高中物理平衡问题经典
平衡问题
1．如图所示，光滑的金属球B放在纵截面为等腰三角形的物体A与竖直墙壁之间，恰好匀速下滑，已知物体A的重力是B的重力的6倍，不计球跟斜面和墙壁之间摩擦，问：物体A与水平面之间的动摩擦因数μ是多少？（）
2．如图所示，两块同样的条形磁场A、B，它们的质量均为m，将它们竖直叠放在水平桌面上，用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A，若弹簧秤上的读数为mg，则B与A的弹力F1及桌面对B的弹力F2分别为（ ）
A．F1=0，F2=mg B．F1= mg，F2 =0
C．F1>0，F2
0，F2=mg
3．如图所示，人重600N，木板重400N，人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2，今人用水平力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则（ ）
A．人拉绳的力是200N
B．人拉绳的力是100N
C．人的脚对木板的摩擦力向右
D．人的脚对木板的摩擦力向左
4．质量相同的四木块叠放在一起，如图所示，静止在水平地面上，现有大小相等、方向相反的力F分别作用的第2块和第4块木块上，四木块仍然静止，则从上到下各层接触面间的摩擦力多大？
5．如图所示，质量为m＝2kg的物体，置于质量为M＝10kg的斜面体上，现用一平行于斜面的力F＝20N推物体，使物体向上匀速运动，斜面体的倾角α =37°，始终保持静止，求地面对斜面体的摩擦力和支持力（取g=10m/s2）
5．如图所示，在粗糙水平面上有一个三角形木块，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的小木块，m1>m2，已知三角形木块和两个小木块均静止，则粗糙水平面对三角形木块（ ）
A．没有摩擦力作用
B．有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右
C．有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左
D．有摩擦力作用，但方向无法确定，因为m1、m2、θ1和θ2的数值并未给出
6．放在水平地面上的物体M上表面有一物体m，m与M之间有一处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态，如图所示，则关于M和m受力情况的判断，正确的是（ ）
A．m受到向右的摩擦力
B．M受到m对它向左的摩擦力
C．地面对M的摩擦力方向右
D．地面对M不存在摩擦力作用
7．如图所示，在两块相同的竖直木板之间，有质量均为m的四块完全相同的砖，用两个同样大小的水平力压木板，使砖静止不动。
⑴木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力为_______。
⑵第2块砖和第3块砖之间的摩擦力为_________。
⑶第3块砖和第4块砖之间的摩擦力为__________。
8．如图所示，质量均为m的两木块a与b叠放在水平面上，a受到斜向上与水平成θ角的力作用，b受到斜向下与水平成θ角的力作用，两力大小均为F，两木块保持静止状态，则（ ）
A．a、b之间一定存在静摩擦力
B．b与地之间一定存在静摩擦力
C．b对a的支持力一定小于mg
D．地对b的支持力一定大于2mg
9．有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示，现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力F的变化情况是（ ）
A．FN不变，F变大 B．FN不变，F变小
C．FN变大，F变小 D．FN变大，F变大
（用三角形法解动态变化问题）
10．如图，绳OA、OB等长，O点固定不动，在手持B点沿圆弧向C点运动的过程中，绳OB的张力将（ ）
A．由大变小 B．由小变大
C．先变小后变大 D．先变大后变小
11．如图，用轻线悬挂的球放在光滑的斜面上，将斜面缓慢向左水平推动一小段距离，在这一过程中，关于线对球的拉力及球对斜面的压力的变化情况，正确的是（ ）
A．拉力变小，压力变大 B．拉力变大，压力变小
C．拉力和压力都变大 D．拉力和压力都变小
12．把一个均匀球放在光滑斜面和一个光滑挡板之间．斜面的倾斜角α一定，挡板与斜面的夹角是θ（如图），设球对挡板的压力为NA，球对斜面的压力为NB。以下说法正确的是（ ）
A．θ=α 时，NB=0
B．θ=90°时，NA最小
C．NB有可能大于小球所受的重力
D．NA不可能大于小球所受的重力
13．如图所示，用与竖直方向成θ角（θ＜45°）的倾斜轻绳a和水平轻绳ｂ共同固定一个小球，这时绳ｂ的拉力为Ｔ1。现保持小球在原位置不动，使绳ｂ在原竖直平面内逆时转过θ角固定，绳ｂ的拉力变为Ｔ2；再转过θ角固定，绳ｂ的拉力为Ｔ3，则（ ）
A．Ｔ1=Ｔ3＞Ｔ2 B．Ｔ1＜Ｔ2＜Ｔ3
C．Ｔ1=Ｔ3＜Ｔ2 D．绳a的拉力减小
14．一个半径为r，重为G的圆球，被长为L的细绳挂在竖直的，光滑的墙壁上，若加长细绳的长度，则细绳对球的张力T及墙对球的弹力N各将如何变化：如右图所示（ ）
A．T一直减小，N先增大后减小
B．T一直减小，N先减小后增大
C．T和N都减小
D．T和N都增大。
(相似三角形法)
15．光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图。现缓慢地拉绳，在使小球沿球面由A到B的过程中，半球对小球的支持力N和绳对小球的拉力T的大小如何变化？
16．一球重为G，固定的竖直大圆环半径为R，轻弹簧原长为L(L＜2R)，其劲度系数为，一端固定在圆环最高点，另一端与小球相连，小球套在环上，所有接触面均光滑，则小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角θ为多少？
17．为了用起重机缓慢吊起一均匀的钢梁，现用一根绳索拴牢此钢梁的两端，使起重机的吊钩钩在绳索的中点处，如图。若钢梁的长为L，重为G，绳索所能承受的最大拉力为Fm，则绳索至少为多长？（绳索重不计）
18．如图所示，竖直墙壁上固定一点电荷Q，一个带同种电荷q的小球P，用绝缘细线悬挂，由于两电荷之间的库仑斥力悬线偏离竖直方向θ角，现因小球所带电荷缓慢减少，试分析悬线拉力的大小如何变化?
