限时规范训练(7) 第2章 第3讲 牛顿第三定律 静态平衡问题（word课时作业）-【高考领航】2025年高考物理大一轮复习

限时规范训练(7) [基础巩固题组] 1．(2024·上海二模)一质量分布均匀的物块用两根轻绳吊起处于静止状态，合理的是(　　) 解析：D　质量分布均匀的物块的重心在其几何中心，物体受到重力、两根绳子的拉力作用下处于静止状态，故三个力属于共点力，则三个力的作用线必交于一点，根据图可知，只有D选项的三个力相交于一点，故D正确，ABC错误。 2.(2023·浙江卷)在足球运动中，足球入网如图所示，则(　　) A．踢香蕉球时足球可视为质点 B．足球在飞行和触网时惯性不变 C．足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D．触网时足球对网的力大于网对足球的力 解析：B　在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不可以把足球看作质点，故A错误；惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确；足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽略空气阻力的情况下只受重力，故C错误；触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误。 3．如图所示是厨房用来悬挂厨具的小吸盘，其原理是排开吸盘与墙壁之间的空气，依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上，可用来悬挂比较轻的厨具，安装拆卸都很方便，以下说法正确的是(　　) A．墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上 B．大气压变大，吸盘受到的摩擦力也变大 C．吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力 D．空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力 解析：D　墙壁对吸盘的作用力有竖直向上的摩擦力和水平方向的支持力，合力方向不是竖直向上，故A错误；吸盘受到的摩擦力与吸盘和物体所受重力大小相等，不会变化，故B错误；吸盘与墙壁之间有水平方向和竖直方向两对作用力与反作用力，故C错误；空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力，故D正确。 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：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°，在竖直方向上，由平衡条件可得F1cos 30°＋F2cos 30°＝F，又F1＝F2，可得F＝F1，故D正确，A、B、C错误。 5．(2021·广东卷)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(　　) A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大 B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 解析：B　将拉力F正交分解，如图所示，则在x方向可得出Fx曲＝Fsin α，Fx直＝Fsin β，在y方向可得出Fy曲＝Fcos α，Fy直＝Fcos β，由题知α<β，则sin α<sin β，cos α>cos β，则可得到Fx曲<Fx直，Fy曲>Fy直，A错误，B正确；无论是加速前进还是匀速前进，耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，故C、D错误。 6.(2023·浙江卷)如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，则(　　) A．FT<FN B．FT＝FN C．FT>G D．FT＝G 解析：C　对网兜和足球受力分析，设轻绳与竖直墙面夹角为θ，由平衡条件FT＝＝，FN＝Gtan θ可知FT>G，FT>FN，故选C。 7．如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而将方向变成与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。则物块与桌面间的动摩擦因数为(　　) A．2－ B． C． D． 解析：C　当F水平时，根据平衡条件得F＝μmg；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角时，由平衡条件得Fcos 60°＝μ(mg－Fsin 60°)，联立解得μ＝，故选项C正确。 [能力提升题组] 8．如图所示，某钢制工件上开有一个凹槽，凹槽的截面是一个直角三角形，三个角的度数分别是∠A＝30°，∠B＝90°，∠C＝60°，在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，金属球对凹槽的AB边的压力为F1、对BC边的压力为F2，则的值为(　　) A． B． C． D． 解析：C　将金属球的重力mg沿着垂直于AB边和垂直于BC边分解，则F1＝mgcos 30°，F2＝mgsin 30°，所以＝，故C正确。 9.