高频考点2 共点力的平衡(课件PPT)-【精讲精练】2025年高考物理二轮专题辅导与训练

高频考点2　共点力的平衡 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 高频考点2　共点力的平衡 1 谢谢观看 高频考点2　共点力的平衡 1 1．实验室里有三根等长细直通电导体棒a、b、c水平放置，如图所示，P、M、N分别是三根导体棒上的点且在同一竖直面内，导体棒b、c中的电流方向垂直纸面向里，导体棒之间的距离PM＝PN＝L，PM与PN之间的夹角为120°，导体棒b、c固定，导体棒a所受的重力G刚好与它所受的安培力的合力平衡，则下列说法中正确的是(　　) A．导体棒a中的电流方向垂直纸面向里 B．导体棒b对c的安培力方向水平向右 C．导体棒b、c对导体棒a的安培力大小均为 D．导体棒b、c在P点产生的合磁场方向水平向右 解析　对导体棒a进行受力分析，由于导体棒a所受导体棒b、c的安培力的合力恰好与其重力平衡，根据共点力的平衡以及“同向电流相吸、异向电流相斥”可知，导体棒a的电流方向与导体棒b、c中的电流方向相反，即导体棒a中的电流方向垂直纸面向外(如图所示)导体棒b对c的安培力方向水平向左，故A、B错误； 导体棒a受到导体棒b、c的安培力大小相等，且两力的夹角为120°，根据三力平衡可得导体棒a所受导体棒b、c的安培力的大小均为G，故C错误；由于导体棒a所受的安培力的合力方向竖直向上，根据左手定则可知，导体棒b、c在P点产生的合磁场方向水平向右，故D正确。 答案　D 2．(2024·安徽合肥模拟)如图所示，矩形平板abcd的cd边固定在水平面上，平板与水平面的夹角为30°。质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下，沿对角线ac方向斜向下匀速运动，ac与cb边的夹角为60°，物块与平板间的动摩擦因数μ＝，重力加速度大小为g，则拉力大小为(　　) A．mg　 B．mg C．mg D．mg 解析　依题意，物块所受摩擦力沿ca方向，大小为Ff＝μmg cos 30°＝mg，物块所受重力的下滑分力大小为G′＝mg sin 30°＝mg，由几何关系可知摩擦力与重力下滑分力的夹角为120°，F合＝mg，由于物块做匀速直线运动，所以拉力大小为F拉＝F合＝mg，故选C。 答案　C 3．(2024·河南校联考三模)图1、2分别是生活中常见的台阶式扶梯和倾斜式扶梯，两扶梯的倾角θ和高度均相同，某同学先后站在两扶梯上，随扶梯以大小相同的速度v匀速从一层上到二层，下列说法正确的是(　　) A．两种情况该同学的受力个数相同 B．两个过程扶梯弹力对该同学所做的功相同 C．两个过程扶梯弹力对该同学的冲量相同 D．两个过程该同学机械能的增量相同 解析　台阶式扶梯上，该同学的受力为竖直向上的弹力和重力，倾斜式扶梯上，如图，A错误； 两个过程机械能的增量相同，台阶式扶梯台阶对该同学的弹力做功使得该同学机械能增加，倾斜式扶梯摩擦力做功，使得该同学机械能增加，而弹力不做功，因此两个过程扶梯弹力对该同学所做的功不同，B错误，D正确；两种情况弹力大小、方向不同，扶梯弹力对该同学的冲量不同，C错误。 答案　D 4．(2024·河南郑州期末)一根均匀细刚体绝缘杆，用细丝线系住一端悬挂起来，如图所示。先让它的两端分别带上电荷＋q和－q，再加上水平方向的均匀电场E。试判断当杆平衡时，将处于下面各图中的哪种状态？(　　) 解析　对绝缘杆进行受力分析，可知，水平方向受到向右的电场力与向左的电场力，大小相等，方向相反，竖直方向受到重力与细线的拉力，根据平衡条件，细线的拉力必定与重力大小相等，方向相反，则拉力方向一定是竖直向上，即细线一定位于竖直方向，由于电场力的转动效果，绝缘杆下端向右偏移，故选C。 