重难点02 共点力平衡-2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（上海专用）

重难点02 共点力平衡 年度 是否出题 选择型 填空题 计算题 实验题 2024年 √ √ 2025年（预） ☆☆☆☆ √ √ √ × （2025年预测的可能性仅供参考，每颗☆代表出题的可能性为20%，以此类推） 【思维导图】 【高分技巧】 1、 基本公式 1． 胡克定律：，或 2． 滑动摩擦力 或 Ff＝μFN 3． 在斜面上物体重力的分解 二、共点力平衡条件 (1)运动学特征：加速度a=0 注意：竖直上抛最高点时，瞬时速度为0，但不是平衡状态。 (2)动力学特征：物体受到的合外力为零。即F合＝0； 其正交分解式为F合x＝0；F合y＝0。 (3)物理题中的“缓慢移动”，无论直线或曲线，都可理解为动态平衡。 (4)三力平衡：三个力平移后构成一个首尾相接、封闭的矢量三角形； (5)多力平衡：取出其中的任意一个力，则这个力必与剩下的（N﹣1）个力的合力等大反向。 三、受力分析 1． 一般分析力的顺序 (1) 先分析场力，再分析接触力。即先重力、电场力、磁场力，再弹力、摩擦力等。 (2) 先分析主动力，再分析被动力。即先拉力，后摩擦力等。 (3) 先分析已知力，再分析未知力。 2． 转换研究对象法。如图通过分析通电导线受力，由相互作用力的规律间接分析，磁铁所受摩擦力的变化。 3． 两根绳子下悬挂一个物体，节点处是滑轮可以移动，则两根绳子张力T1=T2， 如果节点不能移动，则两根绳子张力T1和T2可以不相等。 4． 杆的受力 杆能转动受力沿杆方向，如图甲；杆不能转动杆受力为任意方向，如图乙 四、共点力平衡的主要分析方法 (1)矢量三角形法 一般三力平衡时，画出受力图通过平移，得到首尾相连的矢量三角形，再利用三角函数分析求解。 (2)旋转三角形法 物体受到三个力，一个力（重力）不变，另外一个力方向一定，大小不确定，通过矢量三角形的旋转，分析出各力的大小变化趋势。 如图，挡板由竖直方向缓慢逆时针转到水平位置过程中，挡板和斜面对小球的压力变化。 (3)正交分解法：两种典型情况的力的正交分解，如图甲、乙所示： ①水平面上物体斜向上的拉力的分解 ②在斜面上物体重力的分解 　 (4)整体法与隔离法 ①整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解。 ②隔离法：隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析。 ③通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。 如图，1和2两个小球质量为m，求三段绳子的张力。 (5)相似三角形法 利用矢量三角形与几何三角形相似的关系，列式求解。 ①已知几何三角形中边的关系，通常用对应边成比例列式； ②已知几何三角形中角度的关系，通常正弦定理列式。 (6)作圆法 三个力，其中一个力已知，另外两个力大小方向都变化，但夹角不变，不变的力相对于圆的弦不变。 （建议练习时间：60分钟） 一、单选题 1．（24-25高一上·上海普陀·期中）如图所示，、和三个物块叠放在水平面上，水平力、分别作用于物体、上，，，、和均保持静止。以、、分别表示与、与、与桌面间的静摩擦力大小，则（   ） A．，， B．，， C．，， D．，， 2．如图所示，一运送救灾物资的直升机沿水平方向匀速飞行，已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成θ角，设物资所受的空气阻力为f，悬索对物资的拉力为F，重力加速度为g，则（　　） A． B． C． D． 3．（23-24高三上·上海浦东新·阶段练习）如图所示，表面光滑的半圆柱体固定在水平面上，小物块在拉力F作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向，则（    ） A．小物块受的支持力逐渐变小 B．小物块受的支持力先变小后变大 C．拉力F逐渐变小 D．拉力F先变大后变小 4．（23-24高三上·上海黄浦·期中）如图所示斜拉桥的示意图，斜拉桥所有钢索均处在同一竖直面内，假设每根钢索对桥作用力大小相等、每根钢索与水平方向夹角相等，索塔与索塔钢索钢索如图所示。下列说法正确的是（    ）    A．仅增加桥塔高度可减小每根钢索的拉力大小 B．仅减小桥塔高度可减小每根钢索的拉力大小 C．仅增加钢索的数量可减小桥塔受到向下的压力 D．仅减少钢索的数量可减小桥塔受到向下的压力 5．（22-23高三上·上海宝山·期中）如图装置中，轻杆一端固定一个轻质滑轮b，质量为m1的重物A悬挂在另一个轻质滑轮c上，轻绳一端固定于a点，跨过滑轮c和b，另一端固定在质量为m2的重物B上，已知悬点a和滑轮b间的距离远大于滑轮的直径，一切摩擦均不计。整个装置稳定时轻绳ac部分与竖直方向夹角为α，bc部分与竖直方向夹角为β，下列说法错误的是（　　）      A．整个装置稳定时，α角一定等于β角 B．若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，A高度上升 C．若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，A高度上升 D．存在某一方向，往该方向缓慢平移轻杆时，A的位置保持不变 6．