微练6 受力分析 共点力的平衡(作业课件)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中物理高考一轮总复习（粤教版2019）

高考复习顶层设计·物理 微练(六) 受力分析 共点力的平衡 一、单项选择题 1.(2023·广东卷)如图所示,可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面,与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时,机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力f和磁力F的作用,磁力垂直壁面。下列关系式正确的是(　　) A.f=G B.F=FN C.f=Gcos θ D. F=Gsin θ 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　如图所示,将重力垂直于斜面方向和沿斜面方向分解。沿斜面方向,由平衡条件得f=Gcos θ, A项错误,C项正确;垂直斜面方向,由平衡条件得F=Gsin θ+FN,B、D两项错误。 答案　C 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.(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. 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN= mg月,则对一条腿有FN1=mg月=,根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为,D项正确。 答案　D 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.(2023·浙江6月卷)如图所示,水平面上固定两排平行的半圆柱体,重为G的光滑圆柱体静置其上,a、b为相切点,∠aOb=90°,半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin 37°=0.6, cos 37°=0.8,则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为(　　) A.Fa=0.6G,Fb=0.4G B.Fa=0.4G,Fb=0.6G C.Fa=0.8G,Fb=0.6G D.Fa=0.6G,Fb=0.8G 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　对光滑圆柱体受力分析如图所示,由题意有Fa=Gsin 37°=0.6G, Fb=Gcos 37°=0.8G,D项正确。 答案　D 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.如图所示,两位搬运工正在运用“搬运背带”缓缓搬运一只保险柜。若保险柜的质量为210 kg,承受保险柜重量的是四根背带,搬运工双肩上的两根背带互相平行,且四根背带与水平方向的夹角均为60°,重力加速度g取10 m/s2,则每根背带所承受的拉力大小为(　　) A.700 N B.350 N C.525 N D.175 N 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　由题意知,保险柜处于平衡状态,除重力外还有四根背带对其的拉力且拉力方向均与水平方向成60°角。所以4T·sin 60°=mg,解得T=350 N,故B项正确。 答案　B 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 5.(2024·中山模拟)如图所示,左侧是半径为R的四分之一圆弧,右侧是半径为2R的一段圆弧。二者圆心在一条竖直线上,小球a、b通过一轻绳相连,二者恰好于等高处平衡。已知θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°= 0.8),不计所有摩擦,则小球a、b的质量之比为(　　) A.3∶4 B.3∶5 C.4∶5 D.1∶2 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　设两个圆的圆心分别为O1和O2,O2与水平方向夹角为α,如图所示,根据已知条件可知R(1-sin θ)=2R(1-sin α),解得α=53°。由于两个小球处于平衡状态,因此magcos θ=mbgcos α,代入数据解得=,A项正确。 答案　A 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 6.如图所示,半径为3R的半圆柱体P静止在水平地面上,静止于P上的光滑小圆柱体Q质量为m,半径为R,此时竖直挡板MN恰好与P、Q相切,下列说法正确的是(　　) 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.P对Q的弹力与挡板MN对Q的弹力之比为:1 B.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时,P受到地面的摩擦力不变 C.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时,P受到地面的支持力不变 D.