2020-2021學年高一物理人教版（2019）必修第一冊第三章相互作用

3.5共點力的平衡

1.把一個薄板狀物體懸掛起來，靜止時如圖所示。則對于此薄板狀物體所受

重力的理解,下列說法正確的是（）

A.重力就是地球對物體的引力B.重力大小和物體運動狀態有關

C.重力的方向總是指向地心的D.薄板的重心一定在直線AB上

2.如圖所示，物塊A、8質量分別為3kg、2kg,尸是彈簧秤，質量忽略不計。滑輪

光滑、質量不計，輕質細繩不可伸長，g取10m/s、當彈簧秤示數穩定后,

示數為（）

A.30NB.25NC.24ND.10N

3.一質量為m的鐵球在水平推力F的作用下，靜止在傾角為。的斜面和豎

直墻壁之間，鐵球與斜面的接觸點為A,推力廠的作用線通過球心。，如圖

所示，假設斜面、墻壁均光滑.若水平推力緩慢增大，則在此過程中（）

A.墻對鐵球的作用力大小始終等于推力F

B.墻對鐵球的作用力大小始終大于推力尸

C.斜面對鐵球的作用力緩慢增大

D.斜面對鐵球的支持力大小始終等于懸

4.如圖A,B,C為三個完全相同的物體，當水平力廠作用于2上，三物體可一起

勻速運動，撤去力尸后，三物體仍可一起向前運動,設此時AB間摩擦力為九

B、C間摩擦力為九則工和力的大小為（）

F2

A"=上=0B.ft=o,f2=Fc.f,=-,f2=-FD.A=F,f2=0

5.如圖所示,傾角為6的斜面體C置于水平地面上,小物塊B置于斜面上，通

過細繩跨過光滑的定滑輪與物體A相連接，連接物體2的一段細繩與斜面平

行，已知4股C都處于靜止狀態。則（）

A.物體8受到斜面體C的摩擦力一定不為零

B.斜面體C受到水平面的摩擦力一定為零

C.斜面體C有沿地面向右滑動的趨勢,一定受到地面向左的摩擦力

D.將細繩剪斷，若8物體依然靜止在斜面上,此時水平面對斜面體C的摩擦力

一定不為零

6.如圖所示,臺秤上放置盛水的杯，杯底用細線系一木質小球，若細線突然斷

裂，則在小木球上浮到水面的過程中，臺秤的示數將（）

A.變小B.變大C.不變D.無法判斷

7.一固定在水平面上傾角為a的粗糙斜面上有一個電動平板小車，小車的

支架。45上在。點用輕繩懸掛一個小球，桿垂直于小車板面（小車板

面與斜面平行）。當小車運動狀態不同時，懸掛小球的輕繩會呈現不同的

狀態，下列關于小車在不同運動形式下，輕繩呈現狀態的說法中正確的是

A.若小車沿斜面勻速向上運動，輕繩一定與AB桿平行

B.若小車沿斜面勻加速向上運動，輕繩可能沿豎直方向

C.若小車沿斜面勻減速向下運動，輕繩可能與A5桿平行

D.若小車沿斜面勻加速向下運動時，輕繩可能與A5桿平行

8.如圖所示，水平傳送帶的長度乙=6m,皮帶輪以速度，順時針勻速轉動，

傳送帶的左端與一光滑圓弧槽末端相切，現有一質量為1kg的物體（視為質

點），從高力=L25m處。點無初速度下滑，物體從A點滑上傳送帶，物體與傳

送帶間的動摩擦因數為02,g取lOm/s2,保持物體下滑的高度不變，改變

皮帶輪的速度v，則物體到達傳送帶另一端的速度力隨傳送帶速度v的變

化圖線是（）

1|-<;;

OU~~S7W（m：sT）

9.如圖所示，固定在水平地面上的等腰三角形斜面的頂點有一光滑定滑輪,

質量分別為犯、色（叫力？）的兩滑塊通過輕繩按圖示方式相連后放在斜面兩

側，輕繩與斜面平行，兩滑塊與斜面之間的動摩擦因數相同。現對叫施加

一沿斜面向下、大小為尸的力，使叫沿斜面向下做勻加速直線運動，則下

列判斷正確的是（）

A.斜面粗糙時輕繩上的張力等于斜面光滑時的張力

B.斜面粗糙時輕繩上的張力大于斜面光滑時的張力

C.斜面光滑時將拉力尸增加2倍，則系統的加速度將增加2倍

D.若將該大小為F的拉力沿斜面向下作用在外上，使嗎沿斜面向下做勻加

速直線運動時，則輕繩上的張力不變

10.如圖所示，一個質量為m的滑塊靜止置于傾角為30。的粗糙斜面上，一根

輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點，另一端系在滑塊上，彈簧與斜面垂直，則

()

