专题02 共点力平衡与牛顿定律（四川专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题02 共点力平衡与牛顿定律 共点力的平衡 1．(2025·南充二模)如图所示，半径为R的光滑半球面固定在水平面上，半球面内的刚性轻质细杆AC长为L，杆上B点套有小球。系统静止时，半球面对细杆A端的弹力是对C端的弹力的2倍，则BC部分的长度为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由平衡条件可知，半球面对细杆A端的弹力和对C端的弹力过球心O，且与小球B的重力平衡，所以小球B应在O点正下方，受力情况如图所示 根据正弦定理可得，， 结合已知条件 解得 又因为 解得 故选A。 2．(2025·四川二模)风力仪中有一根轻质金属丝，悬挂着一个质量为的金属球，当有风水平吹金属球时，金属丝偏离竖直方向角度为30°，重力加速度大小取。则金属球受到风作用力的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】对金属球进行分析，根据平衡条件有 解得 故选C。 3．(2025·成都邛崃二模)如图（a），一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间，并处于静止状态，其中一个视图如图（b）所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍，已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦，则球对横杆的压力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】对球进行受力分析如图，设球的半径为R，根据几何知识可得 根据平衡条件得 解得 根据牛顿第三定律得球对横杆的压力大小为 故选D。 4．(2025·泸州二模)如图，用两根完全相同、不可伸长的轻绳将小沙包（大小可忽略）对称地吊在空中，轻推小沙包，测得其在垂直纸面平面内做简谐运动的周期为（已知在一根竖直绳悬挂下做简谐运动的小物体的周期为，l为绳长，g为重力加速度），已知每根轻绳的长度为L，小沙包的质量为m，则小沙包静止时，每根绳子张力为（    ） A． B． C． D．     【答案】A 【详解】依题意，小沙包做简谐运动，设等效摆长为l，则有 对小沙包受力分析，如图 根据平衡条件可得 联立解得 故选A。 5．(2025·广安二模)如图所示，倾角为的斜面体置于粗糙的水平地面上，斜面上有一质量为的滑块，通过轻绳绕过光滑的滑轮与质量为的带正电的小球（可视为质点）相连，滑轮下方有一个光滑的小孔，轻绳与斜面平行。小球在水平面内做圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角也为。斜面体和滑块始终静止，滑块与斜面的动摩擦因数为，小球与小孔之间的绳长为，重力加速度为，下列说法正确的是（    ） A．斜面体所受到地面的摩擦力大小为mg B．若增大小球的转速，绳子对小孔的作用力减小 C．若增大小球的转速，小球能达到的最大转速为 D．若此时在空间加上竖直向下的电场，要使小球的转速不变，则小球到转动中心的距离增大 【答案】AC 【详解】A．对小球受力分析有 解得 将滑块和斜面看成整体，由平衡条件得，斜面体所受摩擦力大小为 故A正确； B．设绳与竖直方向的夹角为，对小球有 可得 又因为 所以随着转速的增大，角速度会增大；拉力会增大，绳与竖直方向的夹角会增大，两绳的夹角会减小，所以合力会增大；所以绳子对小孔的作用力增大；故B错误； C．因为绳对滑块的拉力越大，滑块越容易往上滑动。所以当小球转速最大，即绳的拉力最大时，对滑块受力分析得 即 可得最大角速度为 所以最大转速为 故C正确； D．加上电场后，对小球受力分析知 因为要使转速不变，即角速度不变，所以绳子的拉力大小不变，因为竖直方向绳的分力相对没有加电场时增大了，所以由以上公式知减小，即小球到转动中心的距离减小，故D错误。 故选AC。 6．(2025·南充二模)如图所示，圆弧形槽固定在地面上，COD为水平直径，在光滑的半球形绝缘内壁有质量分别为mA、mB两带同种电荷的小球，各自带电量为 qA、qB，A、B两小球球心与O 点的连线与竖直方向分别成 37°、53°夹角，处于静止状态，则（　　） A．一定有 mA < mB B．一定有 qA > qB C．若A球电量减小，A球会降低，B球会升高 D．若用外力将小球A缓慢移动到球心O点的正下方，A、B系统的电势能将增大 【答案】D 【详解】AB．分别以小球A、B为研究对象，分析其受力情况，如图所示 根据相似三角形法可得 ， 而，则可知，另根据题中条件不能判断两球电量关系，故AB错误； C．若A球电量减小，则A、B两球间的库仑力F将减小，根据三角形相似法可得 ， 则可知AC、CB都减小，即A、B两球都会降低，故C错误； D．若用外力将小球A缓慢移动到球心O点的正下方，则A、B两球间的距离减小，库仑力变大，移动过程中电场力做负功，则A、B系统的电势能增大，故D正确。 故选D。 7．