1、1力与物体的平衡【满分：110 分 时间：90 分钟】一、选择题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中， 18 题 只有一项符合题目要求； 912 题有多项 符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。）1如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下， 角缓慢减小且货物相对车厢静止的过程中，下列说法正确的是（ ）A货物受到的摩擦力变小B货物受到的支持力变小C货物受到的支持力对货物不做功D货物受到的摩擦力对货物做负功【答案】 A【解析】【详解】2将两个质量均为 的小球 、 用细线相连后,再用细线悬挂于
2、点,如图所示.用力 拉小球 ,使两个小球图都处于静止状态,且细线 与竖直方向的夹角保持 ,则 的最小值为( )A B C D2【答案】 B【解析】以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出 F 在三个方向时整体的受力图： 3如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体 A、B，两物体间用两根相同轻杆连接，轻杆通过铰链相连，在铰链上加一与斜面垂直的拉力 F，使两物体均处于静止状态则下列说法正确的（ ）AA 受到沿斜面向上的摩擦力，B 受到沿斜面向下的摩擦力BA、B 两物体受到力的个数一定相同CA、B 两物体对斜面的压力一定相同D当逐渐增大拉力 F 时，物体 B 先开始滑动【答案】 C【解析】试题分
3、析：杆对 A 有沿着杆子方向的推力，故 A 受杆子的推力、重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力平行斜面向上；杆对 B 有沿着杆子方向的推力，故 A 受杆子的推力、重力、支持力，可能有静摩擦力；当推力沿着斜面方向的分力大于重力平行斜面的分力时，静摩擦力平行斜面向下；当推力沿着斜面方向的分力等于重力平行斜面的分力时，没有静摩擦力；推力沿着斜面方向的分力小于重力平行斜面的分力时，静摩擦力平行斜面向下；故 A 错误；根据选项 A 的分析，A 受 4 个力，B 可能受 3 个力，也可能受 4 个力，故 B 错误；A、B 两物体对斜面的压力等于重力垂直斜面的分力与杆子推力垂直斜面的分力的矢量和，一定相等，故
4、C 正确；当从 零开始逐渐增大拉力 F 时，物体 A 的静摩擦力逐渐增加，等于推力沿着斜面方向的分力加上重力平行斜面的分力；而物体 B 的静摩擦力先减小后反向增加，等于推力沿着斜面方向的分力减去重力平行斜面的分力的绝对值；故物体 A 受静摩擦力先达到最大值，故 A 先滑动，故 D 错误；故选 C考点：物体的平衡3【名师点睛】本题解题的关键是正确对物体进行受力分析，两个物体都处于静止状态，受力平衡，杆子的压力和重力都分解到沿斜面方向和垂直于斜面方向，根据共点力平衡条 件分析即可，难度不大。4如图，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块 A、 B、 C，质量均为 m， B、 C 之间用轻质细绳连
5、接。现用一水平恒力 F 拉 C，使三者由静止开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是A若粘在木块 A 上面，绳的拉力不变B若粘在木块 A 上面，绳的拉力减小C若粘在木块 C 上面， A、 B 间摩擦力增大D若粘在木块 C 上面，绳的拉力和 A、 B 间摩擦力都减小【答案】 D【点评】解决本题的关键要灵活选择研究对象，会用整体法和隔离法，能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解5如图在倾斜的滑杆上套一个质量为 m 的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为 M 的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬
6、挂物体的轻绳始终处于竖直方向则（ ）A环只受三个力作用B环一定受四个力作用4C物体做匀加速运动D悬绳对物体的拉力小于物体的重力【答案】 B【解析】考点：物体的平衡【名师点睛】本题抓住物体做直线运动的条件是关键：物体做直线运动时，合外力（或加速度）与速度在同一直线上，或合外力为零。6将某材料制成的长方体锯成 A、 B 两块放在水平面上， A、 B 紧靠在一起，物体 A 的角度如图所示现用水平方向的力 F 推物体 B，使物体 A、 B 保持原来形状整体沿力 F 的方向匀速运动，则( )A物体 A 在水平方向受两个力的作用，合力为零B物体 A 只受一个摩擦力C物体 B 对 A 的弹力小于桌面对物体