若P向左缓慢移动一小段距离后,Q受到P的弹力变小 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　对圆柱体Q受力分析,受到重力mg、挡板MN的弹力FN1和P对Q的弹力FN2,如图所示,由几何关系得cos θ==0.5,可得θ=60°,根据受力平衡可得FN1==mg,FN2==mg,P对Q的弹力与挡板MN对Q的弹力之比为=,A项 错误;对P、Q整体受力分析,受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的弹力和地面对其向右的摩擦力,根据共点力平衡条件,有Ff地=FN1= 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 ,FN地=(mP+m)g,挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时, θ逐渐减小,tan θ逐渐减小,则P受到地面的摩擦力逐渐增大,P受到地面的支持力不变,故B项错误,C项正确;若P向左缓慢移动一小段距离后,根据FN2=,由于θ逐渐减小,sin θ逐渐减小,则Q受到P的弹力变大, D项错误。 答案　C 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 7.如图,支架固定在水平地面上,其倾斜的光滑直杆与地面成30°角,两圆环A、B穿在直杆上,并用跨过光滑定滑轮的轻绳连接,滑轮的大小不计,整个装置处于同一竖直平面内。圆环平衡时,OA间轻绳竖直,OB间轻绳与直杆间夹角为30°。则环A、B的质量之比为(　　) A.1∶ B.1∶2 C.∶1 D.∶2 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　分别对A、B两圆环受力分析,运用合成法则,如图所示。以A为研究对象,则A只能受到重力和绳子的拉力的作用,杆对A不能有力的作用,否则A水平方向受力不能平衡。所以FT=mAg;以B为研究对象,根据共点力平衡条件,结合图像可知,绳子的拉力FT、 B受到的支持力FN与竖直方向之间的夹角都是30°,所以FT与FN大小相等,得mBg=2×FTcos 30°=FT,故mA∶mB=1∶,A项正确。 答案　A 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 8.如图所示,AC为质量为m的粗细均匀的粗软绳,A端用细线连接悬于O点,在绳上B点用水平拉力拉着,整条绳处于静止状态,AB段绳与BC段绳长之比为4∶1,OA段细线与竖直方向夹角为θ=30°,重力加速度为g,则拉力F的大小等于(　　) A.mg B.mg C.mg D.mg 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　由题意,对整条软绳受力分析,根据几何关系得tan 30°=,解得F=mg,A项正确。 答案　A 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 9.如图所示,一重力大小为G的匀质小球悬挂在A、B两轻质弹簧下处于静止。弹簧A、B轴线均在竖直平面内并相交于球心O,两弹簧轴线与竖直墙面的夹角分别为37°、45°。取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。下列说法正确的是(　　) A.弹簧A中弹力大小等于5G B.弹簧A中弹力大小等于3G C.弹簧B中弹力大小等于5G D.弹簧B中弹力大小等于10G 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　设弹簧A的弹力大小为FA,弹簧B的弹力大小为FB,对小球分析:水平方向根据平衡条件可得FBsin 45°=FAsin 37°,可知FA>FB,弹簧A的弹力为拉力,弹簧B的弹力为支持力,竖直方向根据平衡条件可得FBcos 45°+G=FAcos 37°,联立解得FA=5G,FB=3G,A项正确。 答案　A 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 10.如图所示,两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ,OP竖直放置,小球a、b固定在轻弹簧的两端,水平力F作用于b时,a、b紧靠挡板处于静止状态。现保证b球不动,使挡板OP向右缓慢平移一小段距离,则(　　) A.弹簧变短 B.弹簧变长 C.力F变大 D.b对挡板的压力减小 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　对a进行受力分析,如图所示,有F弹=,FN= mgtan θ,使挡板OP向右缓慢平移一小段距离,θ减小,cos θ增大,F弹减小,再根据胡克定律有 F弹=kx,则x减小,弹簧变长,故A项错误,B项正确;根据以上分析可知FN=mgtan θ,θ减小,tan θ减小,FN减小,对于ab整体,在水平方向,根据平衡条件F=FN,力F变小,C项错误;对于ab整体,在竖直方向,根据平衡条件有Fb=(ma+mb)g,挡板对b的支持力不变,根据牛顿第三定律,b对挡板的压力也不变,D项错误。 答案　B 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 11.如图所示,建筑工人要将建筑材料送到高处,常在楼顶装置一个定滑轮(图中未画出),用绳AB通过滑轮将建筑材料提到某一高处。为了防止建筑材料与墙壁相碰,站在地面上的工人另外用绳BD拉住材料,使它与竖直墙壁保持一定的距离L,若不计两根绳的重力,在建筑材料被 提起的过程中(尚未达到AB、BD在同一直线上),绳AB与BD的拉力T1和T2的大小变化情况是(　　) A.T1增大,T2增大 B.T1增大,T2不变 C.T1增大,T2减小 D.T1减小,T2减小 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　在建筑材料缓慢提起的过程中,其合力保持为零。因物体与墙壁的距离始终保持不变,根据平衡条件得知两绳拉力的合力与物体的重力大小相等、方向相反,保持不变;受力分析如图甲所示,在题设条件下图中标明的两角度一个增大,另一个减小。