热点03 物体的受力平衡-2022年高考物理【热点•重点•难点】专练（新高考新题型）

热点03 物体的受力平衡 受力分析是力学的一个基础，贯穿于整个高中物理，受力分析就是分析物体受哪些力的作用，并将物体所受的力在力的示意图中表示出来，有时还需求出各力的大小及合力的大小．只有正确分析出物体的受力，才能进一步研究物理过程，因此正确的受力分析，是成功解决问题的关键. 而受力分析后如何处理每种例，这是物体的平衡条件决定的，因此对一个处于平衡状态的物体而言，我们能够借助他的平衡条件解决力学问题，对于我们高中的各个方面都有很大的帮助，比如如何通过受力求解加速度等。所以物体在受力平衡状态下求解某一个力的大小或者某一个力的变化是作为新高考所必须要求的能力。 1．内容 一个物体受到三个不平行的力的作用而平衡，则这三个力必将共点，而且表示这三个力的矢量线段将组成一个封闭的三角形。 2．求解 （1）若三个共点力使物体平衡，构成的矢量三角形是直角三角形，则可以用三角函数知识求解；若此矢量三角形不是直角三角形，还可以用正弦定理、余弦定理、或三角形相似性求解。  （2）若平衡物体受到三个以上不平行且不共点的力作用，若可以忽略物体自身的大小和形状或不涉及转动问题时，可以用力的合成法，把其中作用线相交的力进行合成，从而将多力合成三力，把多力平衡转化为三力平衡，用以上叙述的三力平衡原理解决问题；也可以采用正交分解法，即把物体所受各力按两个特定的互相垂直的方向分解，再根据力的平衡条件，列出力的平衡方程求解。 （3）如果每两个力的夹角都是未知的，那么一般考虑相似三角形。 1．如图所示为一种可折叠壁挂书架，一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上，书与书架的重心始终恰好在两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′连线中点的正上方，书架含书的总重力为60N，横梁AO、A′O′水平，斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37°，横梁对O、O′点拉力始终沿OA、O′A′方向，斜梁对O、O′点的压力始终沿BO、B′O′方向，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则下列说法正确的是（　　） A．横梁OA所受的力为80N B．斜梁BO所受的力为50N C．O、O′点同时向A、A′移动少许，横梁OA所受的力变大 D．O、O′点同时向A、A′移动少许，斜梁BO所受的力变大 2．如图，半径为3R的半圆柱体P固定在水平地面上，光滑小圆柱体静止于半圆柱体P上，小圆柱体Q质量为M，半径为R，此时竖直挡板MN恰好与P、Q相切，重力加速度为g，则竖直挡板MN对小圆柱体Q的弹力大小为（　　） A． mg B．mg C．mg D．mg 3．一小球用两根轻绳系在竖直面内一框架上，开始静止于如图所示的位置，现逆时针缓慢将框架旋转90°，则在旋转的过程中，关于两绳中张力的说法正确的是（　　） A．OA、OB绳中的张力都减小 B．OA、OB绳中的张力都增大 C．OA绳中的张力减小，OB绳中的力一直增大 D．OA绳中的张力减小，OB绳中的力先增大后减小 4．如图所示，工人正在清洗建筑外墙，依靠固定在屋顶的绳子保障安全。墙面对工人的作用力为F1，绳子对工人的作用力为F2，不计工人和竖直墙面之间的摩擦。当他保持同样的姿势缓慢下滑过程中，下列说法正确的是（　　） A．F1减小 F2减小 B．F1减小 F2增大 C．F1增大 F2减小 D．F1增大 F2增大 5．如图，质量分布均匀的光滑球A与粗糙半球B放在倾角为30°的斜面C上，C放在水平地面上，A，B，C均处于静止状态。已知A与B的半径相等，A的质量为3m，B的质量为m，重为加速度大小为g。则（　　） A．C对A的支持为大小为 B．C对B的摩擦力大小为mg C．B对A的支持为大小为 D．地面对C的摩擦力大小为 6．如图甲所示，推力F垂直斜面作用在斜面体上，斜面体静止在竖直墙面上，若将斜面体改成如图乙所示放置，用相同大小的推力F垂直斜面作用到斜面体上，则下列说法正确的是（　　） A．乙图中墙面受到的压力可能变小 B．乙图中斜面体一定受到四个力 C．乙图中斜面体受到的摩擦力一定变小 D．乙图中斜面体可能沿墙面向上滑动 7．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图所示是这个装置的纵截面图，若用外力使MN保持竖直并且缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．MN对Q的弹力逐渐减小 B．地面对P的摩擦力逐渐增大 C．P、Q间的弹力先减小后增大 D．地面对P的支持力始终不变 8．如图，一只可视为质点的蚂蚁静止在半球形碗内的B点，碗的球心O与B点的连线OB与水平面的夹角为θ＝45°，碗始终静止在水平桌面上，蚂蚁的质量为M，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．蚂蚁受到的支持力大小