1、第第 4 4 章章 力与平衡力与平衡 (时间：45 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。其中 15 题为单项选择题，68 题为多 项选择题。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，错选和不选的得 0 分) 1(2021 四川省凉山州民族中学高一月考)下列说法正确的是( ) A摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势 B静止的物体不可能受到滑动摩擦力的作用 C合力与分力是等效替代关系，受力分析时不能重复分析 D两个力的合力一定大于任一分力 答案 C 解析 摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势， 但可能与运动方向或运动趋势方向相 同，故 A
2、错误；静止的物体也可能受到滑动摩擦力的作用，如物块在桌面上滑动时，桌子受 到滑动摩擦力，故 B 错误；合力与分力是等效替代关系，受力分析时不能重复分析，故 C 正 确；合力与分力之间满足平行四边形定则，两个力的合力可以大于分力，也可以小于、等于分 力，故 D 错误。 2(2021 上海市嘉定区第一中学高一期末)两个共点力 F1、F2互相垂直，其合力为 F，F1与 F 间的夹角为 ，F2与 F 间的夹角为 ，如图所示。若保持合力 F 的大小和方向均不变而改变 F1时，对于 F2的变化情况，以下判断正确的是( ) A若保持 不变而减小 F1，则 变小，F2变大 B若保持 不变而减小 F1，则 变大
3、，F2变小 C若保持 F1大小不变而减小 ，则 变大，F2变大 D若保持 F1大小不变而减小 ，则 变小，F2变大 答案 A 解析 若保持 不变，减小 F1，如图甲所示。 甲 由图可知， 变小，F2变大，故 A 正确，B 错误；若保持 F1大小不变，减小 ，如图乙所示。 乙 由图可知， 变小，F2变小，故 C、D 错误。 3(2021 辽宁沈阳市高一月考)小刘同学用轻质圆规做了如图所示的小实验，其中圆规两脚 A 与 B 分別模拟横梁与斜梁，钥匙模拟重物。通过实验能说明：O 点受到向下的力 F 产生的对 横梁 A 与斜梁 B 的作用效果分别是( ) A压力、拉力 B压力、压力 C拉力、拉力 D拉
4、力、压力 答案 D 解析 把绳子的拉力 F 沿着 AO 和 OB 的方向进行分解，分力即是力 F 对横梁 A 与斜梁 B 的 作用。运用平行四边形定则进行分解可知，对横梁 A 产生了拉力的作用，对斜梁 B 产生了压 力的作用，故 A、B、C 错误，D 正确。 4 (2021 安徽定远二中高一月考)如图所示， 一根绳的两端分别固定在两座山顶处， 重为 120 N 的猴子抓住套在绳子上不计重力的滑环在两座山间滑动，某时刻猴子在最低点处静止，绳子拉 力与水平方向的夹角为 37 ，重力加速度 g10 m/s2，sin 37 0.6，cos 37 0.8，则此时 绳子的张力大小为(绳处于拉直状态)( )
5、 A60 N B80 N C100 N D120 N 答案 C 解析 选猴子与滑环整体为研究对象，其在最低点时，受到重力和两个拉力，两个拉力大小相 等，且与水平方向夹角都是 ，由平衡条件可知 2Fsin mg，解得此时绳子的张力大小为 F 100 N，故 C 正确，A、B、D 错误。 5一只蜗牛在雨后爬上了树叶，如图甲，由于蜗牛自身重力的影响，蜗牛在继续缓慢前进的 过程中，将树叶压得倾斜程度不断增大，如图乙所示，但未从树叶上掉落。则下列说法中正确 的是( ) A蜗牛在缓慢爬行过程中，不可以视为质点 B树叶下方的树枝对树叶的弹力作用方向不断改变 C考虑到树叶的弯曲程度会越来越大，树叶对蜗牛的作用