A.滑塊不可能只受到三個力作用

B.彈簧一定處于壓縮狀態

C.斜面對滑塊的支持力大小可能為零

D.斜面對滑塊的摩擦力大小一定等于:沖

11.如圖所示，粗糙的固定斜面上放置一質量為根的木箱，斜面的傾角為

a=30。，木箱與斜面間的動摩擦因數為“理，現對木箱施一拉力「使木

箱沿斜面向上做勻速直線運動.設F的方向與水平面的夾角為。（圖中未畫

出），在。從。°逆時針逐漸增大到90。的過程中，木箱的速度保持不變，則（）

A/一直減小

B1的最小值為和g

C.F先減小后增大

D.當0=0。時，斜面對根的作用力為Fsina+;wgcosa

12.如圖，半圓形支架陰。，兩細繩OA和08結于圓心。，下懸重為G的物體,

使繩固定不動，將OB繩的2端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直位置

C的過程中，分析OA繩和。2繩所受的力大小如何變化？（）

C

A.04繩拉力逐漸變大B.OA繩拉力逐漸變小

C.OB繩拉力先變小后變大D.OB繩拉力逐漸變小

13.如圖甲、乙所示，兩圖中三個小球兒48、C的質量分別為處2加、3%,均懸

掛在天花板上處于靜止狀態。重力加速度大小為g，彈簧和細線的質量均

不計。現將兩圖中小球與天花板相連的細線剪斷，則在細線被剪斷的瞬間

ci/

甲乙

A.甲圖中4c的加速度依次為o,2g,3g

B.甲圖中A、5、c的加速度依次為6g,0,0

C.乙圖中4&C的加速度依次為g,g,g

D.乙圖中A、8、C的加速度依次為3g,0,2g

14.如圖所示，水平傳送帶以速度/勻速運動,小物體P、Q由通過定滑輪且不

可伸長的輕繩相連』=0時刻尸在傳送帶左端具有速度％,P與定滑輪間的繩

水平,f=f。時刻尸離開傳送帶。不計定滑輪質量和摩擦，繩足夠長。正確描述

小物體P速度隨時間變化的圖象可能是（）

15.如圖，在傾角為。=37。的角錐體表面上對稱地放著可視為質點的A、B兩個

物體，用一輕質繩跨過固定在頂部的光滑的定滑輪連接在一起，開始時繩

子繃直但無張力。已知4B兩個物體的質量分別為機和2也它們與豎直軸

的距離均為廠=lm,兩物體與角錐體表面的動摩擦因數為〃=0.8,認為最大靜

摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g=10m/s2。某時刻起，角錐體繞豎直

軸緩慢加速轉動，加速轉動過程中42兩物體始終與角錐體保持相對靜止,

則下列說法正確的是（）

A.繩子沒有張力之前，B物體受到的靜摩擦力在增加

B.繩子即將有張力時，轉動的角速度例=?廠泅/5

C.在A、B滑動前A所受的靜摩擦力一直在增加

D.在A、B即將滑動時，轉動的角速度

16.半圓形凹槽的半徑為R,。點為其圓心.在與0點等高的邊緣42兩點分別

以速度巧、%同時水平相向拋出兩個小球，已知%：匕=1：3,兩小球恰好都落在

弧面上的尸點.則以下說法中正確的是()

A.NAOP為60°

B.若要使兩小球落在尸點右側的弧面上同一點，則應使K、匕都增大

C.改變片、彩，只要兩小球落在弧面上的同一點，”與為之和就不變

D.若只增大匕，兩小球可在空中相遇

17.如圖所示，一質量為M的長木板靜止在水平面上，有一質量為m的小滑塊

以一定的水平速度沖上木板，已知滑塊和木板之間的動摩擦因數為仰，最大

靜摩擦力等于滑動摩擦力，求

(1)若滑塊在木板上滑動時,木板能保持靜止不動，木板和地面之間的動摩

擦因數須滿足什么條件？

(2)若長木板的質量M=0.2kg,長木板與水平面間的動摩擦因數〃=0.1.滑塊

的質量也為0.2kg。滑塊以v0=1.2m/s的速度滑上長板的左端，小滑塊與長木

板間的動摩擦因數〃。=04滑塊最終沒有滑離長木板,求滑塊在開始滑上長

木板到最后靜止下來的過程中，滑塊滑行的距離是多少？(g=10加S?)