(2025·绵阳普明中学二模)如图所示，、两个物体质量分别为和，与间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为。现用力拉着物体向右运动，保持静止，则关于地面对物体的摩擦力大小和方向，下列说法正确的是（　　） A．，方向水平向左 B．，方向水平向左 C．，方向水平向左 D．，方向水平向右 【答案】B 【详解】滑块A对B的滑动摩擦力为 方向向右；对B分析可知，地面对B的静摩擦力为 方向向左。 故选B。 8．(2025·宜宾二模)如图，质量为M、半径为R的半球形物体A放在粗糙水平地面上，通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，重力加速度为g。则（　　） A．A对地面的摩擦力方向向左 B．B对A的压力大小为 C．细线对小球的拉力大小为 D．若剪断绳子（A不动），则此瞬时球B加速度大小为 【答案】B 【详解】A．将A和B看做一个整体，整体受重力和支持力，在水平方向上相对地面无滑动或者滑动趋势，故不受摩擦力，A错误； BC．对小球受力分析，受绳子的拉力T，球面给的支持力F，重力，三力平衡，根据平衡条件，有 ， 根据几何知识有 ， 联立解得 ， B正确，C错误； D．若剪断绳子（A不动）的瞬间，相当于B球从所在点的切线组成的斜面下滑，根据几何知识可得 故有 D错误。 故选B。 【点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解。 动态平衡问题 9．(2025·广安二模)某智能机械臂应用模型如图所示，机械臂通过不可伸长的吊索和可以伸缩的液压杆吊起重物，其中A点通过铰链与竖直墙面连接。现缓慢调整液压杆，使吊索逐渐趋近水平，在此过程中（　　） A．的支持力逐渐增大，的拉力大小不变 B．的支持力先减小后增大，的拉力大小不变 C．的支持力逐渐增大，的拉力逐渐减小 D．的支持力大小不变，的拉力逐渐减小 【答案】A 【详解】对O点受力分析如图 根据相似三角形关系可知 缓慢调整液压杆OA，使吊索OB逐渐趋近水平，在此过程中OA变大，OB不变，可知FAO变大，FOB不变。 故选A。 10．(2025·德阳二模)如图所示，将半径为R的半圆柱体A放置于粗糙水平面上，另一半径也为R的球B置于半圆柱上，下端用挡板MN托住，其中挡板MN的延长线过A横截面的圆心，且与水平面夹角为，以O点为轴逆时针转动挡板MN，从0°缓缓增大到60°的过程中，A始终未动。已知B的质量为m，不计A、B之间的摩擦力，重力加速度g取，则（　　） A．时，半圆柱体A对球B的支持力大小为 B．时，挡板MN对球B的支持力大小为 C．半圆柱体A对地面的摩擦力一直增大 D．半圆柱体A对地面的摩擦力先增大后减小 【答案】D 【详解】AB．B受到MN给的弹力、A给的弹力和自身重力mg而平衡，受力分析如图 几何关系可知 解得 将B受到的力构成矢量三角形（上图红色三角形），几何关系可知 由正弦定律有 当时，解得 故AB错误； CD．由牛顿第三定律可知，B给A的弹力与等大，结合以上分析可得 由平衡条件可知，地面对A的摩擦力大小 由牛顿第三定律可知，A对地面的摩擦力大小 由数学关系可得 可知从0°缓缓增大到60°的过程中，半圆柱体A对地面的摩擦力先增大后减小，故C错误，D正确。 故选D。 11．(2025·自贡二模)如图甲是工人在高层安装空调时吊运室外机的场景，简化图如图乙所示。一名工人在高处控制绳子，另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子。在吊运的过程中，地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳，室外机缓慢竖直上升，绳子与竖直方向的夹角近似不变，绳子质量忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．绳子上的拉力不断变大 B．绳子上的拉力先变小后变大 C．地面对工人的支持力不断变大 D．绳子对室外机的拉力的合力不断变大 【答案】A 【详解】AB． 题意可知外机分别受P、Q拉力和自身重力mg而平衡，外机受力如图 将这三个力构成矢量三角形，如图 可知地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳过程中，均增大，故A正确，B错误； C．由于不变，绳子Q拉力增大，故Q的拉力在竖直方向分力增大，对地面工人，由平衡条件易得地面对工人的支持力不断变小，故C错误； D．由于外机受到P、Q拉力和自身重力mg而平衡，由平衡条件可知绳子对室外机的拉力的合力与外机重力始终等大反向，所以绳子对室外机的拉力的合力不变，故D错误。 故选A。 12．(2025·乐山二模)如图所示，有一小球被轻绳拴住悬挂在天花板上并放置在斜面上，已知轻绳与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，所有接触面都是光滑的，在斜面上施加一水平外力，使整个装置开始处于静止状态。现水平向左缓慢移动斜面，直至轻绳到达竖直位置，该过程中小球一直在斜面上，小球视为质点。下列说法正确的是（　　） A．斜面开始静止时，轻绳对小球的拉力大小等于斜面对小球的支持力大小 B．