（22-23高三下·上海杨浦·阶段练习）如图甲所示，空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图。空调外机的重心恰好在横梁AO和斜梁BO连接点O的正上方，重力大小为210N。AO水平，BO 与AO的夹角为30°。假定横梁对O点的拉力总沿OA方向，斜梁对O点的支持力总沿BO方向，下列说法正确的是（　　） A．横梁对O点的拉力为210N B．斜梁对O点的支持力为210N C．调整斜梁BO的长度，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，横梁AO对O点的作用力不变 D．调整斜梁BO的长度，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，横梁AO与斜梁BO对O点的合力不变 二、多选题 7．（24-25高三上·上海浦东新·期中）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物体N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N至细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中（　　） A．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 B．N受到的水平拉力的大小可能保持变小 C．M所受斜面的摩擦力大小可能不变 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 8．（24-25高一上·上海·期中）如图所示，质量为M的直升机通过质量不可忽略的软绳，打捞河中质量为m的物体，已知重力加速度大小为g。由于河水的水平流动带动物体使软绳偏离竖直方向，当直升机悬停在空中且软绳和物体均相对地面静止时，与物体相连的绳端切线与水平方向成θ角，此时（　　） A．绳对物体的拉力一定为 B．河水对物体的作用力可能等于 C．河水对物体的作用力可能小于 D．空气对直升机的作用力一定大于Mg 9．（24-25高一上·上海·期中）如图所示，一铁球在水平推力F的作用下静止于竖直光滑墙壁和光滑斜面之间，球跟斜面的接触点为A。推力F的作用线通过球心O，若水平推力F缓慢增大，则在此过程中（　　） A．墙对球的作用力大小增大 B．墙对球的作用力大小始终等于F C．斜面对球的支持力增大 D．斜面对球的支持力保持不变 （23-24高三上·上海长宁·期中）交通安全，人人有责。“道路千万条，安全第一条”。 10．骑车时应注意安全，避免急停急起。下列物理量中描述“急停急起”最恰当的一个是（单选）（　　） A．瞬时速度 B．平均速度 C．速度改变量 D．加速度 11．我国道路交通安全法规定：严禁超速，严禁超载，严禁疲劳驾驶，驾乘人员必须系好安全带等，这些规定的物理依据是（单选）（　　） A．汽车超速会增大汽车的惯性 B．汽车超载会增大汽车的惯性 C．疲劳驾驶会缩短驾驶员的反应时间 D．系安全带会减小驾乘人员的惯性 12．如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下缓慢增大倾角θ的过程中，货物m相对车厢始终静止，下列分析正确的是（多选）（　　） A．货物对车厢的压力变大 B．货物受到车厢的摩擦力变大 C．地面对货车的支持力不变 D．地面对货车的摩擦力增大 13．一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是（单选）（　　） A．0.5s B．0.75s C．1.0s D．1.5s 14．如图甲是某货车运送圆柱形钢管的情景，所装钢管规格相同，如图乙是从车尾看钢管堆放的示意图。已知钢管间的动摩擦因数为μ，每根钢管的质量为m，重力加速度为g，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下层钢管被固定不能移动。汽车在水平路面上，下列分析正确的是（多选）（　　） A．直线行驶时，要A不发生相对滑动，汽车的加速度最大为μg B．直线行驶时，要A不发生相对滑动，汽车的加速度最大为 C．直线行驶加速度为a时，则钢管A受到B和C的作用力为 D．转弯时，A可能对内侧钢管无压力作用 三、填空题 16．（24-25高三上·上海杨浦·阶段练习）如图所示，光滑水平地面上放有截面为四分之圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止。若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则A对B的弹力将 ；推力F将 。（选填“增大”“不变”或“减小”） 17．（22-23高三上·上海杨浦·阶段练习）如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船匀速靠岸。如果小船所受阻力的大小不变，则在靠岸的过程中绳子拉力大小 ，小船所受的浮力大小 。（选填“增大”、“减小”、“不变”） 18．（2024·上海黄浦·二模）如图（a）为救灾工作中消防员从顶楼直降到某一楼层的瞬间，如图（b）所示O点为轻绳悬挂点且保持固定，脚与竖直墙接触点为A，人的重心在B，A与B中间部分可简化为轻杆。初始时，消防员在缓慢下降过程中AB长度以及AB与竖直方向的夹角均保持不变。