答案　C 5．(2024·安徽芜湖二模)如图所示，光滑圆环竖直固定，ac为水平直径，bd为竖直直径，一根轻绳P端固定在竖直墙面上，轻绳跨过圆环后另一端Q与重物B相连，轻质动滑轮挂在轻绳上，动滑轮下吊着重物A，Pbd所在平面与圆环所在平面垂直，A、B均处于静止状态，不计一切摩擦，下列说法正确的是(　　) A．若将竖直圆环向右平移，则PQ绳中拉力变大 B．若将竖直圆环向右平移，则PQ绳对圆环拉力不变 C．若将轻绳Q端悬系在竖直圆环上，则悬点从a到b移动的过程中绳中拉力保持不变 D．若将轻绳Q端悬系在竖直圆环上，则悬点从a到b移动的过程中绳中拉力一直增加 解析　A、B均处于静止状态，对B根据平衡条件可得T＝mBg，对A设绳子间的夹角为θ，根据平衡条件可得2T cos ＝mAg，拉力T和绳子间夹角均保持不变，故A错误，B正确；若将轻绳Q端固定在竖直圆环上，则悬点a到b移动的过程中，悬点之间的水平距离变小，绳间夹角逐渐减小，绳中拉力逐渐减小，故C、D错误。 答案　B 6．(2024·自贡三模)小明路过广场时发现很多广告条幅下端用绳子系住套在石块上，石块放在水平地面上。上端也用绳子系住套在氢气球上吊起来悬在空中。突然，一阵风从水平方向吹来，条幅偏向一边。如果水平风力突然增大(空气密度保持不变)，则(　　) A．氢气球受到的浮力将变大 B．水平地面对石块的支持力变大了 C．氢气球可能会使小石块沿水平地面滑动 D．条幅受到的拉力不变 解析　氢气球受到的浮力等于排开空气的重力，由于空气密度不变，故氢气球受到的浮力不变，A错误；以氢气球、条幅和石块为整体，竖直方向受到重力，浮力和地面支持力，水平风力突然增大时，对竖直方向的受力没有影响，故水平地面对石块的支持力不变，B错误；以氢气球、条幅和石块为整体，水平方向受到风力和地面静摩擦力的作用，当风力大于最大静摩擦力时，石块会沿水平地面滑动，C正确；当水平风力不够大时，整体仍处于静止状态，细线的拉力沿竖直方向的分力等于氢气球的重力和浮力的合力，保持不变，细线水平方向的分力随风力的增大而变大，所以细线的拉力变大，即条幅受到的拉力变大，D错误。 答案　C 7．如图所示，一轻质弹簧下端与地面上的A点相连，上端用轻绳跨过固定在斜面上的轻质光滑定滑轮与斜面上的物体相连，绳与斜面平行，此时整个装置处于静止状态。现将弹簧下端的A点沿水平地面缓慢移动到B点，斜面相对地面始终静止。在此过程中，关于斜面和物体受力的判断，下列说法正确的是(　　) A．地面对斜面的摩擦力大小一直为零 B．物块所受轻绳的拉力大小一直不变 C．斜面对物体的支持力大小一直增大 D．斜面对物体的摩擦力大小可能先减小后增大 解析　对系统整体分析，因为弹簧下端逐渐由A到B，具有水平向右的分力，地面就会产生一个水平向左的摩擦力与之平衡，A错误；因为弹簧下端逐渐由A到B，弹簧形变量逐渐增大，弹力逐渐增大，又定滑轮处为活结，滑轮两边绳子作用力相等，B错误；斜面对物体的支持力为N＝mg cos θ，保持不变，C错误；刚开始时，滑块受到斜面的摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，所以在绳子拉力增大时，摩擦力可能先减小再增大，D正确。 答案　D 8．(多选)(2024·湖北武汉模拟)如图所示，上表面光滑的斜面静置于粗糙水平面上，斜面质量M＝3.2 kg，倾角θ＝37°，斜面顶端固定有光滑轻质滑轮，质量m＝1 kg的物块系于轻绳一端，轻绳另一端跨过滑轮系于地面上，斜面左侧的轻绳保持竖直，斜面上方的轻绳与斜面平行。已知重力加速度大小g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(　　) A．轻绳的拉力大小为8 N B．水平面对斜面的弹力大小为48 N C．