斜面缓慢移动过程中，斜面对小球的支持力先增大后减小 C．斜面缓慢移动过程中，施加在斜面上的水平外力先向左后向右 D．斜面缓慢移动过程中，斜面对水平面的压力一直减小 【答案】D 【详解】A．小球开始静止时，根据平衡条件，水平方向有 解得 所以轻绳对小球的拉力小于斜面对小球的支持力，A错误； B．分析小球的受力情况，如图所示 斜面缓慢向左运动过程中，细线与竖直方向的夹角不断减小，由图可看出，拉力T逐渐增大，支持力N逐渐减小，B错误； CD．利用整体法，可知水平外力大小等于轻绳拉力的水平分量，一直向左，轻绳拉力的竖直分量增大，可知斜面对水平面压力减小，C错误，D正确。 故选D。 13．(2025·遂宁二模)如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d，以下说法正确的是（　　） A．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑 B．减小檩条的倾斜角度时，瓦片与檩条间的弹力变小 C．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力变大 D．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变小 【答案】A 【详解】A．檩条对瓦片的两个弹力等大，合力等于，当减小檩条间的距离d时，两弹力夹角减小，则弹力减小，最大静摩擦力减小，瓦片可能会下滑，A正确； B．减小檩条的倾斜角度时，则增大，瓦片与檩条间的弹力变大，B错误； CD．增大檩条间的距离d时，两弹力夹角增大，则弹力增大，但摩擦力等于不变，CD错误。 故选A。 牛顿第二定律 14．(2025·达州二模)如图所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为0.3kg的物块从弹簧上端某高度处自由下落，当弹簧的压缩量为0.1m时物块达到最大速度，此后物块继续向下运动到达最低点。在以上整个运动过程中，弹簧始终在弹性限度内，物块和弹簧接触瞬间机械能损失不计，不计空气阻力，取，下列说法正确的是（　　） A．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，物块的加速度先增大后减小 B．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，物块的机械能先增大后减小 C．该弹簧的劲度系数为20.0N/m D．弹簧压缩量为0.2m时，物块的加速度大小为 【答案】D 【详解】A．物块从接触弹簧到压缩至最短的过程中，开始时重力大于弹簧弹力，合力向下，随着弹簧压缩量增大，弹力增大，合力减小，加速度减小，当弹力大小等于重力大小时速度达到最大；之后弹力大于重力，合力向上，且随着弹簧压缩量继续增大，合力增大，加速度增大。所以加速度是先减小后增大，故A错误； B．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧弹力对物块做负功，根据功能关系，除重力之外的力做负功，物块的机械能一直减小，故B错误； C．速度最大时，弹簧压缩量，对物块，由平衡条件有 代入题中数据得弹簧的劲度系数 故C错误； D．弹簧压缩量为时，由牛顿第二定律得 联立以上解得加速度大小 故D正确。 故选 D。 15．(2025·成都邛崃二模)如图所示，竖直挡板固定在水平台面左端，水平轻质弹簧左端固定在挡板上，现缓慢向左推动滑块压缩弹簧。时刻，将滑块由静止释放，时刻滑块与弹簧脱离。已知台面足够长且与滑块之间的动摩擦因数恒定，弹簧处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A．时间内滑块做匀加速直线运动 B．时间内滑块的加速度不断减小 C．时间内滑块的速度先增大后减小 D．滑块脱离弹簧后至停止前，相同时间内动能的减少量相等 【答案】C 【详解】ABC．时间内滑块水平方向受到向右的弹簧弹力和向左的摩擦力，随着滑块向右运动，弹簧弹力逐渐减小到零，摩擦力不变，所以物块所受合力先是向右逐渐减小到零，后来是向左逐渐增大，即滑块先是向右做加速度减小的加速运动，后来做加速度逐渐增大的减速运动，故AB错误，C正确； D．滑块脱离弹簧后至停止前做匀减速直线运动，相同时间内的位移越来越小，合外力做负功且越来越少，根据动能定理可知，相同时间内动能的减少量越来越少，故D错误。 故选C。 16．(2025·遂宁二模)如图甲所示，在平直公路上做匀速直线运动的小车内固定有一竖直弹性杆，杆的顶端固定有一小球。当小车突然开始减速制动时，弹性杆向前弯曲（如图乙），下列对乙图中的小球进行受力分析最合理的一项是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】题意可知小车突然减速，则车的加速度水平向左，故球的加速度也水平向左，所以球的合力水平向左，根据平行四边形定则可知，球的重力与杆给球的力的合力也要水平向左。 故选C。 17．(2025·攀枝花二模)如图所示，质量为m的滑块Q与质量为2m的滑块P置于水平地面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。