墙对轻杆的弹力大小的变化规律是 ，轻绳上拉力大小的变化规律是 。（均选择：A．“逐渐减小”、B．“逐渐增大”、C．“先减小后增大”） 19．（23-24高三上·上海松江·期中）如图所示，长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体平衡时，绳的张力T= ；当A点下移少许稳定后，绳的张力 （选涂：A．变大；B．变小；C．不变） 四、实验题 20．（24-25高三上·上海·期中）某次实验用铁架台、刻度尺、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码验证胡克定律。以弹簧的弹力F（与弹簧下端所挂钩码受到的重力大小相等）为纵轴、弹簧的形变量L为横轴。 (1)上述实验中，使用两根不同的弹簧a和b，得到如图所示的图像。图像不过原点的原因是 。 (2)下列表述正确的是（    ） A．初始时，b的长度比a的长 B．a的劲度系数比b的大 C．施加同样大的力，a的形变量比b的大 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 21．（23-24高三上·上海嘉定·阶段练习）某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400N/m的轻质弹簧AA′，将弹簧的一端A′固定在竖直墙面上。不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图1所示。在实验过程中，保持弹簧AA′伸长1.00cm不变，O点位置不变。 （1）若OA、OC间夹角为90°，弹簧秤乙的读数如图2所示，则弹簧秤甲的读数为 N。 （2）在（1）问中若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OC与OA的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将 ，弹簧秤乙的读数大小将 。 （3）在（1）问中若保持OC与OB的夹角不变，逐渐增大OC与OA的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将 ，弹簧秤乙的读数大小将 。 六、综合题 （24-25高一上·上海·期中）运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，又称为翻斗车、工程车，由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。 22．（不定项）运输车在运输钢卷的过程中需要安装符合规范的装载支架，若已知支架斜面均与水平面成α=30°，则（　　） A．汽车静止时，支架A对钢卷支持力和支架B对钢卷支持力大小相等 B．汽车静止时，支架A对钢卷支持力大小为mg C．汽车向右匀速运动，支架B对钢卷支持力大小为2mg D．汽车向左匀速运动，支架B对钢卷支持力大小为 23．如图，运输车车壁上对称悬挂了吸附了一幅重力为10N的画框，画框上两个挂钉间的距离为1m。已知细绳能承受的最大拉力为10N，画框对细绳的拉力是由于 的弹性形变引起的，要使细绳不会被拉断，细绳最短的长度为 m。 24．在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，有关货物所受车厢的支持力FN ，摩擦力Ff （以上两空选填“A：变大”“B：变小”“C：先变大后变小”或“D：先变小后变大”）。 25．如图，转运垃圾时，运输车的“抓臂”将垃圾桶竖直夹起，再将垃圾桶内垃圾倾斜倒入车内。已知垃圾桶质量M=10kg，桶内垃圾质量m=50kg，两个“抓手”与桶外壁间的动摩擦因数μ1=0.8，垃圾与桶内的动摩擦因数为μ2。当垃圾桶搭至车尾部，卸除“抓手”弹力后，斜向下至少倾斜到与水平面成37°时才能将垃圾倒出。滑动摩擦力等于最大静摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，将垃圾桶视为竖直长方体。求： （1）若垃圾桶不会竖直滑脱，每个“抓手”至少要给侧壁多大的弹力； （2）μ2的大小。 （23-24高三上·上海嘉定·期中）阅读材料，回答下列问题 在建筑学上，拱指的是跨过空间且能承受重量的圆弧结构。拱结构通常由彼此密合的楔状拱石构成，上一块拱石的负重通过密合界面，均匀地传递给下一块。拱顶中央的拱石就是所谓的拱心石。如图所示，石拱桥由三块质量均为m的石块组成，拱心石B的两个侧面与竖直方向的夹角均为θ，重力加速度为g，B与A、C的接触面间的摩擦忽略不计，则 26．石块B对A的压力沿着哪个方向（　　） A．① B．② C．③ D．④ 27．石块B的侧面所受弹力的大小为（　　） A． B． C． D． 28．地面对石块A的静摩擦力的方向向 ，大小为 。 29．若建造者在保持三块石块质量不变的情况下减小图中θ角的大小，将会使（　　） A．AB间的弹力增大 B．AB间的弹力减小 C．地面对C的支持力减小 D．A与地面间的摩擦力变大 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点02 共点力平衡 年度 是否出题 选择型 填空题 计算题 实验题 2024年 √ √ 2025年（预） ☆☆☆☆ √ √ √ × （2025年预测的可能性仅供参考，每颗☆代表出题的可能性为20%，以此类推） 【思维导图】 【高分技巧】 1、 基本公式 1． 