第4节 共点力的平衡(一)(静态平衡问题)-【经纶学霸●蓝题】2025年学霸高考物理一轮复习

第二章相互作用学霸高吉 第4节 共点力的平衡(·)】 (静态平衡问题)】 ☑应用提优考点全面，能力提升|限时：20mim B.b纸牌受到其他纸牌的作用力大小为mg, 1.(2024·江苏盐城调研)如图所示，家用燃气灶 方向竖直向上 支架有四个对称的相同爪，重为G的锅放在支 C.纸牌对桌面的压力大小为6mg 架上，锅面为球面，忽略爪与锅之间的摩擦力. D.每一张纸牌的合外力都不相同 每个爪对锅的支持力大小可能为 ( 4.(2024·天津二模)海河九道湾，上上下下一 共有74座桥，每一座桥都是天津人生活的一 部分.如图，设某座桥的桥体中有三块相同的 B. 钢箱梁1、2、3紧挨着水平排列，受到钢索a、 b、c拉力的方向相同，相邻钢箱梁间的作用力 c D.7 均沿着水平方向，下列说法正确的是() 6 A.钢箱梁3所受合外力最大 2.如图所示为三种形式的吊车示意图，OA为重 B.钢索a、b、c上的拉力大小相同 力不计的杆，其O端固定，A端带有一小滑 C.钢箱梁1对2的作用力大于2对1的作 轮，AB为重力不计的缆绳，当它们吊起相同 用力 重物时，滑轮对缆绳作用力的大小关系是 D.钢索a对钢箱梁1作用力的竖直分力大 于钢箱梁1的重力 90 ab/c 430 G0030 图 图) 到(e 2 27777777777 (第4题) (第5题) A.N>N>N B.N>N =N. 5.如图所示，质量之比为1：2的两个空心小 C.N.=N>N. D.N=N =N. 球A和B,都套在一个竖直光滑的圆环上，圆 3.(2024·广东汕头二模)扑克牌可以用来“搭 环固定不动，质量不计的绳两端拴住A和B, 房子”，如图1所示每一张纸牌的质量为m, 然后挂在光滑的钉子0上，0在圆环圆心 重力加速度为g.在图2的示意图中，下列说 的正上方，整个系统平衡时，A、B与钉子的 法正确的是 ( 距离分别为R和，则的比值为 A.1 B.2 1 C.2 D.4 来面 图1 图2 6.如图所示，在0点处用轻绳悬挂一个质量 A.a纸牌受到其他纸牌的作用力大小 为m的物体，物体处于平衡状态A、B为竖直 为mg,方向竖直向上 墙壁上等高的两点，AO、B0为长度相等的两 学霸高春|蓝题物理 根轻绳，C0为一根轻杆.转轴C在AB中点D 的劲度系数为 的正下方，A、O、B在同一水平面上.∠AOB= A. 、3mg B. 3mg 90°，∠C0D=60°.则绳A0所受拉力的大小 6TR 12πR 为（重力加速度为g)】 ( C √3mg D. 3mg B③ 2TR 12π2R A.3mg 3 ig 9.(2024·黑龙江哈尔滨期中)某材料放置如 图，在竖直墙壁的左侧水平地面上放置一个 C. 6mg 6 D. 6 mg 棱长为a、质量为M=4kg的正方体ABCD, 在墙壁和正方体之间放置半径R=0.5m、质 量为m的光滑球，正方体和球均保持静止球 的球心为0,0C与竖直方向的夹角为0，正方 体的棱长a>R,正方体与水平地面的动摩擦 因数u=0.5.已知重力加速度g取10m/s2, (第6题) (第7题) sin37°=0.6，cos37°=0.8，最大静摩擦力等 7.(2024·广东一模)在一次抓金砖活动中，某 于滑动摩擦力. 参赛者单手刚好能将一金砖从桌面上抓起 (1)若0=37°、m=3kg,求正方体受到地面的 如图所示，该金砖的横截面为等腰梯形，底角 摩擦力大小： 为0，金砖的重力为G.下列说法正确的是 (2)若0=37°，保持球的半径不变，只增大球 ( 的质量，为了不让正方体出现滑动，求光 ) A.金砖被抓起后保持静止时，手对金砖的作 滑球质量的最大值： 用力大小为G (3)改变正方体到墙壁之间的距离，当正方 B.金砖被抓起后保持静止时，仅增大手对金 体的右侧面BC到墙壁的距离小于某个 砖的压力，金砖受到手的摩擦力保持不变 值L时，无论球的质量是多少，球和正方 C.无论0角多大，都可以将金砖抓起 体始终处于静止状态，且球没有落到地 D.相同重力的金砖，0角越小，金砖越容易 面，求L的值 被抓起 8.(2024·江西宜春期中)如图所示，表面光滑 的圆锥固定在水平面上，底面半径为R,顶角 为60°有一个质量为m的弹性圆环，弹性圆 环的弹力与形变量之间满足胡克定律，且始 终在弹性限度内.