用水平向右的拉力F拉滑块P，使两滑块均做匀速直线运动。某时刻突然撤去该拉力F，则下列说法正确的是（　　） A．拉力F的大小为 B．撤去拉力F前，弹簧弹力大小为 C．撤去拉力F瞬间，滑块Q的加速度大小为 D．撤去拉力F瞬间，滑块P的加速度大小为 【答案】A 【详解】A．对AB整体分析可知，两滑块匀速运动时整体处于平衡状态，可知拉力F的大小为 选项A正确； B．撤去拉力F前，对Q分析可知弹簧弹力大小为 选项B错误； C．撤去拉力F瞬间，弹簧弹力不变，则滑块Q受力仍平衡，可知Q的加速度大小为零，选项C错误； D．撤去拉力F瞬间，对滑块P由牛顿第二定律 可得加速度大小为 选项D错误。 故选A。 18．(2025·宜宾二模)如图，质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（    ） A．g， B．2g， C．2g， D．g， 【答案】A 【详解】剪断前，对BCD分析 对D 剪断后，对B 解得 方向竖直向上；对C 解得 方向竖直向下。 故选A。 超重与失重 19．(2025·广安二模)在奥运会滑板街式比赛中，某选手（视为质点）从U型池边缘以初速度斜向上腾空，初速度方向与水平方向夹角为。若忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．选手在上升过程处于超重状态，下降过程处于失重状态 B．选手在上升和下降阶段经过同一高度时速度相同 C．选手在最高点时的速度为零 D．选手回到与U型池边缘等高处的时间为 【答案】D 【详解】A．选手在上升过程和下降过程，只受重力，故加速度为重力加速度，方向竖直向下，所以选手在两过程中都处于失重状态，故A错误； B．根据对称性原理，选手在上升和下降阶段经过同一高度时速度大小相同，方向不同，故B错误； D．将选手斜抛的初速度分解到竖直方向和水平方向，则竖直方向的速度为 水平方向的速度为 选手在竖直方向做匀减速直线运动，直至最高点，此时竖直方向的速度为0，则上升的时间为 根据对称性原理，选手下落到与U型池边缘等高处的时间为 所以选手从飞出至回到与U型池边缘等高处的时间为 故D正确； C．由D项分析，选手做斜抛运动，可知选手在最高点时，竖直方向速度为零，仍有水平方向的速度，故C错误。 故选D。 20．(2025·德阳二模)如图所示为机械节拍器。机械节拍器内部有一个发条驱动，来带动外部的摆杆，摆杆上有一个可移动的摆锤，调节好摆锤的位置，拨动摆杆，摆锤就会在竖直平面内按照单摆运动规律左右来回摆动。则下列说法正确的是（　　） A．摆锤在最高点时处于超重状态 B．摆锤在最低点时处于超重状态 C．摆锤摆动过程中机械能守恒 D．摆动中，摆锤松动后下移会使摆锤摆动变慢 【答案】B 【详解】A．摆锤在最高点有竖直向下的加速度，处于失重状态，A错误； B．摆锤在最低点时即将向上摆动，有向上的加速度，处于超重状态，B正确； C．摆锤按照单摆的运动规律摆动，在最低点速度为0，动能最小，重力势能也最小，在最高点，也就是平衡位置速度最大，重力势能也最大，所以机械能不守恒，C错误； D．摆动中，摆锤松动后下移，摆长会变小，类比单摆周期公式 可知，摆长变短，周期变小，摆动变快，D错误。 故选B。 21．(2025·南充二模)phyphox是一款可以让手机充当一个真实物理实验工具的手机软件，中文名为手机实验工坊。某同学打开手机中phyphox的加速度传感器，用手掌托着手机把手机竖直向上抛出，又迅速在抛出点接住手机，得到手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示（以竖直向上为正方向），则（　　） A．时刻手机离开手掌 B．手机先超重后失重 C．手机的机械能一直增大 D．手掌对手机的支持力始终大于手机对手掌的压力 【答案】C 【详解】A．由题图可知，时间内手机没有离开手掌，速度向上，加速度向上，手机一直在向上加速，A错误； B．时间内加速度向上，手机一直处在超重状态，B错误； C．时间内，手机的加速度先向上再向下，时刻手机加速度刚好向下增大到等于重力加速度，所以手即将脱离手机，故时间内，手对手机的支持力一直做正功，手机机械能一直增大，C正确； D．手掌对手机的支持力和手机对手掌的压力是一对相互作用力，大小始终相等，D错误。 故选C。 22．(2025·资阳二模)2024年10月11日，实践十九号卫星在东风着陆场成功着陆，实践十九号卫星是我国首颗可重复使用的返回式技术试验卫星。实践十九号卫星返回至离地面十几公里时打开主伞卫星快速减速，卫星速度大大减小，在减速过程中，下列说法正确的是（　　） A．卫星处于失重状态 B．卫星处于超重状态 C．主伞的拉力不做功 D．重力对卫星做负功 【答案】B 【详解】AB．十九号卫星返回至离地面过程中，做减速运动，加速度向上，故卫星处于超重状态，故A错误，B正确； C．主伞的拉力与卫星运动方向相反，故主伞的拉力对卫星做负功，故C错误； D．重力与卫星运动方向相同，故重力对卫星做正功，故D错误。 故选B。 23．(2025·乐山二模)港珠澳大桥于2003年8月启动前期工作，2009年12月开工建设，筹备和建设前后历时15年，于2018年10月开始营运。