胡克定律：，或 2． 滑动摩擦力 或 Ff＝μFN 3． 在斜面上物体重力的分解 二、共点力平衡条件 (1)运动学特征：加速度a=0 注意：竖直上抛最高点时，瞬时速度为0，但不是平衡状态。 (2)动力学特征：物体受到的合外力为零。即F合＝0； 其正交分解式为F合x＝0；F合y＝0。 (3)物理题中的“缓慢移动”，无论直线或曲线，都可理解为动态平衡。 (4)三力平衡：三个力平移后构成一个首尾相接、封闭的矢量三角形； (5)多力平衡：取出其中的任意一个力，则这个力必与剩下的（N﹣1）个力的合力等大反向。 三、受力分析 1． 一般分析力的顺序 (1) 先分析场力，再分析接触力。即先重力、电场力、磁场力，再弹力、摩擦力等。 (2) 先分析主动力，再分析被动力。即先拉力，后摩擦力等。 (3) 先分析已知力，再分析未知力。 2． 转换研究对象法。如图通过分析通电导线受力，由相互作用力的规律间接分析，磁铁所受摩擦力的变化。 3． 两根绳子下悬挂一个物体，节点处是滑轮可以移动，则两根绳子张力T1=T2， 如果节点不能移动，则两根绳子张力T1和T2可以不相等。 4． 杆的受力 杆能转动受力沿杆方向，如图甲；杆不能转动杆受力为任意方向，如图乙 四、共点力平衡的主要分析方法 (1)矢量三角形法 一般三力平衡时，画出受力图通过平移，得到首尾相连的矢量三角形，再利用三角函数分析求解。 (2)旋转三角形法 物体受到三个力，一个力（重力）不变，另外一个力方向一定，大小不确定，通过矢量三角形的旋转，分析出各力的大小变化趋势。 如图，挡板由竖直方向缓慢逆时针转到水平位置过程中，挡板和斜面对小球的压力变化。 (3)正交分解法：两种典型情况的力的正交分解，如图甲、乙所示： ①水平面上物体斜向上的拉力的分解 ②在斜面上物体重力的分解 　 (4)整体法与隔离法 ①整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解。 ②隔离法：隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析。 ③通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。 如图，1和2两个小球质量为m，求三段绳子的张力。 (5)相似三角形法 利用矢量三角形与几何三角形相似的关系，列式求解。 ①已知几何三角形中边的关系，通常用对应边成比例列式； ②已知几何三角形中角度的关系，通常正弦定理列式。 (6)作圆法 三个力，其中一个力已知，另外两个力大小方向都变化，但夹角不变，不变的力相对于圆的弦不变。 （建议练习时间：60分钟） 一、单选题 1．（24-25高一上·上海普陀·期中）如图所示，、和三个物块叠放在水平面上，水平力、分别作用于物体、上，，，、和均保持静止。以、、分别表示与、与、与桌面间的静摩擦力大小，则（   ） A．，， B．，， C．，， D．，， 【答案】B 【详解】以a为研究对象，根据平衡条件得到：b对a的静摩擦力大小，否则a水平方向所受的合力不为零，不能保持平衡； 以ab整体为研究对象，根据平衡条件得到 =3N 再以三个物体整体为研究对象，根据平衡条件得 3N 故选B。 2．如图所示，一运送救灾物资的直升机沿水平方向匀速飞行，已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成θ角，设物资所受的空气阻力为f，悬索对物资的拉力为F，重力加速度为g，则（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】以物资为研究对象，分析受力情况：重力mg、悬索对物资的拉力F和空气阻力f，如图所示 根据平衡条件得知：F与f的合力与mg大小相等，方向相反，则有 故选C。 3．（23-24高三上·上海浦东新·阶段练习）如图所示，表面光滑的半圆柱体固定在水平面上，小物块在拉力F作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向，则（    ） A．小物块受的支持力逐渐变小 B．小物块受的支持力先变小后变大 C．拉力F逐渐变小 D．拉力F先变大后变小 【答案】C 【详解】对滑块受力分析，受重力、支持力和拉力，如图所示： 根据共点力平衡条件，有： N=mgcosθ F=mgsinθ 其中θ为支持力N与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，θ变小，故N变大，F变小。 故选C。 4．（23-24高三上·上海黄浦·期中）如图所示斜拉桥的示意图，斜拉桥所有钢索均处在同一竖直面内，假设每根钢索对桥作用力大小相等、每根钢索与水平方向夹角相等，索塔与索塔钢索钢索如图所示。下列说法正确的是（    ）    A．仅增加桥塔高度可减小每根钢索的拉力大小 B．仅减小桥塔高度可减小每根钢索的拉力大小 C．仅增加钢索的数量可减小桥塔受到向下的压力 D．仅减少钢索的数量可减小桥塔受到向下的压力 【答案】A 【详解】AB．设桥面的质量为m，设有根钢索，每根钢索的拉力为F，每根钢索与竖直方向的夹角为。桥面的重力一定，根据平衡条件有 可得每根钢索的拉力为 仅增加索塔高度可减小钢索与竖直方向的夹角，夹角减小，每根钢索的拉力的减小，故A正确，B错误； CD．