弹性圆环处于自然状态时 半径为，R,现将弹性圆环套在圆锥上，稳定 时弹性圆环处于水平状态，且到底面的距离 为圆锥高的4，重力加速度为g则弹性圆环7.A解析：将F分解在水平方向和竖直方向，则F与竖直方向的夹 则有T.A0.RTm。， 角为B.则F水平方向上的分力大小为FnB.故选A. m1g0000m2g000T1 8.BC解析：CD.由题图可知.当两分力夹角为180°时，两分力的合 力为2N,则有1F,-F21=2N,面当两分力夹角为90°时，两分力的 则有公=2 合力为10N,则有/F+F=10N,联立解得这两个分力大小分别 故选B. 为6N,8N.C正确，D错误： 6.D解析：设绳OA和绳OB拉力的合力为F.以0点为研究对象，O AB.当两个分力方向相同时，合力最大，为14N:当两个分力方向相 点受到连接小球的绳子拉力大小为mg,杆的支持力F,和F,作出受 反时，合力最小，为2N,合力在最大值与最小值之间，A错误，B正 力图如图1， 确.故选BC, 根据平衡条件得F=mgtan30 9。A解析：因车轮旋转时每个车轮的摩擦力都和车辆前后方向成 将F分解，如图2. 45夹角，摩擦力的合力方向沿汽车运动方向.则由图乙可知，该汽 车将从静止开始沿x轴正方向运动故选A 10.A解析：由图可知，风力F在垂直于帆面方向的分力为Fn8°： 该力的方向与风力的夹角为90°-8°=82°，则该力与船行驶方向 的夹角为135°-82°=53°，则该力沿船行驶方向的分力为F= Fn智m5=子fn8,故法人 F: 2 实验特训探究两个互成角度的力的合成规律 1.(1)D(2)A(3)BC 2)55F 2人6 则有0所受拉力的大小为月，= 6 g. 1121 (2)变大 ABC错误，D正确.故选D 解析：(1)根据力的平衡，可以得到儿何平行四边形和力的平行四边 7.A解析：A.手与金砖有两个接触面，对金砖施加两个正压力F、并 产生两个静摩擦力F,这四个力的作用效果与重力平衡，故手对金 形相似. F F2 F 砖的作用力大小为G,方向竖直向上，故A正确：B.根据受力分析 图，竖直方向有2F、cs8+G=2Fsin6,可知仅增大手对金砖的压 力，金砖受到手的摩擦力将增大，故B错误：CD.设手与金砖间的最 (2)由图可知， 大静摩擦力为正压力的从倍，根据上面平衡时的式子，可知当 afn<F、o,即am<时，无论正压力F、多大，都无法将金 L 砖拿起，a8越大，即日角越大，越容易单手抓起金砖，故CD错误。 故选A 稳定时两绳互相垂直，现保持右侧绳和结点0的位置不动，即两个 力的合力不变，F2方向不变，将细绳OA绕O点在纸面内顺时针转 动一小角度，则F,变大 第4节共点力的平衡（一） (静态平衡问题) 1.A解析：设每个爪对钢的支持力方向与竖直方向的夹角为8，竖直 8.C解析：取圆环上很小的一段分析，设对应圆心角为9，分析微元受 GG 力有重力g支持力八，两边圆环其余部分对微元的拉力T,由平 方向根据受力平衡可得4c0=G.,解得N=广，故选 2.B解析：分别对三种形式的滑轮进行受力分析，如图所示，设绳子 衡条件有2nn号a=60, 受到滑轮的作用力分别为N。N,N。,各图中绳子拉力均为mg: 由于微元很小，则对应圆心角很小，则s加 T B B 其中r为圆环拉伸后的半径，代入数据有T2.2 mg-√3mg 由题知，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底而的距离为圆锥高 30 线的子则有识 G R a c 根据胡克定律有T=,x=2π 由共点力的平衡 在图(a)中，有N.=2mgs30°=3mg 计算有。3mg 2w'R 在图(b)中，有V=2mges60°=mg, 故选C 在图(c)中，有N,=2mgcs60°=mng 可知N>N=N 9.(1)22.5N(2)8kg(3)702m 故选B. 解析：(1)以球为研究对象，受力如图甲所示， 3.A4.B 由球受力平衡可知N2=mgtan8=22.5N, 5.B解析：对两个小球受力分析，如图。 以正方体和球整体为研究对象，受力如图乙所示， 0 (m+iig 学霸高考·蓝题·物理·08一 对整体受力分析可得F=N3=22.5N. 都不变，则α不变，所以拉力不变，故C错误：D.