在建造过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，关于沉管减速向下沉放过程中，下列描述正确的是（    ） A．沉管处于失重状态 B．沉管所受的合外力为0 C．沉管所受合外力方向向下 D．沉管处于超重状态 【答案】D 【详解】沉管减速向下沉放过程中，加速度向上，合力向上，沉管处于超重状态。 故选D。 牛顿定律的综合应用 24．(2025·攀枝花二模)如图所示，两厚薄均匀、质量分别为m1、m2的滑块P、Q叠放在水平地面上，通过不可伸长的轻绳与固定在左侧墙壁上的轻质定滑轮连接在一起，轻绳绷直时刚好水平。已知滑块P、Q间、Q与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现用水平向右的力F拉滑块Q，力F随时间t的变化关系为，则刚拉动Q时的拉力大小为 （　　） A．2μm2g B．μ（2m1+ m2）g C．μ（3m1+ m2）g D．μ（m1+2m2）g 【答案】C 【详解】Q刚被拉动时，对P受力分析如图所示 根据平衡条件则有 同理对Q受力分析如下图 则 根据牛顿第三定律可知 联立解得 故选C。 25．(2025·达州二模)如图所示，轻杆两端分别固定质量均为的物块A和物块B，物块A，B与水平地面间的动摩擦因数分别为、。现用的水平向左的恒力推物块B，A和B由静止开始运动，1.2s后撤去恒力F。求： (1)撤去恒力F之前，系统加速度的大小。 (2)撤去恒力F瞬间，轻杆对物块A的作用力的大小和方向。 (3)撤去恒力F之后，轻杆对物块B做的功。 【答案】(1) (2)，方向向左 (3) 【详解】（1）对系统进行受力分析，系统受到水平向左的恒力F，物块A受到向右的摩擦力，物块B受到向右的摩擦力。根据牛顿第二定律 将，，，，代入可得 解得 （2）撤去恒力F瞬间，对物块A进行受力分析，物块受到向右的摩擦力 设轻杆对物块的作用力为T，方向向左，根据牛顿第二定律 撤去F后，系统的加速度 联立解得 方向向左。 （3）先求出撤去F时的速度 撤去F后，物块B加速度 物块A速度 设经过时间系统停止运动，以系统为研究对象，，，得 物块B的位移 对物块B根据动能定理 解得 26．(2025·资阳二模)如图所示，某传送带与地面倾角，之间距离，传送带以的速率逆时针转动。质量为，长度的木板上表面与小物块的动摩擦因数。下表面与水平地面间的动摩擦因数，开始时长木板靠近传送带端并处于静止状态。现在传送带上端A无初速地放一个质量为的小物块，它与传送带之间的动摩擦因数为，（假设物块在滑离传送带至木板右端时速率不变，。）求： (1)物块离开点的速度大小； (2)物块在木板上滑过的距离； (3)木板在地面上能滑过的最大距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）小物块速度未达到时，由牛顿第二定律可得 小物块与传送带共速时，下滑的距离 二者共速之后，根据牛顿第二定律可得 由运动学公式，可得 解得 （2）小物块在木板上运动时，由牛顿第二定律可知 同理，分析木板受力，可得 解得 二者共速时 解得 物块在木板上滑过的距离 此后二者共同减速，无相对位移。 （3）物块和木板的共同速度 共速前，对于木板 共同减速的加速度 对于木板 则木板在地面上能滑过的最大距离 27．(2025·泸州二模)某物流公司研发团队，为了更好地提高包裹的分收效率，特对包裹和运输装置进行详细的探究，其情景可以简化为如图甲所示，质量M = 2kg、长度L = 2m的长木板静止在足够长的水平面（可视为光滑）上，左端固定一竖直薄挡板，右端静置一质量m = 1kg的包裹（可视为质点）。现机器人对长木板施加一水平向右的作用力F，F随时间t变化的规律如图乙所示，6s后将力F撤去。已知包裹与挡板发生弹性碰撞且碰撞时间极短，包裹与长木板间动摩擦因数μ = 0.1，重力加速度取g = 10m/s2。从施加作用力F开始计时，求： （1）时，长木板的速度大小； （2）与挡板碰撞后瞬间，包裹的速度大小（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）包裹与长木板发生相对滑动的力的大小为 因为，所以包裹和长木板相对静止共同加速 加速度为 可得到 （2）设4s后包裹与长木板发生相对滑动，则包裹的加速度为 长木板的加速度为 可看出假设成立，包裹与长木板发生相对滑动 设再经时间包裹与挡板发生碰撞，由 解得 则6s时长木板的速度 包裹为 此时两者发生弹性碰撞 可求得 28．(2025·自贡二模)弹射＋滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机在弹射装置作用下使飞机具有一定的初速度，跑道的前一部分是水平的，跑道后一段略微向上翘起。飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小，但能使飞机具有斜向上的速度，有利于飞机的起飞，起飞升力与速度的关系我们可以简化为（升力）L＝kv（），假设某飞机质量为，从静止的航母上滑跃式起飞过程是两段连续的匀加速直线运动，前一段在水平跑道上受到的平均阻力恒为，加速度为，位移为80m，后一段倾斜跑道上的加速度为，路程为100m，飞机恰好能正常起飞，，求 （1）求水平加速时的牵引力； （2）水平跑道到倾斜跑道转折点时的速度； （3）在跑道上加速的总时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）在水平跑道上加速时 得 （2）飞机起飞速度为 设在转折点的速度为，则倾斜轨道加速过程中 得 （3）设在水平轨道上加速时间为，则 得 ，（舍去） 在倾斜轨道上加速时间为 得 （或） 所以 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 共点力平衡与牛顿定律 共点力的平衡 1．(2025·南充二模)如图所示，半径为R的光滑半球面固定在水平面上，半球面内的刚性轻质细杆AC长为L，杆上B点套有小球。系统静止时，半球面对细杆A端的弹力是对C端的弹力的2倍，则BC部分的长度为（　　） A． B． C． D． 2．(2025·四川二模)风力仪中有一根轻质金属丝，悬挂着一个质量为的金属球，当有风水平吹金属球时，金属丝偏离竖直方向角度为30°，重力加速度大小取。则金属球受到风作用力的大小为（　　） A． B． C． D． 3．(2025·成都邛崃二模)如图（a），一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间，并处于静止状态，其中一个视图如图（b）所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍，已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦，则球对横杆的压力大小为（　　） A． B． C． D． 4．(2025·泸州二模)如图，用两根完全相同、不可伸长的轻绳将小沙包（大小可忽略）对称地吊在空中，轻推小沙包，测得其在垂直纸面平面内做简谐运动的周期为（已知在一根竖直绳悬挂下做简谐运动的小物体的周期为，l为绳长，g为重力加速度），已知每根轻绳的长度为L，小沙包的质量为m，则小沙包静止时，每根绳子张力为（    ） A． B． C． D．     5．(2025·广安二模)如图所示，倾角为的斜面体置于粗糙的水平地面上，斜面上有一质量为的滑块，通过轻绳绕过光滑的滑轮与质量为的带正电的小球（可视为质点）相连，滑轮下方有一个光滑的小孔，轻绳与斜面平行。小球在水平面内做圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角也为。斜面体和滑块始终静止，滑块与斜面的动摩擦因数为，小球与小孔之间的绳长为，重力加速度为，下列说法正确的是（    ） A．斜面体所受到地面的摩擦力大小为mg B．若增大小球的转速，绳子对小孔的作用力减小 C．若增大小球的转速，小球能达到的最大转速为 D．若此时在空间加上竖直向下的电场，要使小球的转速不变，则小球到转动中心的距离增大 6．(2025·南充二模)如图所示，圆弧形槽固定在地面上，COD为水平直径，在光滑的半球形绝缘内壁有质量分别为mA、mB两带同种电荷的小球，各自带电量为 qA、qB，A、B两小球球心与O 点的连线与竖直方向分别成 37°、53°夹角，处于静止状态，则（　　） A．一定有 mA < mB B．一定有 qA > qB C．若A球电量减小，A球会降低，B球会升高 D．若用外力将小球A缓慢移动到球心O点的正下方，A、B系统的电势能将增大 7．(2025·绵阳普明中学二模)如图所示，、两个物体质量分别为和，与间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为。现用力拉着物体向右运动，保持静止，则关于地面对物体的摩擦力大小和方向，下列说法正确的是（　　） A．，方向水平向左 B．，方向水平向左 C．，方向水平向左 D．，方向水平向右 8．(2025·宜宾二模)如图，质量为M、半径为R的半球形物体A放在粗糙水平地面上，通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，重力加速度为g。则（　　） A．A对地面的摩擦力方向向左 B．B对A的压力大小为 C．细线对小球的拉力大小为 D．若剪断绳子（A不动），则此瞬时球B加速度大小为 动态平衡问题 9．(2025·广安二模)某智能机械臂应用模型如图所示，机械臂通过不可伸长的吊索和可以伸缩的液压杆吊起重物，其中A点通过铰链与竖直墙面连接。现缓慢调整液压杆，使吊索逐渐趋近水平，在此过程中（　　） A．的支持力逐渐增大，的拉力大小不变 B．的支持力先减小后增大，的拉力大小不变 C．的支持力逐渐增大，的拉力逐渐减小 D．的支持力大小不变，的拉力逐渐减小 10．(2025·德阳二模)如图所示，将半径为R的半圆柱体A放置于粗糙水平面上，另一半径也为R的球B置于半圆柱上，下端用挡板MN托住，其中挡板MN的延长线过A横截面的圆心，且与水平面夹角为，以O点为轴逆时针转动挡板MN，从0°缓缓增大到60°的过程中，A始终未动。已知B的质量为m，不计A、B之间的摩擦力，重力加速度g取，则（　　） A．时，半圆柱体A对球B的支持力大小为 B．