18.如圖所示，在足夠大的光滑水平桌面上,有一個質量為10-2kg的小球，靜止

在該水平桌面內建立的直角坐標系尤G的坐標原點。。現突然沿x軸正方向

對小球施加大小為2X10-2N的外力外，使小球從靜止開始運動，在第1s末所加

外力耳大小不變，方向突然變為沿y軸正方向，在第2s后，所加外力又變為另

一個不同的恒力尸。求：

4y

(1)在第1s末，小球的速率;

(2)在第2s末,小球的位移;

(3)要使小球在第3s末的速度變為零所加的恒力尸(保留兩位有效數字)。

19.如圖所示，長為/=hn、質量為M=lkg的長木板放在光滑的水平臺面上，

質量為加=0.5kg(可視為質點)的物塊放在長木板上表面的左端，在平臺右側

邊緣固定一定滑輪，繞過定滑輪的細線一端系在物塊上，連接物塊的細線

保持水平，用大小為尸=2.5N的拉力向下拉細線，使物塊向右做勻加速直線

運動，已知物塊與長木板間的動摩擦因數為02重力加速度g=10m/s2,長

木板右端離定滑輪距離足夠遠，平臺離地面足夠高，求：

(1)物塊滑離長木板時，長木板運動的距離；

(2)當物塊運動到長木板正中間時，物塊以及長木板速度的大小。(計算結果

可保留根號)

參考答案

L答案：D

解析：A.重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，不是地球對物體的引

力，故A錯誤；

B.重力的大小與物體的運動狀態無關，故3錯誤；

C.重力的方向豎直向下，故。錯誤；

D.因為繩對板的拉力與板受的重力為一對平衡力，必在一條直線上，所以

重心一定在細線的延長線上，即薄板的重心一定在直線45上，故O正確。

故選：D

2.答案：C

解析：物塊質量分別為3kg、2kg,導致物體受力不平衡，先選整體為研究

對象進行受力分析，由牛頓第二定律得：

GA-GB=+m2)a

代入數據解得：?=2m/s2

對8受力分析：向上的拉力下和自身的重力與，

由牛頓第二定律得：F-mBg=mBa

解得：F=24N,故A3。錯誤，。正確。

故選：Co

3.答案：D

解析：AA對小球受力分析，受推力尸、重力G、墻壁的支持力N、斜面的

支持力V,如圖：

根據共點力平衡條件，有：X

方向：F-N'sin?-N=0,

豎直方向：NrcosO=mg,

解得：N=/］；N=F-mgtanO

cos"o

當尸增加時，墻壁對鐵球的作用力不斷變大，^jN=F-mgtWe<F,故A3錯

誤；

CD當/增加時，斜面的支持力為7，保持不變，故球對斜面的壓力也保

COS”

持不變；則斜面對球的作用力也保持7不變；故。錯誤，。正確。

cost/

故選Do

4.答案：C

解析：開始三個物體在拉力廠的作用下一起做勻速直線運動，知尸=九

撤去尸后，三個物體一起做勻減速直線運動，整體的加速度為：0=￡==

5m3m

隔離對A分析，4在水平方向上的合力等于5對4的摩擦力，有：=：

隔離對A5分析，A3整體所受的合力等于。對它們的摩擦力，有：

f2=2ma=-F,故。正確，ABD錯誤。

故選Co

5.答案：C

解析：當物塊2滿足“gsinO=%g時，物體2受到斜面體C的摩擦力為零，選項

A錯誤;對BC的整體而言，受到斜向右上方的繩子的拉力，故斜面體C有沿地

面向右滑動的趨勢,一定受到地面向左的摩擦力，選項B錯誤,C正確;將細繩

剪斷，若B物體依然靜止在斜面上,此時對BC的整體水平方向合力為零，即水

平面對斜面體C的摩擦力為零，選項D錯誤;故選C.

