专题一 第1讲 考点1 静态平衡-（教师用书）【考前60天】2024年高考物理总复习特色专项集训

第1讲　力与物体的平衡 考点1　静态平衡 1.处理平衡问题的基本思路 2.处理电磁场中的平衡问题方法与力学问题的分析方法一样，把方法和规律进行迁移应用即可。 1.(2023·福州高三期中)如图所示，一弧形的石拱桥由四块完全相同的石块垒成，每块石块的左、右两个截面间所夹的圆心角为30°，第1、4块石块固定在地面上，直线OA沿竖直方向。则第2、3块石块间的作用力F23和第1、2块石块间的作用力F12之比为(不计石块间的摩擦力)(　　) A.　　 B. C. D. 解析　设每块石块的重力为G，第2、3块石块间的作用力为F23，第1、2块石块间的作用力为F12，以第2块石块为研究对象，受力如图所示由物体的平衡有F12cos 30°＝F23，解得＝，故选项A正确。 8 学科网（北京）股份有限公司 答案　A 2.(2023·成都一模)如图所示，用筷子夹起一块重为G的小球静止在空中，球心与两根筷子在同一竖直面内，且筷子根部(较粗且紧靠的一端)与球心连线在竖直方向，筷子张角为θ。若已知每根筷子对小球的压力大小为N，则每根筷子对小球的摩擦力大小为(　　) A. B. C.f＝ D. 解析　小球受力如图所示，由平衡可知：2fcos＝G＋2Nsin解得f＝。故选项D正确。 答案　D 3.(2023·福建莆田二中校联考)如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，则(　　) A.A、B间没有摩擦力 B.A对B的静摩擦力方向沿斜面向下 C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsin θ 8 学科网（北京）股份有限公司 D.A与B间的动摩擦因数μ＝tan θ 解析　对B受力分析可知，B受重力、支持力；将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力，要使B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的摩擦力，故选项A、B错误；对整体分析，并将整体重力分解，可知沿斜面方向上，重力的分力与摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mgsin θ，故选项C正确；由于AB间为静摩擦力，无法确定动摩擦因数，故选项D错误。 答案　C 4.如图所示，倾角为α的斜面固定在水平面上，在斜面和固定的竖直挡板之间有两个匀质球P、Q，P球的质量是Q球质量的三倍，各接触面均光滑，系统处于静止状态，若P、Q两球的球心连线与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是(　　) A.4tan α＝tan β B.3tan α＝tan β C.2tan α＝tan β D.tan α＝tan β 解析　以P、Q两球整体为研究对象，受力如图(a)所示，由平衡条件可得F2＝4mgtan α，隔离Q球，受力如图(b)所示，由平衡条件可得F2＝mgtan β，解得4tan α＝tan β，故选项A正确。 答案　A 5.(2023·湖南株洲联考)如图所示，质量为M的直角三角形斜面体B放在轻弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，质量为m的物块A放在B上面，A、B处于静止状态。现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍保持静止状态，下列说法正确的是(　　) A.施力前竖直墙壁对B的弹力方向水平向右 B.施力后弹簧对B的弹力小于(M＋m)g C.施力后B与墙面间的摩擦力大小为Fsin α，方向竖直向下 D.施力后B对A的作用力一定小于mg 解析　施力前A、B整体受重力和弹簧弹力作用，弹簧弹力等于整体重力，竖直墙壁对B无弹力，选项A错误；施力后A、B整体受力示意图如图所示。由于A、B 8 学科网（北京）股份有限公司 保持静止状态，弹簧形变量没变，弹簧弹力不变，仍等于整体重力(M＋m)g，选项B错误；对整体受力分析，比较F施加前后可知，B与墙面间的摩擦力大小为Fsin α，方向竖直向下，选项C正确；B对A的作用力是B对A的摩擦力与B对A的弹力的合力，施力后B对A的摩擦力大小方向未知，B对A的作用力不一定小于mg，选项D错误。 答案　C 6.(2023·西安三模)如图所示，质量分别为m和2m的A、B两球(视为质点)固定在轻弹簧的两端，其中A球处在光滑竖直墙面和光滑水平地面的交界处，B球用轻绳悬挂于O点。O、A连线竖直，△OAB为等边三角形，两球均处于静止状态，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　) A.弹簧的弹力大小为2mg B.轻绳的拉力大小为mg C.A球对竖直墙面的压力大小为2mg D.A球对地面的压力大小为mg 解析　对B球受力分析，受重力、弹簧的弹力F和绳子OB的拉力FOB，如图(a)所示，根据共点力平衡条件有FOB＝F，FOBcos 60°＋Fcos 60°＝2mg，解得FOB＝F＝2mg，选项A正确，B错误；对A球受力分析，如图(b)所示，在水平方向有F墙＝Fsin 60°＝mg，竖直方向有F地＝mg＋Fcos 60