时，挡板MN对球B的支持力大小为 C．半圆柱体A对地面的摩擦力一直增大 D．半圆柱体A对地面的摩擦力先增大后减小 11．(2025·自贡二模)如图甲是工人在高层安装空调时吊运室外机的场景，简化图如图乙所示。一名工人在高处控制绳子，另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子。在吊运的过程中，地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳，室外机缓慢竖直上升，绳子与竖直方向的夹角近似不变，绳子质量忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．绳子上的拉力不断变大 B．绳子上的拉力先变小后变大 C．地面对工人的支持力不断变大 D．绳子对室外机的拉力的合力不断变大 12．(2025·乐山二模)如图所示，有一小球被轻绳拴住悬挂在天花板上并放置在斜面上，已知轻绳与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为37°，所有接触面都是光滑的，在斜面上施加一水平外力，使整个装置开始处于静止状态。现水平向左缓慢移动斜面，直至轻绳到达竖直位置，该过程中小球一直在斜面上，小球视为质点。下列说法正确的是（　　） A．斜面开始静止时，轻绳对小球的拉力大小等于斜面对小球的支持力大小 B．斜面缓慢移动过程中，斜面对小球的支持力先增大后减小 C．斜面缓慢移动过程中，施加在斜面上的水平外力先向左后向右 D．斜面缓慢移动过程中，斜面对水平面的压力一直减小 13．(2025·遂宁二模)如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d，以下说法正确的是（　　） A．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑 B．减小檩条的倾斜角度时，瓦片与檩条间的弹力变小 C．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力变大 D．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变小 牛顿第二定律 14．(2025·达州二模)如图所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为0.3kg的物块从弹簧上端某高度处自由下落，当弹簧的压缩量为0.1m时物块达到最大速度，此后物块继续向下运动到达最低点。在以上整个运动过程中，弹簧始终在弹性限度内，物块和弹簧接触瞬间机械能损失不计，不计空气阻力，取，下列说法正确的是（　　） A．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，物块的加速度先增大后减小 B．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，物块的机械能先增大后减小 C．该弹簧的劲度系数为20.0N/m D．弹簧压缩量为0.2m时，物块的加速度大小为 15．(2025·成都邛崃二模)如图所示，竖直挡板固定在水平台面左端，水平轻质弹簧左端固定在挡板上，现缓慢向左推动滑块压缩弹簧。时刻，将滑块由静止释放，时刻滑块与弹簧脱离。已知台面足够长且与滑块之间的动摩擦因数恒定，弹簧处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A．时间内滑块做匀加速直线运动 B．时间内滑块的加速度不断减小 C．时间内滑块的速度先增大后减小 D．滑块脱离弹簧后至停止前，相同时间内动能的减少量相等 16．(2025·遂宁二模)如图甲所示，在平直公路上做匀速直线运动的小车内固定有一竖直弹性杆，杆的顶端固定有一小球。当小车突然开始减速制动时，弹性杆向前弯曲（如图乙），下列对乙图中的小球进行受力分析最合理的一项是（　　） A． B． C． D． 17．(2025·攀枝花二模)如图所示，质量为m的滑块Q与质量为2m的滑块P置于水平地面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。用水平向右的拉力F拉滑块P，使两滑块均做匀速直线运动。某时刻突然撤去该拉力F，则下列说法正确的是（　　） A．拉力F的大小为 B．撤去拉力F前，弹簧弹力大小为 C．撤去拉力F瞬间，滑块Q的加速度大小为 D．撤去拉力F瞬间，滑块P的加速度大小为 18．(2025·宜宾二模)如图，质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（    ） A．g， B．2g， C．2g， D．g， 超重与失重 19．(2025·广安二模)在奥运会滑板街式比赛中，某选手（视为质点）从U型池边缘以初速度斜向上腾空，初速度方向与水平方向夹角为。若忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．选手在上升过程处于超重状态，下降过程处于失重状态 B．选手在上升和下降阶段经过同一高度时速度相同 C．选手在最高点时的速度为零 D．