6、力也越来越大 D考虑到树叶的弯曲程度会越来越大，树叶对蜗牛的摩擦力越来越大 答案 D 解析 蜗牛相对树叶很小，所以蜗牛可以视为质点，A 错误；树枝对树叶的弹力大小始终等于 树叶与蜗牛的重力大小，方向始终竖直向上，B 错误；树叶对蜗牛的作用力包括支持力与摩擦 力，其合力等于重力大小，故 C 错误；树叶的弯曲程度越来越大，相当于树叶与水平面的夹 角 越来越大，受力分析可知 fmgsin ，树叶对蜗牛的摩擦力越来越大，故 D 正确。 6(2021 安徽繁昌皖江中学高一期末)如图所示，在水平地面上叠放着 A、B、C 三个完全相 同的物块，今用水平力 F 作用于 B 时，A、B、C 均处于静止状态，则(
7、 ) A地面对 C 的摩擦力等于 F，方向向左 BA 对 B 的摩擦力等于F 2 CB 对 A 的摩擦力等于零 DB 对 C 的摩擦力等于 F，方向向右 答案 ACD 解析 以 A、B、C 三个物体组成的整体为研究对象，根据平衡条件得到，地面对 C 的摩擦力 大小等于 F，方向水平向左，A 正确；以 A 为研究对象，根据平衡条件得知，B 对 A 没有摩擦 力，则 A 对 B 的摩擦力等于零，B 错误，C 正确；以 A、B 组成的整体为研究对象，根据平衡 条件得知， C 对 B 的摩擦力大小等于 F， 方向水平向左， 则 B 对 C 的摩擦力等于 F， 方向向右， D 正确。 7如图，小红同学用
8、两根一样长的绳子拴住一只钩码，拉住绳子两头使钩码悬停在空中，保 持两手处于同一高度，起始时两绳间的夹角为 30 ，现将两绳间夹角增大到 150 ，则( ) A两绳拉力减小 B两绳拉力增大 C两绳拉力的合力不变 D两绳拉力的合力增大 答案 BC 解析 两绳的合力不变，始终等于钩码的重力，C 正确，D 错误；根据平行四边形定则，合力 不变时夹角增大分力增大，两绳拉力增大，B 正确，A 错误。 8(2021 吉林油田高级中学高一期中)如图所示，直升机沿着水平方向向前飞行时，旋翼平面 与水平方向成 角， 旋翼与空气相互作用产生的作用力 F 与机翼平面垂直， 以下说法正确的是 ( ) A飞机的重力 GF
9、 B飞机的重力 GFcos C飞机水平前进的动力为 Fsin D飞机水平前进的动力为 Ftan 答案 BC 解析 飞机在水平方向向前飞行时， 竖直方向受力平衡， 则 GFcos ， 在水平方向有 FFsin ，所以飞机水平前进的动力为 Fsin ，所以 A、D 错误，B、C 正确。 二、实验题(共 1 个小题，共 12 分) 9某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。如图甲，用两只弹簧测力 计一起拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到 O 点；如图乙，改用一只弹簧测力计拉橡皮筋，也使橡皮 筋伸长到 O 点。实验时，分别读出弹簧测力计的示数，并在贴于木板的白纸上记录 O 点的位 置及拉线的方向
10、。 (1)下列正确的实验要求是_。 A拉线方向应与木板平面平行 B实验时，橡皮筋可以尽可能伸长 C作分力和其合力的图示时，选的标度必须相同 D记录拉线方向时，所描的两点可尽量靠近 (2)某弹簧测力计的指针如图丙所示，由图可知拉力的大小为_N。 (3)本实验采用的科学方法是_。 A理想实验法 B控制变量法 C等效替代法 D建立物理模型法 (4)若弹簧测力计 A 和 B 间的夹角等于 90 。保持 O 点位置不变、弹簧测力计 A 与橡皮筋 PO 夹角(POA)不变，减小弹簧测力计 B 与橡皮筋 PO 间夹角(POB)，则弹簧测力计 A 的读数 _、弹簧测力计 B 的读数_(选填“变大”“变小”或“