6.答案：A

解析：將細線割斷,木球加速上升，加速度方向向上，木球上浮留下的空位由

水來填充，所以相當于一個與木球同樣大小的水球向下加速運動，由于同樣

體積的木球質量小于水球的質量，所以整體存在失重現象，臺秤的示數減小。

故選Ao

7.答案：D

解析：A.若小車沿斜面勻速向上運動，小球受到重力和繩子拉力作用處于

平衡狀態，二力平衡，所以輕繩豎直，故A錯誤；

B.若小車沿斜面勻加速向上運動，小球受到重力和繩子拉力的合力沿斜面

向上，輕繩與豎直方向向左有一定的夾角，故B錯誤；

C.若小車沿斜面勻減速向下運動，小球受到重力和繩子拉力的合力沿斜面

向上，輕繩與豎直方向向左有一定的夾角，故C錯誤；

D.當輕繩與45桿平行時，以小球為研究對象，加速度大小為。則有

mgtanm=ma,解得"gtantz,所以當小車沿斜面勻加速向下運動時，且加速

度為gtana,輕繩與AB桿平行，故D正確。

8.答案：A

解析：根據動能定理得,加g/z=；加，,解得v=42gh=72x10x1.25m/s=5m/s。

物塊在傳送帶上做勻變速直線運動的加速度大小a=〃g=2m/s?,

若一直做勻減速直線運動，則到達8點的速度

2

vB=Vv-2aL=^25-2x2x6m/S=1m/S

若一直做勻加速直線運動,則達到B點的速度

2

vB=A/V+2aL=j25+2x2x6m/s=7m/s

知傳送帶的速度v<lm/s時，物體到達8點的速度為Im/s

傳送帶的速度v>7m/s時，物體到達B點的速度為7m/s。

若傳送帶的速度lm/s<"5m/s,將先做勻減速運動，達到傳送帶速度后做

勻速直線運動。

若傳送帶速度5m/s<"7m/s,將先做勻加速運動，達到傳送帶速度后做勻

速直線運動。故A正確，B.C.D錯誤。

故選A.

9.答案：A

解析：設斜面粗糙且動摩擦因數為〃，斜面的傾角為仇對圖中叫受力有

F+mlgsinO-/jmAgcos0-T=,對機?受力有T一/n2gsin6)—〃〃2逐cosJ=啊。；聯立解得

+四產gsin。-〃geos。(①),輕繩上的張力為?=+誓^gsin。

m

班+機2i+機2叫+m2ml+機2

(②)，由此可知，繩上張力與動摩擦因數〃無關，故斜面粗糙時輕繩上

的張力等于斜面光滑時的張力，選項A正確，B錯誤。出①式可知，斜面

光滑時的加速度為"不嬴+^^疝也當拉力增加2倍時，加速度不會

增加2倍，選項C錯誤。若拉力尸改作用在網上時，根據以上公式可知，

繩子上的張力為T'=占+~gsin。，與②式不相等，故選項D錯誤。

10.答案:D

解析：本題考查受力分析及物體的平衡.滑塊靜止在斜面上，滑塊一定受摩擦

力,故斜面一定對滑塊有支持力，彈簧對滑塊的作用力可以為零,可以為壓力,

也可以為拉力，則滑塊可能受三個力作用，選項AC錯誤;由以上分析可知，彈

簧可能無形變，可能壓縮，也可能拉伸，選項B錯誤;彈簧對滑塊的力在垂直斜

面的方向上，故滑塊所受的摩擦力大小僅等于其重力沿斜面向下的分力，即

/=根8$m。=彳肉,選項D正確.

11.答案：BC

解析：設支持力和摩擦力的合力與支持力方向的夾角為為不論下如何變,

夕均不變，由題意得=g=尸=30。，在。從0。逆時針逐漸增大到90。的

rN

過程中尸先減小，后增加，Fiynn=mgsin(a+/3)=^-mg,B、C正確。當6=0。時,

斜面對m的作用力為J尸+G2,D錯誤。

12.答案：BC

解析：對結點。受力分析如圖:

結點0始終處于平衡狀態，所以05繩和繩上的拉力的合力大小保持

不變，方向始終是豎直向上的。所以。4繩受力大小變化情況：逐漸變小;