选手回到与U型池边缘等高处的时间为 20．(2025·德阳二模)如图所示为机械节拍器。机械节拍器内部有一个发条驱动，来带动外部的摆杆，摆杆上有一个可移动的摆锤，调节好摆锤的位置，拨动摆杆，摆锤就会在竖直平面内按照单摆运动规律左右来回摆动。则下列说法正确的是（　　） A．摆锤在最高点时处于超重状态 B．摆锤在最低点时处于超重状态 C．摆锤摆动过程中机械能守恒 D．摆动中，摆锤松动后下移会使摆锤摆动变慢 21．(2025·南充二模)phyphox是一款可以让手机充当一个真实物理实验工具的手机软件，中文名为手机实验工坊。某同学打开手机中phyphox的加速度传感器，用手掌托着手机把手机竖直向上抛出，又迅速在抛出点接住手机，得到手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示（以竖直向上为正方向），则（　　） A．时刻手机离开手掌 B．手机先超重后失重 C．手机的机械能一直增大 D．手掌对手机的支持力始终大于手机对手掌的压力 22．(2025·资阳二模)2024年10月11日，实践十九号卫星在东风着陆场成功着陆，实践十九号卫星是我国首颗可重复使用的返回式技术试验卫星。实践十九号卫星返回至离地面十几公里时打开主伞卫星快速减速，卫星速度大大减小，在减速过程中，下列说法正确的是（　　） A．卫星处于失重状态 B．卫星处于超重状态 C．主伞的拉力不做功 D．重力对卫星做负功 23．(2025·乐山二模)港珠澳大桥于2003年8月启动前期工作，2009年12月开工建设，筹备和建设前后历时15年，于2018年10月开始营运。在建造过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，关于沉管减速向下沉放过程中，下列描述正确的是（    ） A．沉管处于失重状态 B．沉管所受的合外力为0 C．沉管所受合外力方向向下 D．沉管处于超重状态 牛顿定律的综合应用 24．(2025·攀枝花二模)如图所示，两厚薄均匀、质量分别为m1、m2的滑块P、Q叠放在水平地面上，通过不可伸长的轻绳与固定在左侧墙壁上的轻质定滑轮连接在一起，轻绳绷直时刚好水平。已知滑块P、Q间、Q与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现用水平向右的力F拉滑块Q，力F随时间t的变化关系为，则刚拉动Q时的拉力大小为 （　　） A．2μm2g B．μ（2m1+ m2）g C．μ（3m1+ m2）g D．μ（m1+2m2）g 25．(2025·达州二模)如图所示，轻杆两端分别固定质量均为的物块A和物块B，物块A，B与水平地面间的动摩擦因数分别为、。现用的水平向左的恒力推物块B，A和B由静止开始运动，1.2s后撤去恒力F。求： (1)撤去恒力F之前，系统加速度的大小。 (2)撤去恒力F瞬间，轻杆对物块A的作用力的大小和方向。 (3)撤去恒力F之后，轻杆对物块B做的功。 26．(2025·资阳二模)如图所示，某传送带与地面倾角，之间距离，传送带以的速率逆时针转动。质量为，长度的木板上表面与小物块的动摩擦因数。下表面与水平地面间的动摩擦因数，开始时长木板靠近传送带端并处于静止状态。现在传送带上端A无初速地放一个质量为的小物块，它与传送带之间的动摩擦因数为，（假设物块在滑离传送带至木板右端时速率不变，。）求： (1)物块离开点的速度大小； (2)物块在木板上滑过的距离； (3)木板在地面上能滑过的最大距离。 27．(2025·泸州二模)某物流公司研发团队，为了更好地提高包裹的分收效率，特对包裹和运输装置进行详细的探究，其情景可以简化为如图甲所示，质量M = 2kg、长度L = 2m的长木板静止在足够长的水平面（可视为光滑）上，左端固定一竖直薄挡板，右端静置一质量m = 1kg的包裹（可视为质点）。现机器人对长木板施加一水平向右的作用力F，F随时间t变化的规律如图乙所示，6s后将力F撤去。已知包裹与挡板发生弹性碰撞且碰撞时间极短，包裹与长木板间动摩擦因数μ = 0.1，重力加速度取g = 10m/s2。从施加作用力F开始计时，求： （1）时，长木板的速度大小； （2）与挡板碰撞后瞬间，包裹的速度大小（结果保留两位有效数字）。 28．(2025·自贡二模)弹射＋滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机在弹射装置作用下使飞机具有一定的初速度，跑道的前一部分是水平的，跑道后一段略微向上翘起。飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小，但能使飞机具有斜向上的速度，有利于飞机的起飞，起飞升力与速度的关系我们可以简化为（升力）L＝kv（），假设某飞机质量为，从静止的航母上滑跃式起飞过程是两段连续的匀加速直线运动，前一段在水平跑道上受到的平均阻力恒为，加速度为，位移为80m，后一段倾斜跑道上的加速度为，路程为100m，飞机恰好能正常起飞，，求 （1）求水平加速时的牵引力； （2）水平跑道到倾斜跑道转折点时的速度； （3）在跑道上加速的总时间。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$