物体A

14、对地面的压力逐渐减小，故 AC 正确，B 错误。 地面对A的作用力是N 和f的合力，根据平衡条件得知，N和f的合力与MAg和T的合力大小相等，T增 大，则知MAg和T的合力增大，故地面对A的作用力增大，故 D 错误。 【答案】【答案】A,C 14.14.【能力值】【能力值】分析综合能力 【知识点】【知识点】静态平衡、正交分解 【详解】【详解】设A、B、C的重力分别为GA、GB、GC。 若GA= GBsin，则B相 对于C没有运动趋势，不受到C的摩擦力。故 A 正确。 以B、C整体为研究对 象，分析受力如图，根据平衡条件得：N + Fsin = (M+ m)g，则解得：N = (M + m)g

15、Fsin，地面对C的摩擦力f = Fcos = GAcos，方向水平向左，说明C有沿地面向右 滑动的趋势，则C受到地面对它有向左的摩擦力，故 B 错误，C 正确。 对滑轮受力分 析，受力平衡，滑轮受到杆对滑轮的作用力和两段绳对滑轮作用力合力为零，而两端 绳的合力不可能竖直向下，所以竖直杆对滑轮的弹力方向不可能竖直向上。故 D 错 误。 【答案】【答案】A,C 15.15.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点】(1)静态平衡、正交分解 (2)静态平衡、正交分解 (3)静态平衡、正交分解 【详解】【详解】(1)略 (2)略 (3)略 【答案】【答案】(1)Gtan (2)Gs

16、in (3) G 2cos；右斜向上与竖直方向成 角 16.16.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点】(1)静态平衡、正交分解 (2)静态平衡、正交分解、滑动摩擦力 【详解】【详解】(1)对A受力分析如图甲所示，由题意得：FTcos = Ff1 FN1+ FTsin = mAg Ff1= 1FN1 由得：FT= 100N (2)对A、B整体受力分析如图乙所示，由题意得：FTcos + Ff2= F F N2+ FTsin = (mA+ mB)g Ff2= 2FN2 联立并代入数据得：2= 0.3 【答案】【答案】(1)100N (2)0.3 17.17.【能力值】【能力

17、值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点】(1)受力分析 (2)静态平衡、正交分解 (3)静态平衡、正交分解 【详解】【详解】(1)略 (2)水平方向受力平衡，Fcos37 f = 0；f = 80N。 (3)竖直方向受力平衡，N + Fsin37 G = 0，解得N = 400N。 由f = N，可得 = f N = 0.2。 【答案】【答案】(1)如图所示： (2)80N (3)0.2 18.18.【能力值】【能力值】推理能力/应用能力 【知识点】【知识点】(1)正交分解 (2)正交分解、静态平衡 【详解】【详解】(1)分析箱子的受力情况，作出受力示意图，如图。根据平衡条件和摩擦力公 式

18、得：F1cos45= (mg F1sin45)； 得：F1= mg cos45+sin45 = 100 2N。 (2)设拉力与水平方向夹角为，则得：Fcos = (mg Fsin)有：F = mg cos+sin = mg 1+2sin(+)，其中 tan = 1 根据数学知识得知，当 = 90 = arctan时，F有最小 值，其值为 Fmin= mg 1+2 = 60 5N。 【答案】【答案】(1)100 2N (2)60 5N 19.19.【能力值】【能力值】无 【知识点】【知识点】(1)静态平衡 (2)静态平衡 (3)静态平衡 【详解】【详解】(1)下图（a）和下图（b）中的两个物体M

19、1、M2都处于平衡状态，根据 平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点 和G点为研究对象，进行受力分析如右图（a）和右图（b）所示，根据平衡规律可求 解。上图（a）中轻绳AD跨过定滑轮拉住质 量为M1的物体，物体处于平衡状态，轻绳AC段的拉力FAC= FCD= M1g； 上图（b） 中由于FEGsin30= M2g得FEG= 2M2g，所以FAC:FEG= M1:2M2。 (2)上图（a）中，根据FAC= FCD= M1g且夹角为120故FNC= FAC= M1g，方向与水平 方向成30，指向斜右上方。 (3)上图（b）中，根据平衡方程有FEGsin30= M2g、FEGcos30= FNG所以FNG= M2gcot30=3M2g，方向水平向右。 【答案】【答案】(1)M1:2M2 (2)M1g方向与水平方向成30角，指向斜右上方； (3)3M2g，方向水平向右。