水平面对斜面的摩擦力大小为4.8 N D．剪断轻绳瞬间，为使斜面保持静止，斜面与水平面间的动摩擦因数至少为0.125 解析　由题意可知，物块处于平衡状态，在沿斜面的方向上，由平衡条件则有F绳＝mg sin θ＝1×10×0.6 N＝6 N，A错误；对斜面与物块组成的整体分析，在竖直方向由平衡条件可得FN＝(m＋M)g＋F绳＝(1＋3.2)×10 N＋6 N＝48 N，B正确；对斜面与物块组成的整体分析，整体在水平方向不受外力作用，因此水平面对斜面的摩擦力是零，C错误；对斜面物块对斜面的压力大小为F压＝mg cos θ＝1×10×0.8 N＝8 N，方向垂直斜面向下，与水平方向成53°夹角偏左方向，其压力在水平向左方向的分力大小为F左＝F压cos 53°＝8×0.6 N＝4.8 N；剪断轻绳瞬间，斜面受向右的摩擦力，大小为4.8 N，为使斜面保持静止，斜面与水平面间的动摩擦因数μ＝＝＝0.125，D正确。 答案　BD 9．如图所示，质量为M的物块放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于天花板与竖直方向成θ＝45°的轻绳，左侧通过一与竖直方向成θ＝45°跨过光滑定滑轮的轻绳与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩码挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将钩码由静止释放，当钩码下降到最低点时(未着地)，物块对水平桌面的压力恰好为零。轻绳不可伸长，弹簧劲度系数为k且始终在弹性限度内，物块始终处于静止状态，重力加速度为g。以下判断正确的是(　　) A．钩码向下一直做加速运动 B．钩码向下运动的最大距离为x0＝ C．M＝2m D．M＝m 解析　由题意可知钩码从静止开始再到静止，可得向下先做加速运动后做减速运动，选项A错误；当下降x0＝时mg＝kx0，加速度为零，速度最大，根据对称性可知在最低点钩码有向上的加速度且a＝g，所以在最低点时有弹簧弹力T＝2mg，向下运动的最大距离为x0＝，选项B错误；对物块进行受力分析，则依题意有2T cos θ＝Mg，解得M＝2m，选项C正确，D错误。 答案　C 10．(多选)如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平面上，一横截面半径为R的半圆柱体丙放在水平面上，可视为质点、质量为m的光滑小球乙用轻绳拴接置于半圆柱上；质量为2m的物块甲用轻绳拴接放在斜面体上，拴接小球乙与拴接物块甲的轻绳与一端固定在天花板的竖直轻绳系于O点，且O点位于半圆柱截面圆心的正上方。已知O点到水平面的高度为2R，拴接小球乙的轻绳长度为R，整个装置处于静止状态，重力加速度为g。则下列说法正确的是(　　) A．拴接小球乙的轻绳拉力大小为mg B．小球乙对半圆柱体的压力大小为mg C．物块甲所受的摩擦力方向沿斜面向下 D．半圆柱体所受的摩擦力大小为mg 解析　对小球乙受力分析，如图1所示 由相似三角形知识得＝＝ 解得N＝mg，T＝mg，故A正确，B错误； 设拴接小球乙的轻绳与竖直方向的夹角为α，由几何关系可知R2＝(2R)2＋2－2×2R×R cos α，解得cos α＝，又sin α＝＝ 以结点O为研究对象， 对其受力分析如图2所示 拉力T和F2的合力与F1等大反向， 由平衡关系得F2cos 30°＝T sin α 解得F2＝ 物块甲的重力沿斜面向下的分力大小为2mgsin 30°＝mg>则物块甲所受的摩擦力沿斜面向上，故C错误； 以小球乙和半圆柱体丙整体为研究对象，由力的平衡条件可知，半圆柱体丙所受的摩擦力方向水平向左，大小等拉力T沿水平向右方向的分力，即Ff＝T sin α＝mg×＝mg，故D正确。 答案　AD $$