(力的正交分解法)
19．如图所示，质量为m的物体置于水平地面上，受到一个与水平面方向成α角的拉力F作用，恰好作匀速直线运动，则物体与水平面间的动摩擦因数是多少？
20．在水平地面上放一木板B，重力为G2=100N，再在木板上放一货箱A，重力为G1=500N，设货箱与木板、木板与地面的动摩擦因数μ均为0.5，先用绳子把货箱与墙拉紧，如图所示，已知tgθ=3/4，然后在木板上施一水平力F，想把木板从货箱下抽出来，F至少应为多大？（Fmin= 413.6N）
21．如图，一个底面粗糙，质量为m的斜面体静止在水平地面上，斜面体斜面是光滑的，倾角为30°。现用一端固定的轻绳系一质量也为m的小球，小球静止时轻绳与斜面的夹角也是30°。试求：⑴当斜面体静止时绳的拉力大小？⑵若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k倍，为了使整个系统始终保持静止状态，k 值必须满足什么条件？
22．如图，AB两物体质量相等，B用细绳拉着，绳与倾角θ的斜面平行。A与B，A与斜面间的动摩擦因数相同，若A沿斜面匀速下滑，求动摩擦因数值。
23．如图所示，大小相同的两光滑圆柱体A、B放在倾角为的光滑斜面上，用一块在竖直平面内的挡板挡住，接触处均光滑，圆柱体的质量均为m，下列说法中正确的是（ ）
A．斜面对B球弹力的大小一定大于
B．A、B对斜面的压力大小为
C．挡板对B的弹力大小等于
D．B球对A球的弹力大小等于
24．如图所示，两轻环E和D分别套在光滑杆AB和AC上，AB与AC的夹角为θ，E和D用弹簧连接，一恒力F沿AC方向拉环D，当两环平衡时，弹簧与AC的夹角为________，弹簧的拉力大小为________。
25．质量为m=5kg的物体，置于倾角为a=37°的的固定斜面上，刚好匀速下滑。现对物体施加一水平推力F，使物体沿斜面匀速向上运动，求水平推力F的大小。
26．跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体A和B，物体A放在倾角为θ的斜面上，如图。已知物体A的质量为m，物体A与斜面间的动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），滑轮的摩擦不计，要使物体A静止在斜面上，求物体B的质量取值范围。
27．如图所示，物块置于倾角为θ的斜面上，重为G，与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，与斜面的动摩擦因数为μ=/3，用水平外力F
推物体，问当斜面的倾角变为多大时，无论外力怎样增大都不能使物体沿斜面向上运动?
(“死节”和“活节” “死杆”和“活杆”问题)
28．如图所示，长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体，平衡时，问：
①绳中的张力T为多少?
②B点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角，绳中张力如何变化?
(T1=T2=10N B点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角，绳中张力均保持不变。)
29．如图，AO、BO和CO三根绳子能承受的最大拉力相等，O为结点，OB与竖直方向夹角为θ，悬挂物质量为m。 求：
①OA、OB、OC三根绳子拉力的大小。
②A点向上移动少许，重新平衡后绳中张力如何变化？
( T1=T2sinθ ，G=T2cosθ但A点向上移动少许，重新平衡后，绳OA、OB的张力均要发生变化)
30．如图所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点，轻杆OB可绕B点转动，求细绳OA中张力T大小和轻杆OB受力N大小。
31．如图所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物，，则滑轮受到绳子作用力为：
A．50N B． C．100N D．
(对称方法及应用)
32．（对称原理与隔离法）如图所示，重为G的均匀链条。两端用等长的细线连接，挂在等高的地方，绳与水平方向成θ角。试求：⑴绳子的张力。⑵链条最低点的张力。
33．如图,在光滑的水平杆上，穿着两个重均为2N的球A、B，在两球之间夹着一弹簧，弹簧的劲度系数为10N/m，用两条等长的线将球C与A，B相连，此时弹簧被压缩短10cm，两条线的夹角为60°。求。⑴杆对A球的支持力多大？⑵ C球的重力多大?
34．如图所示的装置中，绳子与滑轮的质量不计，滑轮轴上的摩擦不计。A、B两物体的质量分别为m1和m2 ，处于静止状态，则以下说法不正确的是（ ）
A．m2一定等于m1
B．m2一定大于m1g/2
C．θ1角与θ2角一定相等
D．当B的质量m2稍许增加时，θ1+θ2一定增大，系统仍能达到平衡状态
35．质量为10kg的均匀圆柱体放在倾角为60°的V型槽上，圆柱体与槽间的动摩擦因数为0.25.沿着圆柱体的轴向施加一个推力F，使圆柱体沿槽做匀速直线运动。求F的大小。
36 ．如图（a）所示，将一条轻而柔软的细绳一端固定在天花板上的A点，另一端固定在竖直墙上的B点，A、B两点到O点的距离相等，绳的长度为OA的两倍。图（b）所示为一质量和半径中忽略的动滑轮K，滑轮下悬挂一质量为m的重物，设摩擦力可忽略。现将动滑轮和重物一起挂到细绳上，在达到平衡时，绳所受的拉力是多大？
解： F = mg/2cos30° = mg/3 。
