微专题1 力与物体的平衡 (专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2024新高考物理大二轮专题复习（Word版）

专题一　力与运动 微专题一　力与物体的平衡 感悟高考真题 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2023·山东卷)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为 (　　) A.10 N/m B. 100 N/m C. 200 N/m D. 300 N/m 【点拨】构建出弹簧模型后应用平衡条件解题。 解析　由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘间距，则有mg=3kx，解得k=100 N/m，B项正确。 答案　B 2.(2023·海南卷)如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是 (　　) A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力 B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力 C.重物缓慢提起的过程中，绳子拉力变小 D.重物缓慢提起的过程中，绳子拉力不变 【关键点】跨过滑轮的绳子两端拉力大小相等。 解析　工人受到三个力的作用，即绳的拉力、地面的支持力和重力，三力平衡，A项错误;工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，B项正确;对动滑轮受力分析，由平衡条件有2Tcos=mg，其中T为绳子拉力的大小、θ为与动滑轮相连的两段绳的夹角、m为重物与动滑轮的总质量，随着重物的上升，θ增大，则绳的拉力变大，C、D两项错误。 答案　B 3.(2023·江苏卷)如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为 (　　) A. B. C. D. 【关键点】月球表面对探测器四条腿的支持力均竖直向上。 解析　由于探测器静止在月球平坦表面处，故月球表面对每条腿的支持力都竖直向上，则4FN=m·g，解得FN=，根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力大小为，D项正确，A、B、C三项错误。 答案　D 4.(2022·广东卷)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 解析　以O点为研究对象，由平衡条件可得F1sin 30°=F2sin 30°，F1cos 30°+F2cos 30°=F，联立可得F=F1，故D项正确，A、B、C三项错误。 答案　D 5.(2021·湖南卷)质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是 (　　) A.推力F先增大后减小 B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C.墙面对凹槽的压力先增大后减小 D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 解析　设推力与水平方向的夹角为θ，由平衡条件得推力F=mgsin θ，凹槽对滑块的支持力FN=mgcos θ。小滑块由A向B移动的过程中θ增大，且0≤θ≤90°，则推力F一直增大，支持力FN一直减小，A、B两项错误;对凹槽与滑块整体分析，墙面对凹槽的压力大小F1=Fcos θ=mgsin θcos θ=mgsin 2θ，所以F1先增大后减小，C项正确;水平面对凹槽的支持力F2=Mg+mg-Fsin θ=Mg+mgcos2θ，随着角θ的增大，F2一直减小，D项错误。 答案　C 突破核心考点 考点1　静态平衡问题 【链·核心必备】 1.处理静态平衡问题常用的四种方法 合成法 通常用来解答三力平衡问题，任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反 分解法 通常用来解答三力平衡问题，将某一个力按力的作用效果分解，其分力和其他两个力满足平衡条件 正交分 解法 通常用来解答多力作用下的平衡问题，将物体受到的力分解到两个相互垂直的坐标轴上，每个坐标轴所在方向分别满足平衡条件 力的三 角形法 通常用来解答三力平衡问题，将力的矢量图平移，使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 2.关注关键词，表达有深意 (1)“缓慢”——物体处于动态平衡状态。 (2)“轻绳、轻环”——绳、环的质量可忽略不计。 (3)“光滑”——摩擦力为零。 (4)“恰好”——物