对桥面受力分析可知，钢索对桥面的拉力的合力与桥面的重力大小相等、方向相反，则钢索对索塔向下的压力数值上等于桥面的重力，故增加或减少钢索的数量，钢索对索塔的压力大小恒定不变，故CD错误。 故选A。 5．（22-23高三上·上海宝山·期中）如图装置中，轻杆一端固定一个轻质滑轮b，质量为m1的重物A悬挂在另一个轻质滑轮c上，轻绳一端固定于a点，跨过滑轮c和b，另一端固定在质量为m2的重物B上，已知悬点a和滑轮b间的距离远大于滑轮的直径，一切摩擦均不计。整个装置稳定时轻绳ac部分与竖直方向夹角为α，bc部分与竖直方向夹角为β，下列说法错误的是（　　）      A．整个装置稳定时，α角一定等于β角 B．若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，A高度上升 C．若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，A高度上升 D．存在某一方向，往该方向缓慢平移轻杆时，A的位置保持不变 【答案】B 【详解】A．分析m2受力可知，m2所受拉力和自身所受重力平衡，即绳子上的拉力大小等于m2g，由于滑轮c跨在绳子上，故轻绳ac部分与bc部分两段绳子的拉力相等，它们的合力一定在角平分线上，它们的合力与m1的重力大小相等，方向相反，即两段绳子的合力竖直向上，故轻绳ac部分与bc部分与竖直方向的夹角与相等，故A正确，不符合题意； BC．根据平衡条件可得绳子上的拉力和m1所受重力的关系 即 由于m1和m2不变，所以无论怎样移动轻杆和滑轮b，a和β不变；若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，滑轮c运动情况如图乙所示，即m1高度下降，故B错误，符合题意； C．若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，滑轮c运动情况如图甲所示，即m1高度上升，故C正确，不符合题意；    D．如果沿cb方向缓慢移动轻滑轮b时，m1的位置保持不变，如图丙所示，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．（22-23高三下·上海杨浦·阶段练习）如图甲所示，空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图。空调外机的重心恰好在横梁AO和斜梁BO连接点O的正上方，重力大小为210N。AO水平，BO 与AO的夹角为30°。假定横梁对O点的拉力总沿OA方向，斜梁对O点的支持力总沿BO方向，下列说法正确的是（　　） A．横梁对O点的拉力为210N B．斜梁对O点的支持力为210N C．调整斜梁BO的长度，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，横梁AO对O点的作用力不变 D．调整斜梁BO的长度，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，横梁AO与斜梁BO对O点的合力不变 【答案】D 【详解】AB．对O点受力分析，如图所示： 由平衡条件可得 解得 故AB错误； C．调整斜梁BO的长度，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，则发生变化，由 可知，横梁AO对O点的作用力将发生变化，故C错误； D．调整斜梁BO的长度，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，横梁AO与斜梁BO对O点的合力平衡空调外机对O点的压力大小（即外机重力大小），保持不变，D正确。 故选D。 二、多选题 7．（24-25高三上·上海浦东新·期中）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物体N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N至细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中（　　） A．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 B．N受到的水平拉力的大小可能保持变小 C．M所受斜面的摩擦力大小可能不变 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 【答案】AD 【详解】AB．因为物体N重力是不变量，根据共点力平衡关系知，水平方向绳子的拉力和悬挂细绳的拉力合力不变，再根据矢量平行四边形法则作图如下 由图可得，当悬挂N的细绳与竖直方向的角度增大时，水平拉力在不断增大，悬挂细绳的拉力也不断增大，A正确，B错误； CD．对M受力分析如图，可知 若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加，C错误，D正确。 故选AD。 8．（24-25高一上·上海·期中）如图所示，质量为M的直升机通过质量不可忽略的软绳，打捞河中质量为m的物体，已知重力加速度大小为g。由于河水的水平流动带动物体使软绳偏离竖直方向，当直升机悬停在空中且软绳和物体均相对地面静止时，与物体相连的绳端切线与水平方向成θ角，此时（　　） A．绳对物体的拉力一定为 B．河水对物体的作用力可能等于 C．