7、A 的摩擦力D物体 B 在水平方向受三个力的作用【答案】 C【解析】试题分析：对 A 受力分析，在水平方向上受 B 对 A 的弹力，桌面的滑动摩擦力，B 对 A 的静摩擦力，在三个力的作用下处于平衡，选项 AB 错误；受力如图。从图上可知，木板 B 对 A 的压力小于桌面对木板 A 的摩擦力，选项 C 正确；对 B 分析，在水平方向上受推力 F，桌面的摩擦力，A 对 B 的压力，A 对 B 的静摩擦力，在四个力作用下平衡，选项 D 错误。考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用【名师点睛】分别隔离对 A 和 B 受力分析，根据共点力平衡确定力的大小关系解决本题的关键能够正确5地进行
8、受力分析，运用共点力平衡进行求解7如图所示，倾角 30 的斜面上，用弹簧系住一重 20 N 的物块，物块保持静止，已知物块与斜面间的最大静摩擦力 fm12 N，那么该弹簧的弹力不可 能是A2 N B10 N C20 N D2 4 N【答案】 D8如图所示，两球 A、B 用劲度系数为 k1的轻弹簧相连，球 B 用长为 L 的细绳悬于 O 点，球 A 固定在 O 点正下方，且点 O、A 之间的距离恰为 L，系统平衡时绳子所受的拉力为 T1现把 A、B 间的弹簧换成劲度系数为 k2的轻弹簧，仍使系统平衡，k 2k 1此时绳子所受的拉力为 T2，则 T1与 T2的大小之间 的关系为（ ）AT 1T 2
9、 BT 1T 2 CT 1T 2 D无法确定【答案】 B【解析】【分析】研究任意一种情况下，绳子拉力与重力的关系以小球 B 为研究对象，分析受力情况，根据三角形相似法，得出绳子的拉力与小球 B 的重力的关系，再研究 和 的大小关系 【详解】6【点睛】本题的解题关键是运用几何知识分析绳子的拉力与小球重力的关系作出力图是解题的基础，要正确分析受力情况，规范地作图，由图可以看出力的大致关系9如图，弹 性轻绳一端固定于 O 点，另一端连有一质量为 m 的小球 a，小球 a 通过不可伸长的细绳连接质量相同的小球 b，两小球均处于静止状态。现给小球 b 施加一个力 F，使弹性轻绳与竖直方向成 30角，两球
10、依然保持静止。下列说法正确的是A弹性绳的长度一定增加Ba、b 间细绳上的张力可能减小C力 F 的值可能大于 mgD力 F 的值可能小于【答案】 BC7【解析】B、以小球 b 为研究对象，分析受力，作出力图如图根据作图法分析得到， a、b 间细绳上的张力可能减小，故 B 正确；ACD、以小球 ab 为研究对象，分析受力，作出力图如图【点睛】运用整体法和隔离法，受力分析后根据平衡条件列式分析；10如图所示，一架救援直升机通过软绳打捞河中物体，物体质量为 m，由于河水的流动对物体产生水平方向的冲击力，使软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成 角，已知物体所受的浮力不能忽略。下列说
11、法正确的是（ ）8A空气对飞机的作用力一定竖直向上 B物体受到河水的水平方向的作用力小于绳子的拉力C绳子的拉力为 D绳子的拉力可能少于 mg【答案】 BD【解析】【详解】对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和水的水平方向的冲击力，如图所示：11如 图所示，物体 A 的左侧为竖直墙壁， B 的下面有一竖直且被压缩的轻弹簧， A、 B 均静止。则关于两物体的受力情况。下列说法中正确的是（ ）A物体 A 与墙壁间无摩擦力B墙壁对物体 A 的摩擦力不为零，方向可能向上，也可能向下C物体 B 与物体 A 间的摩擦力可能为零D物体 B 对物体 A 一定有沿二者接触面向上的摩擦力【答案】 AD【解析】【分析】
12、9以整体为研究对象，竖直方向受力平衡，由此分析 A 与墙壁之间有没有摩擦力。【详解】12如图所示，质量为 m 的质点，与三根相同的螺旋形轻弹簧相连静止时，弹簧 c 沿竖直方向，相邻两弹簧间的夹角均为 120已知弹簧 a、b 对质点的作用力大小均为 F，则弹簧 c 对质点的作用力大小可能为（ ）AFBF+2mgCF-mgDF+mg【答案】 ACD【解析】【详解】假设 a、b、c 三根弹簧都是拉力；对小球受力分析，作出 a、b 两个弹簧的拉力 F 的合力 F，如图所示。10【点睛】本题是平衡条件的应用问题，难点在三个弹簧的力到底是支持 力还是拉力，分情况讨论即可；注意互成1200角的两个等大的力的
