第三部分 高频考点2 共点力的平衡（教参word）-（word书稿）2023大二轮【导学教程】新教材新高考物理专题辅导与训练

高频考点2　共点力的平衡 [对应学生用书P113] 1.如图所示，竖直平面内蜘蛛网上A、B、C三点的连线构成正三角形，三根蜘蛛丝a、b、c的延长线过三角形的中心，蜘蛛丝c沿竖直方向，c中有张力，则(　　) A．蜘蛛静止在网中央时，a中张力大于b中张力 B．蜘蛛在网中央由静止向上加速，b中张力变大 C．蜘蛛在网中央由静止沿b方向向上加速，b中张力变小 D．蜘蛛网在水平风吹拂下晃动，a中张力大小不变 解析　以网和蜘蛛为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件得Tasin θ＝Tbsin θ，可得Ta＝Tb，故A错误；根据牛顿第二定律的同向性Tacos θ＋Tbcos θ－mg－Tc＝ma，Tasin θ＝Tbsin θ，可知蜘蛛在网中央由静止向上加速Ta与Tb均增大，故B正确；同理，根据牛顿第二定律的同向性可知蜘蛛在网中央由静止沿b方向向上加速，b中张力变大，故C错误；蜘蛛网在水平风吹拂下晃动，Ta与Tb以及Tc在垂直蜘蛛网的方向均有分力，根据力的合成可知，a中张力大小发生变化，故D错误。 答案　B 2．(2022·青岛高三期末)如图甲，两根长度和质量都相同的金属直导线ab、cd用绝缘丝线连接，再用绝缘丝线将ab悬挂在水平细杆上，ab、cd中通有相同大小的电流，方向如图所示，两根导线的质量均为m，重力加速度为g。现在两导线所在空间施加与导线垂直斜向上的匀强磁场，磁场方向与竖直方向间夹角为30°，其截面图如图乙。下列说法正确的是(　　) A．悬挂导线ab的丝线向右偏离竖直方向 B．上下每根丝线上的拉力大小分别为mg、 C．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则上面丝线上的拉力大小可能为0 D．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则下面丝线与竖直方向间夹角将增大 解析　由左手定则和安培力公式可知，磁场对ab的安培力与对cd的安培力等大反向，将导线ab、cd(含两者间丝线)看作一个整体，则悬挂导线ab的丝线拉力要平衡整体的重量，如图(1)，故应保持竖直，故A错误；由整体法可知，上方丝线拉力大小等于整体的重力大小2mg，故B错误；增大磁感应强度，磁场对ab的安培力与对cd的安培力仍然等大反向， 图(1) 上面丝线上的拉力平衡整体重力，等于2mg，故C错误；增大匀强磁场的磁感应强度大小，则cd导线受安培力方向不变大小增大，如图(2)所示，由力三角形法可知，安培力与重力夹角为锐角且夹角不变，则合力随安培力增大而增大，方向与竖直方向夹角增大，所以下面丝线与竖直方向间夹角增大，故D正确。 图(2) 答案　D 3.(2021·衡阳模拟)某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为0.2 kg，筷子与竖直方向之间的夹角均为37°，筷子与小球表面间的动摩擦因数为0.875(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则每根筷子对小球的压力至少为(　　) A．5 N B．7.5 N C．10 N D．12.5 N 解析　筷子对小球的压力太小，小球有下滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向上，小球受力平衡。 在竖直方向上有2fcos θ－2Nsin θ＝mg，f＝μN 解得N＝＝10N，C正确。 答案　C 4．(2022·邵阳一模)山东栖霞笏山金矿事故救援工作中本着“为了每一位被困矿工的生命”，救援队历经多日，最终将被困人员被救援出井。在救援中消防员利用三脚架向井底的被困人员提供物资，三脚架简化如图所示，若支架质量不计，每根支架与竖直方均成30°的夹角。已知绳索及所挂载物资总质量为m，则在物资平稳匀速下降过程中，每根支架的弹力大小为(　　) A．mg B． C. D． 解析　一根支架在竖直方向的分力为F竖＝Fcos θ，在竖直方向上3Fcos θ＝mg，解得F＝，故选D。 答案　D 5.(2022·自贡三模)小明路过广场时发现很多广告条幅下端用绳子系住套在石块上，石块放在水平地面上。上端也用绳子系住套在氢气球上吊起来悬在空中。突然，一阵风从水平方向吹来，条幅偏向一边。如果水平风力突然增大(空气密度保持不变)，则(　　) A．氢气球受到的浮力将变大 B．水平地面对石块的支持力变大了 C．氢气球可能会使小石块沿水平地面滑动 D．条幅受到的拉力不变 解析　氢气球受到的浮力等于排开空气的重力，由于空气密度不变，故氢气球受到的浮力不变，A错误；以氢气球、条幅和石块为整体，竖直方向受到重力，浮力和地面支持力，水平风力突然增大时，对竖直方向的受力没有影响，故水平地面对石块的支持力不变，B错误；以氢气球、条幅和石块为整体，水平方向受到风力和地面静摩擦力的作用，当风力大于最大静摩擦力时，石块会沿水平地面滑动，C正确；当水平风力不够大时，整体仍处于静止状态，细线的拉力