1 专题一 第一讲　力与物体的平衡（教师用书）-【金版新学案】2023高考物理大二轮专题复习与测试（老教材）

第一讲　力与物体的平衡 1.(2022·广东高考)如图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°。下列关系式正确的是(　　) A．F＝F1 B．F＝2F1 C．F＝3F1 D．F＝F1 D　[以O点为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系可知θ＝30°，由平衡条件可得F1sin 30°＝F2sin 30°，F1cos 30°＋F2cos 30°＝F，联立可得F＝F1，故D正确，A、B、C错误。] 2．(2022·湖南高考)2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是(　　) A　[先以整条飘带为研究对象进行受力分析，飘带受重力mg、风的作用力F和拉力FT，由于竖直方向不同高度的风速一定，风对飘带的作用力与其作用面积成正比。设整条飘带受力面积为S，则风的作用力F＝kS(k为常量)，飘带上端切线方向与竖直方向夹角的正切值为tan θ＝；再由飘带中点以下的部分为研究对象，设飘带中点的切线与竖直方向夹角α小于θ，则其受风的作用力F′>，则此部分飘带重力为mg，由平衡条件可知，飘带中点切线即拉力方向与竖直方向夹角的正切值为tan α＝>＝tan θ，结合三角函数关系知α>θ，与假设矛盾，同理易知α<θ也不成立，故α＝θ，A项正确。] 3.(2020·全国卷Ⅲ)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上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(　　) A．45° B．55° C．60° D．70° B　[设甲、乙两物体的质量均为m，对O点进行受力分析，如图，右侧细绳上的拉力大小为mg，左侧细绳上的拉力大小为F，O点下方的细线上的拉力大小为mg，F′为下方细线的拉力与右方细绳上拉力的合力，由几何知识知θ＝β，2θ＋α＝180°，解得β＝55°，选项B正确。] 4.(2019·全国卷Ⅲ)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(　　) A．F1＝mg，F2＝mg B．F1＝mg，F2＝mg C．F1＝mg，F2＝mg D．F1＝mg，F2＝mg D　[对圆筒进行受力分析，如图所示，卡车匀速行驶时，圆筒受力平衡，由题意知，力F1′与F2′相互垂直。由牛顿第三定律知F1＝F1′，F2＝F2′，则F1＝mgsin 60°＝mg，F2＝mgsin 30°＝mg，选项D正确。] 5.(多选)(2019·全国卷Ⅰ)如图所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中(　　) A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 BD　[选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力FT逐渐增大，A错误，B正确；M受 重力GM、支持力FN、绳的拉力FT′以及斜面对它的摩擦力Ff，如图乙所示。若开始时斜面对M的摩擦力Ff沿斜面向上，则FT′＋Ff＝GMsin θ，FT′逐渐增大，Ff逐渐减小，当Ff减小到零后，再反向增大。若开始时斜面对M的摩擦力沿斜面向下，此时，FT′＝GMsin θ＋Ff，当FT′逐渐增大时，Ff逐渐增大，C错误，D正确。] 学生用书第2页 纵览近几年的全国高考试题的特点，本部分内容常以选择题的形式呈现，命题热点主要集中在物体的受力分析、静态平衡问题、动态平衡问题及平衡中的临界与极值问题，常涉及力的合成与分解、整体法与隔离法、共点力的平衡条件、正交分解法等规律的应用。试题情境常与生活、生产、科技相联系，如T1(2022·广东高考)中以“制作豆腐的石磨”的情境考查了受力分析及共点力平衡条件的应用、T2(2022·湖南高考)中以“2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边的风力指示杆上所系的飘带”为情境考查了受力分析和平衡条件及微元法的应用，备考过程中应特别关注。 考点一