13、合力与分力相等.二、非选择题（本大题共 4 小题，第 13、14 题每题 10 分；第 15、16 题每题 15 分；共 50 分）13如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为 10kg 的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为 45，斜面倾角 30，整个装置处于静止状态， （g 取 10m/s2） ；求：（1）绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小；（2）若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，求最小的拉力的大小【答案】 （1）51.8N，73.2N；（2）70.7N【解析】试题分析：解：（1）如图，水平竖直建 立直角坐标系，对小球做受力分析，把不在轴上的力沿轴分解，11（
14、2）若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，最小的拉力的大小为 70.7N考点：共点力作用下物体平衡【名师点睛】解决本题的关键是正确的选取研究对象，首先对小球受力分析，建立直角坐标系，根据平衡条件列方程，求解；然后把小球拉离斜面，当所用的拉力与绳子垂直向右时，根据平衡条件求解最小拉力。14如下图所示， A、 B 两物体叠放在水平地面上，已知 A、 B 的质量分别为 mA10 kg， mB20 kg， A 与 B之间、 B 与地面之间的动摩擦因数均为 0.5.一轻绳一端系住物体 A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为 37，今欲用外力将物体 B 匀速向右拉出，求所加水平力 F 的大小(si
15、n 370.6，cos 370.8，取 g10 m/s 2)【答案】 160N【解析】12试题分析：A、B 的受力分析如图考点：考查了共点力平衡条件的应用【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解15两个相同的小球 A 和 B，质量均为 m，用长度相同的两根细线 a、b 把 A、B 两球悬挂在水平天花板上的同一点 O，并用长度相同的细线 c 连接 A、B 两小球，然后，用一水平方向的力 F 作用在小球 A 上，此时
16、三根细线均处于伸直状态，且细线 b 恰好处于竖直方向，如图所示，如果不考虑小球的大小，两小球均处于静止状态，则（1）细线 b 对小球 B 的拉力为多大？（2）细线 a 对小球 A 的拉力为多大？（3）作用力 F 为多大？【答案】 (1)mg（2）2mg（3）【解析】13考点：物体的 平衡【名师点睛】本题关键是先对 B 球受力分析，由平衡条件得到 AB 绳子的拉力为零；再对 A 球受力分析，根据共点力平衡条件得到拉力 F 的大小。16拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图） 。设拖把头的质量为 m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数 ，重力加速度为 g，某同学用该拖把在水平地
17、板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为 。（1）若拖把头在地板上匀速移动，求沿拖杆方向推拖把的力的大小。（2）设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平分量推力与此时地板对拖把的正压力的比值为。已知存在一临界角 0，若 0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切 tan 0【答案】 （1） （2）【解析】试题分析：（1）设该同学沿拖杆方向用大小为 F 的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有 式中 N 和 f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有 联立式得 （2）若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有 这时式仍满足。联立式得 14考点：考查物体的平衡、力的合成与分解或正交分解临界条件的应用【名师点 睛】对拖把头受力分析，抓住竖直方向和水平方向合力为零，运用正交分解求出推力 F 的大小当推力 F 的水平分力小于等于最大静摩擦力时，不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动结合第 1 问的结果，得到 的表达式，采用极限法：当 F 无限大时的情况求解