11、不变”)。 答案 (1)AC (2)4.00 (3)C (4)变大 变大 解析 (1)拉线方向应与木板平面平行，可以减小弹簧测力计读数的误差，A 正确；实验时， 橡皮筋不能伸的过长，以免超过弹性限度，B 错误；只有选用相同的标度，理论上的合力与实 际的合力才能利用线段的长短进行比较， C 正确； 记录拉线方向时， 所描的两点可尽量远一些， 可以更准确地画出拉力的方向，D 错误。 (2)由于弹簧测力计的最小刻度为 0.1 N，读数时应该估读到最小刻度的下一位，读到 0.01 N， 因此读数为 4.00 N。 (3)本实验采用等效替代法，分力与合力作用效果相同，用两个分力替代一个合力，故选 C。
12、(4)如图所示 O 点位置不变，合力大小、方向都不变，两个分力相互垂直。现保持 OA 的方向不变，OB 沿 着逆时针方向旋转，两个拉力大小都增大。 三、计算题(共 3 个小题，10、11 题各 12 分，12 题 16 分，共 40 分) 10用水平力 F 将木块压在竖直墙上，如图所示。已知木块重 G6 N，木块与墙壁之间的动 摩擦因数为 1 3，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)当 F124 N 时，木块受到的摩擦力为多大； (2)当 F212 N 时，木块受到的摩擦力为多大； (3)若力 F 方向改为斜向上与竖直方向夹角为 37 ，如图中虚线所示，要使木块保持静止，F 的取值范围
13、。(sin 37 0.6，cos 37 0.8) 答案 (1)6 N (2)4 N (3)6 NF10 N 解析 (1)当 F124 N 时，木块与竖直墙壁之间的最大静摩擦力 fm1F18 NG 故物体静止不动，根据平衡条件可得木块受到的摩擦力为 f1G6 N。 (2)当 F212 N 时，木块与竖直墙壁之间的最大静摩擦力，fm2F24 NG 故物体要下滑，木块受到的摩擦力为 f2F24 N。 (3)物体刚好不上滑时，如图 1，根据平衡条件得 F1cos 37F1sin 37G 解得 F110 N 物体刚好不下滑，如图 2，根据平衡条件得 F2cos 37F2sin 37G， 解得 F26 N
14、 故 F 的取值范围为 6 NF10 N。 11(2021 四川简阳市阳安中学高一月考)当箱子较重时，采用如图所示的方式可以较为轻松 地移动箱子。某人用与水平方向成 30 、大小 F80 N 的拉力拉一个质量 m20 kg 的箱子， 使其在水平地面上匀速向右运动。重力加速度 g 取 10 m/s2，求： (1)画出箱子在运动过程中的受力示意图； (2)地面对箱子的支持力大小 N； (3)箱子与水平地面间的动摩擦因数。 答案 (1)见解析 (2)160 N (3) 3 4 解析 (1)以箱子为研究对象，受到重力、支持力、拉力和摩擦力，如图所示 (2)竖直方向根据平衡条件可得 NmgFsin 30
15、 ，代入数据解得 N160 N。 (3)水平方向根据平衡条件可得 Fcos 30 N，代入数据解得 3 4 。 12(2021 福建三明一中高一期中)如图所示，在挪威的两座山峰间夹着一块岩石，吸引了大 量游客前往观赏。该景观可简化成如图所示的模型，右壁竖直，左壁倾斜。设左壁与竖直方向 的夹角为 ，中间石块质量为 m，重力加速度大小为 g，石头与山崖间的摩擦很小，可以忽略 不计。石头质量一定，石头始终保持静止。求： (1)在图乙中作出岩石的受力示意图，请用尺子规范作图，标上力的名称； (2)左右两壁对中间石块支持力多大； (3)由于长期的风化， 将会减小。左右两壁对中间石块支持力大小如何变化。 答案 (1)见解析图 (2) mg sin mg tan (3)当 减小时，N1 增大，N2增大 解析 (1)岩石受重力，左右两边的岩壁对它各有一个支持力，受力示意图如图： (2)由图可知 N1 mg sin ，N2 mg tan 。 (3)当 减小时，sin 减小，tan 减小，故 N1将增大，N2将增大。