左手持杆顺时针缓 (2)以正方体和球整体为研究对象，竖直方向受重力(m+M)g和地 慢以右手所持杆的端点为圆心画圆弧移动，s变大，则&变大，sa 面的支持力F。,水平方向受墙壁的弹力N2和地面的摩擦力F,根 变小，绳子拉力变大，故D错误故选A 据平衡条件F、=(m+制)gμFx=mgian8,解得m=8kg 4.D解析：CD.由题意可知细线上的张力大小始终等于c的重力大 (3)根据无论m多大，球和正方体始终处于静止状态，要满足条 小.即保持不变，故C错误，D正确： 件ngtan0≤μ(m+M)g. AB.对a分析，根据平衡条件有f=Tsin0,N=mg-Ts0, 当m一x时，an8≤=之，通过儿何关系解得L=R+Rsin0m, 把小物体缓缓向左移动一段距离后，0增大，所以f和N均增大， 故AB错误.故选D. 代人数据得1=(0.5+5 5+5 5.B解析：木板向右匀速抽出，可知拉力等于摩擦力，球对木板的压 0m=10m 力由大到小依次为图(b)、图(a),图（©），所以摩擦力由大到小依次 第5节共点力的平衡（二）》 为图(b),图(a),图(c),有Fz>Fm>Fm,故选B. (动态平衡问题) 6.B解析：对小球受力分析，如图所示 1.D解析：AB对B球受力分析，受到重力mg,A对B球的支持力N 和墙壁对B球的支持力V,如图 小球受重力，支持力，拉力三力作用，处于平衡状态，画出矢量三角 E 形，由图可知，支撑点由C向A移动过程中，绳拉力T一直变大，支 当A向左移动后，A对B球的支持力N的方向不断变化，根据平衡 持力N先变小后变大，当支持力垂直于绳拉力脚支撑点在AC弧中 条件可以知道： 点时支持力最小，拉力不是最小，支捊点可以达到A点，此时三力仍 A对B球的支持力N”和墙壁对B球的支持力N都在不断减小， 可以构成矢量三角形故选B. 故AB错误： 7.AC解析：C任意状态的受力如图所示 CD.对A和B整体受力分析，受到总重力G,地面支持力F、,推力F、 地面的摩擦力和墙壁的弹力N,如图 对B的受力分析如图 根据平衡条件有：F=N+f.F、=G,地面的支持力不变，由于f是滑动 摩擦力，∫=F、,地面粗糙程度不变时了不变，故C错误，D正确.故 可以构成如图所示矢量三角形 选D. 2.B解析：AB.重物沿竖直方向匀速上升，0点受到绳的拉力大小 等于重物的重力，受力分析如图所示 F六 =C F 设绳与竖直方向的夹角为B,当F继续向右运动.则8增大，由 0好， 73=G 0s0 得出T,变大，故C正确： G ABD.设F拉绳子点为0点，对0点受力分析如图 当物体上升时，a绳与竖直方向的夹角变大，6绳与竖直方向的夹角 个T 变小，根据平行四边形定则可知，b绳中的拉力都变大，对甲分析可 知，甲手中的绳子与竖直方向的夹角不变，设夹角为0，则有 F。s+Np=G甲，放随着F.变大，N即减小.对乙分析可知，乙手中 的绳子与竖直方向的夹角变小，设夹角为a,则有Fs+N2= T Gz,故随着F,变大.a减小.Nz减小.故A错误.B正确：CD.根据 可知=T, 前面分析可知对工人甲水平方向Fn8=f年，故随着F。变大，∫年 由三力平衡，有F=T5sin8=Gan0. 增大，对重物和乙整体分析，水平方向上根据平衡条件可知工人乙 F随着0增大面增大，细线对A的拉力T=Ts8=G不变，故A受 水平方向上受到地面的摩擦力等于：绳沿水平方向上的分力，所以 的弹力F、=T+G=2G不变，故A正确，BD错误故选AC 工人乙受到地面的摩擦力越来越大，故CD错误.故选B. 8.ABD解析：AB.由题意可知mog=mpgsin30°+mpgcos30°， 3.A解析：设两段绳子之间的夹角为2α，由平衡条件可知 mog=mpgsin 60-umpgcos 60, 2ma=g,解科F。设绳子的总长度为L,两杆之间的水平 联立解得me=(3-1)mr=2-√3，AB正确： 距离为s,两边悬挂点下方的绳子长度分别为L,L2,由儿何关系知 C.当0=45时，P受到的摩擦力为f=mog-mrgi45°=3-1 in+hina,解得naL+hT 2 AB.若更换为更长的轻绳，L变大，a变小，Osa变大，所以绳子的 2mng,C错误： 拉力变小，放A正确、B错误：C.左手持杆缓慢竖直向下移动，L,s D.B从30增大到60的过程中，两轻绳间的夹角逐渐减小，绳子的 学霸高考·蓝题·物理·09一