然后 用平行四边形定则作出图乙,由图知,两根绳子上的拉力T1和T2均增大,故A项正确。 答案　A 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 二、多项选择题 12.如图所示为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带始终保持恒定速率运行,在水平传送带上叠放着木块P和Q,P、Q一起相对传送带静止,下列关于P、Q受力分析说法正确的是(　　) A.P受2个力 B.P受3个力 C.Q受3个力 D.Q受4个力 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　木块P受力平衡,则竖直方向受重力和Q对P向上的支持力,水平方向不受力,A项正确,B项错误;木块Q受力平衡,竖直方向受重力、P对Q的压力、传送带的支持力,水平方向不受力,则Q受3个力作用,C项 正确,D项错误。 答案　AC 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 13.如图所示,质量为2 kg的物块,恰好能沿倾角为α=37°的木板匀速下滑。现将该木板水平固定在地面上,物块在与水平面夹角为β=45°斜向下的推力作用下,恰好能沿水平方向匀速运动,重力加速度g取10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。则(　　) A.物块与木板间的动摩擦因数为0.75 B.物块与木板间的动摩擦因数为0.25 C.推力F大小为60 N D.推力F大小为15 N 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　恰好能沿倾角为α=37°的木板匀速下滑,对物块受力分析得mgsin α=μmgcos α,解得μ=tan α=0.75,A项正确,B项错误;物块在推力作用下做匀速直线运动,对物块受力分析得Fcos 45°=f=μFN,Fsin 45°+ mg=FN,解得F=60 N,C项正确,D项错误。 答案　AC 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 14.如图所示,节日里人们有挂灯笼的习俗,以增加喜庆的气氛。有四只完全相同的灯笼用细线连接并悬挂起来。由于水平风力作用,悬线成倾斜状态,如图所示。此时悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为β,灯笼序号自上往下依次标记为1、 2、3、4,每个灯笼质量均为m,假设每个灯笼所受的水平风力均为f,重力加速度大小为g,则(　　) 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.悬挂最上面灯笼的绳子的拉力为4mg B.四个灯笼所受到的风力之和可能等于4mg C.2号灯笼与3号灯笼之间的作用力可能等于2mg D.3号、4号灯笼之间的作用力大小为 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　设绳子上的拉力大小为F,绳子与竖直方向的夹角为β,对四个灯笼整体受力分析,根据平衡条件可得Fcos β=4mg,解得F=,A项错误;当β=45°时,有tan β==1,此时四个灯笼所受到的风力之和为f合= 4mg,B项正确;对3、4号灯笼整体分析可知,2号灯笼与3号灯笼之间的作用力大小为F23=>2mg,C项错误;对4号灯笼分析可知,3号、4号灯笼之间的作用力大小为F34=,D项正确。 答案　BD 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 15.如图所示,轻杆AB的左端用铰链与竖直墙壁连接,轻杆CD的左端固定在竖直墙上,图甲中两轻绳分别挂着质量为m1、m2的物体,另一端系于B点,图乙中两轻绳分别挂着质量为m3、m4的物体,另一端系于D点。四个物体均处于静止状态,图中轻绳OB、O'D与竖直方向的夹角均为θ=30°,下列说法一定正确的是(　　) A.m1∶m2=1∶1 B.m1∶m2=2∶ C.m3∶m4=2∶ D.m3、m4的关系不能确定 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　题图甲中,OB绳的张力为T=m1g,由平衡条件可得m2g=m1gcos θ,则m1∶m2=2∶,A项错误,B项正确;CD杆固定在墙上,杆的弹力方向不确定,则m3、m4的比例不确定,C项错误,D项正确。 答案　BD 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 三、非选择题 16.(2024·汕头模拟)如图所示,足够长的水平杆MN中套有一个滑块A, A通过细绳连接小球B。现用一水平恒力拉小球B,当细绳与竖直方向夹角为θ=37°时,A、B恰好能一起沿水平方向做匀速直线运动。已知滑块A的质量为2m,小球B的质量为m,重力加速度为g,sin 37°=0.6, cos 37°=0.8。求: (1)水平拉力F的大小; (2)滑块A与水平杆MN之间的动摩擦因数。 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)对B受力分析如图,   F=mgtan 37°=mg, FT==mg。 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)对A由平衡条件,在竖直方向上FN=2mg+FTcos 37°, 在水平方向上f=FT·sin 37°, 且f=μFN, 则动摩擦因数μ==0.25。 答案　(1)mg　(2)0.25 微练(六)　受力分析　共点力的平衡 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 本部分内容讲解结束 $$