3.5 共点力的平衡（分层作业）【含答案解析】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第一册）.docxVIP

第5节共点力的平衡

静态平衡问题

1．图甲为杂技表演的安全网示意图，网绳的结构为正方格形，、、、、等为网绳的结点。安全网水平张紧后，若质量为的运动员从高处落下，并恰好落在点上。该处下凹至最低点时，网绳、均成向上的张角，如图乙所示，此时点受到的向下的冲击力大小为，则这时点周围每根网绳承受的力的大小为（）

??

A． B． C． D．

【答案】B

【详解】由作用力与反作用力可知，O点对杂技演员的作用力大小为F，方向竖直向上。因为dOe、bOg均成120°向上的张角，网绳dOe、bOg的弹力大小相等，假设网绳的张力为T，由几何关系得

解得，这时O点周围每根网绳承受的力的大小为故选B。

2．如图所示，放在水平面上的物体受到斜向下的推力作用，做匀速直线运动，则推力与物体所受摩擦力的合力方向为（）

??

A．向下偏左 B．向下偏右 C．竖直向上 D．竖直向下

【答案】D

【详解】根据题意，对木箱进行受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力四个力作用，如图所示??

木箱恰好做匀速直线运动，说明木箱受力平衡，根据共点力的平衡原理可知，沿水平方向和竖直方向合外力都为零。对力进行正交分解，如图所示

??

分解为水平向右的力和竖直向下的力，与摩擦力平衡，可知推力与摩擦力的合力即为，所以此二力的合力方向竖直向下。故选D。

动态平衡问题

3．如图所示，小球用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上缓慢偏移时，细绳的拉力将（）

A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大

【答案】D

【详解】如图所示

以小球为研究对象，小球受到重力、细绳的拉力和斜面的支持力，三力平衡，根据平衡条件得知拉力与支持力的合力与重力大小相等，方向相反，且重力保持不变，做出三个位置拉力与支持力的合成示意图，可得细绳由水平方向逐渐向上偏移时，拉力F先逐渐减小后逐渐增大。故选D。

4．轻杆BO的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θ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 B．FN始终不变

C．F先减小后增大 D．F始终不变

【答案】B

【详解】设重物的重力为G，以B点为研究对象，受力分析如图所示，作出力FN与F的合力F2，根据平衡条件得F2=F1=G，由△F2FNB∽△ABO得由于BO、AO、G不变，则FN保持不变，AB逐渐减小，所以F逐渐减小。故选B。

5．如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时绳a水平，绳b倾斜。现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动一锐角至绳b水平，在此过程中绳a上张力为和b上张力为，则（??）

A．逐渐增大，逐渐增大 B．逐渐减小，逐渐减小

C．逐渐减小，逐渐增大 D．逐渐增大，逐渐减小

【答案】D

【详解】设圆环在转动过程中绳b与竖直方向的夹角为，转动的过程中小球受力平衡，可得两绳拉力的合力不变等于mg，两绳拉力和小球重力组成一个三角形，根据几何知识可得两绳拉力的夹角设为不变，根据正弦定理可得在转动的过程中变大，且小于，所以可得变大，变小。故选D。

整体法和隔离法

6．用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如图所示．对小球a持续施加一个水平向左的恒力，并对小球b持续施加一个水平向右的同样大小的恒力，最后达到平衡状态．下列选项中表示平衡状态的图可能是（??）

A． B．

C． D．

【答案】A【详解】将两球连同它们之间的细线看成一个整体，对整体受力分析，水平方向F=F竖直方向T=2mg

故上面绳子的拉力一定和重力等大反向，即绳子竖直。故选A。

7．如图所示，物体m通过光滑定滑轮牵引粗糙水平面上的物体，物体m沿斜面匀速下滑，此过程中斜面体始终静止，斜面体质量为M，重力加速度为g，则水平地面对斜面体（）

A．支持力为（M＋m）g

B．没有摩擦力

C．支持力大于（M＋m）g

D．有水平向右的摩擦力

【答案】D

【详解】设绳子上的拉力为FT，选M和m组成的整体为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件可以判断，M必受到沿水平地面向右的摩擦力；假设斜面的倾角为θ，则FN＋FTsinθ＝（M＋m）g所以FN小于（M＋m）g，故D正确，ABC错误。故选D。

8．如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下从半球形容器最高点附近缓慢下移靠近最低点。设滑块所受支持力为N，则下列判断正确的是（）

??

A．N缓慢增大 B．N大小保持不变

C．F缓慢增大 D．F缓慢减小【答案】D

【详解】解法一解析法

对物体进行受力分析：物体受