河水对物体的作用力可能小于 D．空气对直升机的作用力一定大于Mg 【答案】BD 【详解】A．对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和水对它水平方向的摩擦力，如图所示 根据平衡条件，竖直方向有 水平方向，有 可知绳对物体的拉力为 故A错误； BC．河水对物体的作用力就是浮力与水对它的摩擦力的合力，当水的作用力方向与绳子拉力垂直时，水的作用力具有最小值，大小为 由于 故河水对物体的作用力可能等于，故B正确，C错误； D．以直升机为对象，受重力、绳子拉力和空气对直升机的作用力，根据受力平衡可知，空气对直升机的作用力等于重力和绳子拉力的合力，则空气对直升机的作用力一定大于Mg，故D正确。 故选BD。 9．（24-25高一上·上海·期中）如图所示，一铁球在水平推力F的作用下静止于竖直光滑墙壁和光滑斜面之间，球跟斜面的接触点为A。推力F的作用线通过球心O，若水平推力F缓慢增大，则在此过程中（　　） A．墙对球的作用力大小增大 B．墙对球的作用力大小始终等于F C．斜面对球的支持力增大 D．斜面对球的支持力保持不变 【答案】AD 【详解】对小球受力分析，受推力，重力，墙壁的支持力和斜面的支持力，如图所示 设斜面倾角为，根据共点力的平衡条件，水平方向有 竖直方向有 联立解得 ， 若水平推力F缓慢增大，则墙对球的作用力大小增大；斜面对球的支持力不变。 故选AD。 （23-24高三上·上海长宁·期中）交通安全，人人有责。“道路千万条，安全第一条”。 10．骑车时应注意安全，避免急停急起。下列物理量中描述“急停急起”最恰当的一个是（单选）（　　） A．瞬时速度 B．平均速度 C．速度改变量 D．加速度 11．我国道路交通安全法规定：严禁超速，严禁超载，严禁疲劳驾驶，驾乘人员必须系好安全带等，这些规定的物理依据是（单选）（　　） A．汽车超速会增大汽车的惯性 B．汽车超载会增大汽车的惯性 C．疲劳驾驶会缩短驾驶员的反应时间 D．系安全带会减小驾乘人员的惯性 12．如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下缓慢增大倾角θ的过程中，货物m相对车厢始终静止，下列分析正确的是（多选）（　　） A．货物对车厢的压力变大 B．货物受到车厢的摩擦力变大 C．地面对货车的支持力不变 D．地面对货车的摩擦力增大 13．一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是（单选）（　　） A．0.5s B．0.75s C．1.0s D．1.5s 14．如图甲是某货车运送圆柱形钢管的情景，所装钢管规格相同，如图乙是从车尾看钢管堆放的示意图。已知钢管间的动摩擦因数为μ，每根钢管的质量为m，重力加速度为g，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下层钢管被固定不能移动。汽车在水平路面上，下列分析正确的是（多选）（　　） A．直线行驶时，要A不发生相对滑动，汽车的加速度最大为μg B．直线行驶时，要A不发生相对滑动，汽车的加速度最大为 C．直线行驶加速度为a时，则钢管A受到B和C的作用力为 D．转弯时，A可能对内侧钢管无压力作用 【答案】10．D 11．B 12．BC 13．C 14．BC 【解析】10．加速度是速度变化快慢的物理量，描述“急停急起”最恰当的一个是加速度。 故选D。 11．AB．惯性只与质量有关，与速度无关，则汽车超载会增大汽车的惯性，故A错误，B正确； C．疲劳驾驶会增加驾驶员的反应时间，故C错误； D．系安全带会减小驾乘人员由于惯性产生的危害，故D错误。 故选B。 12．AB．货物处于平衡状态，受重力、支持力、静摩擦力，根据共点力平衡条件，有： mgsinθ=f N=mgcosθ θ增大时，货物受到的摩擦力f增大，支持力N减小，再根据牛顿第三定律，压力也就减小，故A错误，B正确； CD．对货车整体受力分析，只受重力与支持力，水平方向没有外力作用，故货车不受摩擦力；根据平衡条件，支持力不变；再根据牛顿第三定律，压力也就不变，故C正确，D错误。 故选BC。 13．游船浮动可简化成竖直方向的简谐运动，根据题意，当船的位移满足 x=Asinθ≥=10cm 时乘客可以舒服登船，解得 而 所以 乘客舒服登船时间为 故选C。 14．AB．设A、B管之间的弹力大小为T，T与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系可得 根据对称性可知C对A的弹力大小也为T， 根据平衡条件可得 得 直线行驶时，要A不发生相对滑动，根据牛顿第二定律可得 得 故A错误，B正确； C．直线行驶加速度为a时，则钢管A受到B和C的作用力为 故C正确； D．转弯时，若A对内侧钢管无压力作用，根据牛顿第三定律，内侧钢管对A无压力作用，则A将发生运动，所以A对内侧钢管有压力作用，故D错误。 故选BC。 三、填空题 【答案】 3 不变 【详解】[1]由于充电宝将手机倒吸在充电宝上也不会脱落，则充电宝对手机有一个垂直于手机屏幕向上的吸引力、一个垂直于手机屏幕向下的弹力和一个沿手机屏幕向上的静摩擦力，则充电宝对手机产生3个力的作用； [2]增大手机屏幕与水平方向的夹角，手机倒吸在充电宝上也不会脱落，则根据平衡条件可知，充电宝对手机的合力始终等于手机重力保持不变。 16．