05繩受力大小變化情況是：先變小后變大，故5C正確，錯誤。

故選BCo

13.答案:BC

解析：AA分析甲圖，繩子斷后對A球拉力突變為零，但彈簧因為形變來不

及突變，所以力也沒有突變，是向下的5,咫，加上A球本身重力，A球加速

度為6g,8球因為受到向上的彈簧拉力，使得下面段繩子拉緊，所以5C小

球仍然受力平衡加速度為零，故A錯誤，5正確；

CD.分析乙圖得繩子斷后A球想往下動使得AB,C球之間繩子松動，三個

球只受到重力，所以加速度均為g,故。正確，。錯誤。

故選BCo

14.答案：BC

解析：如果小物體P的速度也小于水平傳送帶的速度也，則小物體P開始時

受到的滑動摩擦力方向水平向右。

①當小物體P受到的滑動摩擦力大于小物體。所受到的重力時,小物體P

有可能一直加速運動直至從水平傳送帶右側滑出，無v一t圖象與之對應;小

物體也有可能先加速到速度與水平傳送帶的速度均相同，其后由于小物體尸

受到的水平向右的最大靜摩擦力（略大于滑動摩擦力）大于小物體。所受到

的重力，小物體尸將與水平傳送帶一起做勻速直線運動直至從水平傳送帶的

右側滑出，則B中的—力圖象與之對應。

②當小物體P受到的滑動摩擦力等于小物體。所受到的重力時，小物體P

以速度生做勻速直線運動直至從水平傳送帶的右側滑出，無一才圖象與之對

應。

③當小物體P受到的滑動摩擦力小于小物體。所受到的重力時，小物體P

有可能做勻減速直線運動直至從水平傳送帶的右側滑出，無一才圖象與之對

應;小物體P也有可能做勻減速直線運動直至速度變為零，然后做加速度不

變的反向的勻加速直線運動直至從水平傳送帶的左側滑出，無一才圖象與之

對應。如果小物體P的速度也大于水平傳送帶的速度片,則小物體P開始時

受到的滑動摩擦力方向水平向左，小物體P先做勻減速直線運動。小物體P

有可能速度始終不小于水平傳送帶的速度片,小物體展直做勻減速直線運

動直至從水平傳送帶的右側滑出，無V~t圖象與之對應。小物體P也有可能

速度會減小到與水平傳送帶的速度片相同。

①若小物體P受到水平向右的最大靜摩擦力大于或等于小物體。所受到的

重力,小物體尸將與水平傳送帶一起做勻速直線運動直至從水平傳送帶的右

側滑出，無V~t圖象與之對應。

②若小物體P受到水平向右的最大靜摩擦力小于小物體。所受到的重力，

小物體尸將繼續做勻減速直線運動，有可能一直做勻減速直線運動直至從水

平傳送帶的右側滑出，無v-t圖象與之對應;有可能先減速到零然后做加速

度大小不變的反向的勻加速直線運動直至從水平傳送帶的左側滑出，則。中

的―才圖象與之對應。故選B、Co

15.答案：AB

解析：繩子有張力之前，對2物體進行受力分析后正交分解，水平方向有:

fcos0-NsinO=Imco1r,豎直方向有：/sincos0=2mgo由以上兩式可得，隨

著。的增大，f增大，N減小，A項正確；對8物體分析其將要發生滑

動瞬間的臨界狀態時的受力，在水平方向有：〃Ncos9-NsinO=2儂不，豎直

方向有〃心皿0+旌05。=2,用，代入數據解得：例=4ad/s,B項正確；在逐漸

增大的過程中，A物體先有向外滑動的趨勢，后有向內滑動的趨勢，其所

受靜摩擦力先沿斜面向上增大，后沿斜面向上減小，再改為沿斜面向下增

大，C項錯誤；°增大到AB整體將要滑動時，B有向下滑動趨勢，A有向

上滑動趨勢，對A物體水平方向有：（7-〃S）8$。-治$畝6=優0*,豎直方向

有：（T-JLLN^）sin0+NAcos0=mg對3物體水平方向有：

（T+/nN^cosO-NBsin6^=2ma^r,豎直方向有：（T+）sin6^+NBcos0=2mg,聯立

以上四式解得：④=、陛城/5,口項錯誤.

-\28

16.答案:AD

解析：本題考查平拋運動.連接。尸，過尸點作A2的垂線，垂足為。，如圖

甲所示，兩球在豎直方向運動的位移相等，所以運動時間相等，兩球水平

方向做勻速直線運動，所以/=：=［而皿+即=2R,所以

DDV23

AD=^R,OD=^R,CosZAOP=^=^,則NAOP=60。，A正確；若要使兩小球落在

尸點右側的弧面上同一點，則A球水平方向位移增大，5球水平位移減小,

而兩球運動時間相等，所以應使匕增大，%減小，B錯誤；要兩小球落在弧

面上的同一點，則水平位移之和為2R,則（匕+%"=2R,落點不同，豎直方向

位移就不同，彳也不同，所以匕+%不同，故C錯誤；若只增大匕，而％不變,

則兩球運動軌跡如圖乙所示，由圖可知，兩球必定在空中相遇，D正確.

17.答案：（1）長木板受到滑塊向前的