1、3.5共点力的平衡条件1关于平衡状态，下列说法正确的是()A竖直上抛物体到达最高点，物体处于平衡状态B木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀速运动，木块处于平衡状态C木块放在斜面体的斜面上，随斜面体一起向右匀加速运动，木块处于平衡状态D静止在匀加速运动的列车内的水平桌面上的杯子，处于平衡状态解析竖直上抛的物体在最高点受到重力作用，合力不为零，所以不属于平衡状态，选项A错误；处于匀速或静止状态的物体，所受合外力为零，是平衡状态，选项B正确，选项C错误；杯子相对于桌面静止，而桌面处于加速状态，所以杯子也处于加速状态，不是匀速或静止状态，因此不是平衡状态，选项D错误。答案B2物体受共点力F1、F
2、2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能选取的数值为()A15 N、5 N、6 N B3 N、6 N、4 NC1 N、2 N、10 N D1 N、6 N、3 N解析要使物体做匀速直线运动，则物体受到的合力为零，根据三个力的合力范围，可知选项B正确。答案B3一个重为20 N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F5 N的力竖直向上拉该物体时，如图1所示，物体受到的合力为()图1A15 N B25 N C20 N D0解析由于物体的重力大于拉力，则地面对物体有支持力，且物体仍然静止。因为物体静止，所以拉力、支持力与重力的合力为零，故选项D正确。答案D4如图2所示，物体M放在水平面上受到两个水平力的
3、作用，F14 N，F28 N，物体处于静止状态。如果将水平力F1增加5 N，则()图2A物体M仍处于静止状态B物体M受到的合力方向向左C物体M受到的合力方向向右D物体M受到的摩擦力等于5 N解析据题意可知，当F14 N，F28 N时，物体处于静止状态，即物体所受最大静摩擦力的最小值应为F2F1(84) N4 N。如果将F1增加5 N，则F1(45) N9 N。显然F1F2(98) N1 N，小于最大静摩擦力，故物体仍处于静止状态，所受静摩擦力为1 N，方向水平向左，物体所受合力为零，故选项A正确。答案A5如图3所示为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，总
4、质量为60 kg。此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53。则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)()图3A360 N，480 N B480 N，360 NC450 N，800 N D800 N，450 N解析分析人的受力情况如图所示。根据平衡条件和矢量三角形可得：F1Gcos 536000.6 N360 N，F2Gsin 53480 N。答案A6用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图4所示。已知ac绳和bc绳与竖直方向的夹角分别为30和60，则ac绳和bc绳中的拉力分别为()图4A.mg，mg
5、B.mg，mgC.mg，mg D.mg，mg解析以结点c为研究对象，受到三个拉力的作用，作出受力分析图，如图所示。整个装置静止，则物块对c点拉力F等于物块的重力。根据平衡条件得FacFsin 60mgsin 60mgFbcFcos 60mgcos 60mg答案A7物体静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物体施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物体仍然静止，则物体所受的静摩擦力增大的是()解析选项A中物体受重力、支持力及摩擦力平衡，当加上F后，物体仍处于平衡状态，则在沿斜面方向上物体平衡状态不变，而重力沿斜面向下的分力不变，故摩
6、擦力不变，故选项A错误；选项B中物体受力分析可知，F只改变垂直于斜面的压力，不会影响沿斜面方向上的力，故摩擦力不变，故选项B错误；选项C中施加竖直向上的F后，F有沿斜面向上的分力，物体有向下的运动趋势，此时向下的重力的分力与向上的F的分力及摩擦力平衡，故摩擦力将变小，故选项C错误；选项D中施加竖直向下的力F后，F产生沿斜面向下的分力，则沿斜面向下的力为重力的分力和F的分力，故增大了摩擦力，故选项D正确。答案D8如图5所示，一物体放在水平地面上，对物体施加一个倾角为的斜向右上的力F，当这个力从零开始逐渐增大时，物体受到的摩擦力将()图5A逐渐增大B逐渐减小C先逐渐增大，后减小D先逐渐减小，后增大
7、解析对物体进行受力分析，如图所示，将F进行正交分解，可得F1Fcos ，F2Fsin 。在F较小时，物体不运动，摩擦力f是静摩擦力，其大小为fF1Fcos 。所以F增大时，f也增大。在F较大时物体发生了运动，静摩擦力变为滑动摩擦力，其大小为fFN，又由竖直方向受力平衡，有FNF2G，所以FNGF2GFsin 。滑动摩擦力的大小f(GFsin )，所以当F增大时，f减小。答案C等级性检测9如图6所示，一根轻绳跨过定滑轮后系在质量较大的球上，球的大小不可忽略。在轻绳的另一端加一个力F，使球沿斜面由图示位置缓慢拉上顶端，各处的摩擦不计，在这个过程中拉力F()图6A逐渐增大 B保持不变C先增大后减小
8、D先减小后增大解析将球沿固定的光滑斜面由题图位置缓慢拉到顶端的过程中，顺时针转动过程绳子拉力方向如图中1到2到3的位置(注意开始时绳子拉力与支持力的夹角就是大于90的)由图可以看出绳子拉力一直增大，即F一直增大。答案A10.如图7所示，一质量均匀的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二，先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上，处于静止状态，两半球间的作用力分别为F和F，已知支架间的距离为AB的一半，则为()图7A. B. C. D.解析设两半球的总质量为m，当球以AB沿水平方向放置，可知Fmg，当球以AB沿竖直方向放置，隔离右半球受力分析如图所示，可得Ftan ，根据支架间的距离为A
9、B的一半，可得30，则，A正确。答案A11如图8所示，一质量为6 kg的物块，置于水平地面上。物块与地面间的动摩擦因数为0.5，然后用A、B 两根绳分别系在物块上，A绳水平，B绳与水平面成37，已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2。图8(1)逐渐增大B绳的拉力，直到物块对地面的压力恰好为零，则此时A绳和B绳的拉力分别是多大？(2)将A绳剪断，为了使物块沿水平面做匀速直线运动，在不改变B绳方向的情况下，B绳的拉力应为多大？解析(1)对物体受力分析如图所示由几何知识得FA80 NFB100 N。(2)受力分析如图，水平方向：f FBcos 竖直方向：FBsin FNmg得
10、FNmg FBsin 又fFN得FBcos (mg FBsin ) 故FB27.3 N。答案(1)80 N100 N(2)27.3 N12一物体置于粗糙的斜面上，给该物体施加一个平行于斜面的力，当此力为100 N且沿斜面向上时，物体恰能沿斜面向上匀速运动；当此力为20 N且沿斜面向下时，物体恰能在斜面上向下匀速运动，求施加此力前物体在斜面上受到的摩擦力。解析物体沿斜面向上运动时受力分析如图甲所示。甲由共点力的平衡条件得x轴：F1f1mgsin 0，y轴：mgcos FN10又f1FN1物体沿斜面向下运动时受力分析如图乙所示。由共点力的平衡条件得x轴：f2F2mgsin 0，y轴：mgcos FN20又f2FN2，f1f2f以上各式联立得：f1f2f代入数据得：f N60 N，mgsin 40 N当不施加此力时，物体受重力沿斜面向下的分力mgsin f故物体静止在斜面上，受到的静摩擦力fmgsin 40 N，方向沿斜面向上。答案40 N方向沿斜面向上