（24-25高三上·上海杨浦·阶段练习）如图所示，光滑水平地面上放有截面为四分之圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止。若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则A对B的弹力将 ；推力F将 。（选填“增大”“不变”或“减小”） 【答案】 减小 减小 【详解】[1]对小球B受力分析，如图所示 当A的位置向左移动少许后，A对B的弹力与竖直方向的夹角减小，故A对B的弹力N′将越来越小，墙壁对B球的弹力N减小； [2]将两者看做一个整体，整体的受力分析如图所示 根据平衡条件可得 由于墙壁对B球的弹力N减小，则推力F将减小。 17．（22-23高三上·上海杨浦·阶段练习）如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船匀速靠岸。如果小船所受阻力的大小不变，则在靠岸的过程中绳子拉力大小 ，小船所受的浮力大小 。（选填“增大”、“减小”、“不变”） 【答案】 增大 减小 【详解】[1][2]对小船受力分析，由平衡条件，小船受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、沿绳的拉力和阻力。设绳子的拉力与水平方向的夹角为，水平方向有 竖直方向有 在靠岸的过程中，逐渐增大，减小，阻力不变，所以绳子拉力大小增大；因为逐渐增大，增大，拉力F增大，故小船所受的浮力大小减小。 18．（2024·上海黄浦·二模）如图（a）为救灾工作中消防员从顶楼直降到某一楼层的瞬间，如图（b）所示O点为轻绳悬挂点且保持固定，脚与竖直墙接触点为A，人的重心在B，A与B中间部分可简化为轻杆。初始时，消防员在缓慢下降过程中AB长度以及AB与竖直方向的夹角均保持不变。墙对轻杆的弹力大小的变化规律是 ，轻绳上拉力大小的变化规律是 。（均选择：A．“逐渐减小”、B．“逐渐增大”、C．“先减小后增大”） 【答案】 A B 【详解】[1][2]由分析可知，AB杆提供支持力，否则无法平衡。两种情况相比较，重力大小方向不变，杆的支持力方向不变，作出受力图如图所示 消防员下降一定高度后，再次保持静止时，此过程中消防员所受的合力为零，不变，相对于初始位置AB杆的支持力变小（选A），OB绳拉力逐渐增大（选B）。 19．（23-24高三上·上海松江·期中）如图所示，长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体平衡时，绳的张力T= ；当A点下移少许稳定后，绳的张力 （选涂：A．变大；B．变小；C．不变） 【答案】 10N C 【详解】[1]设绳中的张力为T，AO，BO与竖直方向的夹角分别为，如图所示 O点三力平衡，由平衡条件可得，水平方向有 即 竖直方向有 即 又几何关系可得 即 所以 代入 可得 [2]A点向下移动少许，重新平衡后，由于两断绳子的拉力大小依然相等，根据对称性以及上面的推到关系可知绳与水平面夹角不变、绳中张力不变，故选C。 四、实验题 20．（24-25高三上·上海·期中）某次实验用铁架台、刻度尺、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码验证胡克定律。以弹簧的弹力F（与弹簧下端所挂钩码受到的重力大小相等）为纵轴、弹簧的形变量L为横轴。 (1)上述实验中，使用两根不同的弹簧a和b，得到如图所示的图像。图像不过原点的原因是 。 (2)下列表述正确的是（    ） A．初始时，b的长度比a的长 B．a的劲度系数比b的大 C．施加同样大的力，a的形变量比b的大 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 【答案】(1)弹簧自身重力 (2)C 【详解】（1）图像不过原点的原因是弹簧自身重力的原因； （2）A．在F-x图线中，图线与横坐标的交点表示初始时弹簧的长度，则a的长度为比b的长，故A错误； B．在F-x图线中，斜率表示劲度系数，因此a的劲度系数比b的小，故B错误； C．由于a的劲度系数比b的小，根据胡克定律，施加同样大的力，a的形变量比b的大，故C正确； D．测得的弹力与弹簧的伸缩量成正比，故D错误。 故选C。 21．（23-24高三上·上海嘉定·阶段练习）某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400N/m的轻质弹簧AA′，将弹簧的一端A′固定在竖直墙面上。不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图1所示。在实验过程中，保持弹簧AA′伸长1.00cm不变，O点位置不变。 （1）若OA、OC间夹角为90°，弹簧秤乙的读数如图2所示，则弹簧秤甲的读数为 N。 （2）在（1）问中若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OC与OA的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将 ，弹簧秤乙的读数大小将 。 （3）在（1）问中若保持OC与OB的夹角不变，逐渐增大OC与OA的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将 ，弹簧秤乙的读数大小将 。 