2.2 共点力作用下物体平衡-【十年高考】备战2022年高考物理真题分类解析与应试策略（Word版）

第2节　共点力作用下物体平衡 考点 静态平衡问题　 1.(2021·广东,3,4分,难度★★)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示。忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是 (　B　) A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大 B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 解析耕索对曲辕犁拉力的水平分力为Fsin α,耕索对直辕犁拉力的水平分力为Fsin β,耕索对曲辕犁拉力的竖直分力为Fcos α,耕索对直辕犁拉力的竖直分力为Fcos β,因为α<β,所以Fsin α<Fsin β,Fcos α>Fcos β,选项A错误,选项B正确;根据牛顿第三定律,曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力,选项C错误;同理,直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力,选项D错误。 2.(2020·全国3,17,6分,难度★★★) 如图所示,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上的O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°,则β等于 (　B　) A.45° B.55° C.60° D.70° 解析本题以细绳为背景,意在考查共点力平衡。O点受力如图所示,甲、乙两物体的质量相等,绳子的拉力与物体的重力相等,所以F甲=F乙;O点受三个力处于平衡状态,拉力F与另两个力的合力等大反向,所以与墙相连一侧的细绳的延长线是力F甲和力F乙夹角的角平分线,根据几何关系知,θ=β,2θ+α=180°,解得β=55°,选项B正确。 3.(2020·山东,8,3分,难度★★★) 如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为 (　C　) A. B. C. D. 解析物体A、B刚好要滑动,说明两者间为最大静摩擦力,FfAB=μmgcos 45°,B与木板也为最大静摩擦力,FfB板=3μmgcos 45°,对A有,绳子拉力FT=mgsin 45°+FfBA=mgsin 45°+μmgcos 45°,对B有,2mgsin 45°=FT+FfAB+Ff板B,又Ff板B=3μmgcos 45°,联立得μ=,选项A、B、D错误,选项C正确。 4.(2020·海南,2,3分,难度★)如图,上网课时小明把手机放在斜面上,手机处于静止状态。则斜面对手机的 (　B　) A.支持力竖直向上 B.支持力小于手机所受的重力 C.摩擦力沿斜面向下 D.摩擦力大于手机所受的重力沿斜面向下的分力 解析设手机的质量为m,斜面倾角为θ。对手机进行受力分析,如图所示,由图可知支持力方向垂直于斜面向上,摩擦力方向沿斜面向上,根据平衡条件,有Ff=mgsin θ,FN=mgcos θ,因cos θ<1,故FN<mg,且摩擦力等于手机所受的重力沿斜面向下的分力,故选B。 5.(2019·全国3,16,6分,难度★★)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则 (　D　) A.F1=mg,F2=mg B.F1=mg,F2=mg C.F1=mg,F2=mg D.F1=mg,F2=mg 解析圆筒做匀速直线运动,所受的合外力为零。对圆筒受力分析,圆筒受 两个斜面的支持力与地球的重力,有FN1sin 30°=FN2·sin 60°,FN1cos 30°+FN2cos 60°=mg,联立求得FN1=mg,FN2 =mg。根据牛顿第三定律得,F1=FN1=mg,F2=FN2 =mg,故A、B、C错误,D正确。 6. (2019·江苏,2,3分,难度★★)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为 (　C　) A. B. C.Tsin α D.Tcos α 解析对气球受力分析,由水平方向平衡条件可得:F风=Tsin α,故C正确。 7.(2017·全国2,16,6分,难度★★) 如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面