(2024·广东珠海模拟)如图所示的装置，杆QO沿竖直方向固定，且顶端有一光滑的定滑轮，轻杆OP用铰链固定于O点且可绕O点转动，用两根轻绳分别拴接质量分别为m1、m2的小球并系于P点，其中拴接m1小球的轻绳跨过定滑轮，已知O点到滑轮顶端Q的距离等于OP，当系统平衡时两杆的夹角为α＝120°，则m1∶m2为(　　) A．1∶2 B．∶2 C．1∶1 D．∶1 解析：D　以结点P为研究对象，受力分析如图所示，则拴接小球m1轻绳的拉力大小等于m1g，由力的平衡条件将杆OP的支持力与轻绳的拉力合成，可得m1g＝2m2gcos 30°，解得m1∶m2＝∶1，故A、B、C错误，D正确。 10．(2024·黑龙江鹤岗一中高三月考)如图甲所示，A、B两小球通过两根轻绳连接并悬挂于O点，已知两轻绳OA和AB的长度之比为∶1，A、B两小球质量分别为2m和m，现对A、B两小球分别施加水平向右的力F1和水平向左的力F2，两球恰好处于图乙的位置静止，此时B球恰好在悬点O的正下方，轻绳OA与竖直方向成30°角，则(　　) 甲　　　　　　　　　乙　 A．F1＝F2 B．F1＝F2 C．F1＝2F2 D．F1＝3F2 解析：C　由题意知两轻绳OA和AB的长度之比为∶1，B球恰好在悬点O的正下方，由几何关系可知，OA与AB垂直；以B球为研究对象，受力示意图如图(a)所示，由平衡条件得F2＝mgtan (90°－30°)＝mg，以A、B两球整体为研究对象，受力示意图如图(b)所示，由平衡条件得F1－F2＝3mgtan 30°＝mg，可得F1＝2mg，即F1＝2F2，故C正确。 (a)　　　　　　　　(b) 11.(2022·浙江卷)如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的(　　) A．作用力为G B．作用力为G C．摩擦力为G D．摩擦力为G 解析：B　设斜杆的弹力大小为F，以水平横杆和物体为整体，在竖直方向上根据受力平衡可得4Fcos 30°＝G，解得F＝G，以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示，可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为G，每根斜杆受到地面的摩擦力大小为Ff＝Fsin 30°＝G，B正确，A、C、D错误。 12．如图所示，质量为2m的物块A静置于水平台面上，质量为M的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ＝30°。已知物块A与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则(　　) A．绳OP的拉力大小为mg B．A受到的摩擦力大小为2μmg C．C受到的摩擦力大小为mg D．地面对C的支持力大小为(M＋m)g 解析：C　对小球B受力分析，如图所示，绳PB的拉力大小F＝mgcos θ＝mg，对结点P受力分析可知，绳AP的拉力大小为FT1＝Fsin θ＝mg，绳OP的拉力大小FT2＝Fcos θ＝mg，故A错误；对物块A受力分析可知，物块A所受摩擦力FfA＝FT1＝mg，故B错误；对绳PB、结点P和小球B、半球体C整体受力分析可知，半球体C受到的摩擦力大小FfC＝FT1＝mg，地面对半球体C的支持力大小为FNC＝(M＋m)g－FT2＝Mg＋mg，故C正确，D错误。 13．如图所示，一个内表面光滑半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的球半径为R，一根轻质杆的两端固定有A、B两个小球(可视为质点)，质量分别是m1、m2，已知杆长为R，杆静止时与水平面夹角为15°，则A、B两小球的质量之比是(　　) A．2∶1 B．∶1 C．∶1 D．2∶ 解析：B　由几何关系可知OA、OB的夹角为90°，OB与水平方向的夹角为30°，OA与水平方向的夹角为60°，选取两小球和杆作为研究对象，受力分析如图甲所示。由平衡条件得，F1在水平方向的分力F′和F2在水平方向的分力F″相等，即F1cos 60°＝F2cos 30°，所以＝＝，再以小球A为研究对象，受力分析如图乙所示。根据平衡条件得F与m1g的合力与F1等大反向，图乙中两个阴影三角形相似，则得＝＝，再以小球B为研究对象得＝＝，所以＝，解得＝，故B正确，A、C、D错误。 　 甲　　　　　　　　　　　乙　　 14．在竖直平面内，固定有半圆弧轨道，其两端点M、N连线水平如图所示。将一轻质小环A套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，小球恰好静止在图示位置。不计所有摩擦，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　) A．轨道对轻环的支持力大小为mg B．细线对M点的拉力大小为mg C．细线对轻环的作用力大小为mg D．N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30° 解析：D　如图所示，同一条细线上拉力处处相等，对于小球，由平衡条件可得FT＝mg，故细线对M点的拉力大小为mg，B错误；轻环受力平衡，由对称性可得∠1＝∠2，等腰三角形OAM两底角相等，即∠1＝∠3，由几何关系可得∠1＋∠2＋∠3＝90°，解得∠1＝∠2＝∠3＝30°，又由于∠MAN＝90°，所以∠ANM＝60°，故N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°，D正确；细线对轻环的作用力大小为F＝2FTcos 30°＝mg，C错误；轨道对轻环的支持力与细线对轻环的作用力等大、反向，故FN＝F＝mg，A错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$