【答案】 5.00 变小 先变小后变大 变小 先变大后变小 【详解】（1）[1]弹簧秤乙的读数为3.00N，弹簧AA′伸长1.00cm，弹簧AA′的弹力为 此时OA、OC间夹角为90°，根据几何关系可知弹簧秤甲的读数为5.00N （2）[2][3]在（1）问中若保持OA与OB的夹角不变，逐渐增大OC与OA的夹角，如图所示 则弹簧秤甲的读数大小将变小，弹簧秤乙的读数大小将先变小后变大。 （3）[4][5]在（1）问中若保持OC与OB的夹角不变，逐渐增大OC与OA的夹角，如图所示 则弹簧秤甲的读数大小将变小，弹簧秤乙的读数大小将先变大后变小。 六、综合题 （24-25高一上·上海·期中）运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，又称为翻斗车、工程车，由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。 22．（不定项）运输车在运输钢卷的过程中需要安装符合规范的装载支架，若已知支架斜面均与水平面成α=30°，则（　　） A．汽车静止时，支架A对钢卷支持力和支架B对钢卷支持力大小相等 B．汽车静止时，支架A对钢卷支持力大小为mg C．汽车向右匀速运动，支架B对钢卷支持力大小为2mg D．汽车向左匀速运动，支架B对钢卷支持力大小为 23．如图，运输车车壁上对称悬挂了吸附了一幅重力为10N的画框，画框上两个挂钉间的距离为1m。已知细绳能承受的最大拉力为10N，画框对细绳的拉力是由于 的弹性形变引起的，要使细绳不会被拉断，细绳最短的长度为 m。 24．在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，有关货物所受车厢的支持力FN ，摩擦力Ff （以上两空选填“A：变大”“B：变小”“C：先变大后变小”或“D：先变小后变大”）。 25．如图，转运垃圾时，运输车的“抓臂”将垃圾桶竖直夹起，再将垃圾桶内垃圾倾斜倒入车内。已知垃圾桶质量M=10kg，桶内垃圾质量m=50kg，两个“抓手”与桶外壁间的动摩擦因数μ1=0.8，垃圾与桶内的动摩擦因数为μ2。当垃圾桶搭至车尾部，卸除“抓手”弹力后，斜向下至少倾斜到与水平面成37°时才能将垃圾倒出。滑动摩擦力等于最大静摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，将垃圾桶视为竖直长方体。求： （1）若垃圾桶不会竖直滑脱，每个“抓手”至少要给侧壁多大的弹力； （2）μ2的大小。 【答案】22．AD 23．画框 24．B：变小 A：变大 25．（1）；（2） 【解析】22．AB．汽车静止时，钢卷受力平衡，则由对称性可知支架A对钢卷支持力和支架B对钢卷支持力大小相等，支架对钢卷的支持力 故A正确，B错误； CD．汽车匀速向左或向右行驶时，钢卷也处于受力平衡状态，受力情况与AB选项相同，则支架B对钢卷支持力大小为。故C错误，D正确。 故选AD。 23．[1]弹力的产生是由于施力物体形变，对受力物体产生弹力的作用，则画框对细绳的拉力是由于画框弹性形变产生的。 [2]若绳子处于即将拉断的临界状态，则细绳拉力大小为，设绳子拉力与水平方向夹角为， 则 则夹角，根据几何关系，绳长最短为 24．[1][2]根据对货物动态平衡分析，设车厢与水平面间的夹角为，可知货物所受车厢的支持力与摩擦力分别为 ， 随着车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，逐渐增大，则增大，减小， 则支持力变小，摩擦力变大。 25．（1）根据题意 解得 每个“抓手”至少要给侧壁375的弹力。 （2）斜向下至少倾斜到与水平面成时才能将垃圾倒出 解得 （23-24高三上·上海嘉定·期中）阅读材料，回答下列问题 在建筑学上，拱指的是跨过空间且能承受重量的圆弧结构。拱结构通常由彼此密合的楔状拱石构成，上一块拱石的负重通过密合界面，均匀地传递给下一块。拱顶中央的拱石就是所谓的拱心石。如图所示，石拱桥由三块质量均为m的石块组成，拱心石B的两个侧面与竖直方向的夹角均为θ，重力加速度为g，B与A、C的接触面间的摩擦忽略不计，则 26．石块B对A的压力沿着哪个方向（　　） A．① B．② C．③ D．④ 27．石块B的侧面所受弹力的大小为（　　） A． B． C． D． 28．地面对石块A的静摩擦力的方向向 ，大小为 。 29．若建造者在保持三块石块质量不变的情况下减小图中θ角的大小，将会使（　　） A．AB间的弹力增大 B．AB间的弹力减小 C．地面对C的支持力减小 D．A与地面间的摩擦力变大 【答案】26．B 27．C 28． 右 29．AD 【解析】26．石块B对A的压力方向垂直于A、B接触面向下，即沿着图②方向。 故选B。 27．以石块B为对象，根据受力平衡可得 可得石块B的侧面所受弹力的大小为 故选C。 28．[1][2]以石块A为对象，由于石块B对A的压力由水平向左的分力，根据受力平衡可知地面对石块A的静摩擦力的方向向右，大小为 29．AB．由 可知减小图中θ角的大小，AB间的弹力增大，故A正确，B错误； C．以三块石块为整体，竖直方向根据受力平衡可得 可得地面对C的支持力大小为 可知减小图中θ角的大小，地面对C的支持力不变，故C错误； D．由 减小图中θ角的大小，则增大，减小，可知A与地面间的摩擦力变大，故D正确。 故选AD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$