内容正文:
第9讲 牛顿第三定律 共点力的平衡
真题演练
1.(2025·北京·高考真题)如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
2.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)如图,质量为m的均匀钢管,一端支在粗糙水平地面上,另一端被竖直绳悬挂,处于静止状态,钢管与水平地面之间的动摩擦因数为、夹角为,重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为( )
A. B. C. D.0
3.(2025·福建·高考真题)山崖上有一个风动石,无风时地面对风动石的作用力是F1,当受到一个水平风力时,风动石依然静止,地面对风动石的作用力是F2,以下正确的是( )
A.F2大于F1
B.F1大于F2
C.F1等于F2
D.大小关系与风力大小有关
4.(2025·浙江·高考真题)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度,下列说法正确的是( )
A.双臂夹角越大受力越小
B.杠铃对每只手臂作用力大小为
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
5.(2024·贵州·高考真题)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.
6.(2024·浙江·高考真题)如图所示,不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球,两端A、B悬挂在倾角为 的固定斜杆上,间距为1.5m。小球平衡时,A端细线与杆垂直;当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时,等效于悬挂点位于小球重垂线与AB交点的单摆,重力加速度,则( )
A.摆角变小,周期变大
B.小球摆动周期约为2s
C.小球平衡时,A端拉力为N
D.小球平衡时,A端拉力小于B端拉力
7.(2024·河北·高考真题)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为,挡板与斜面夹角为.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为取,挡板对球体支持力的大小为( )
A. B. C. D.
8.(2024·福建·高考真题)我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明。图(a)为《天工开物》中描绘的利用耕牛整理田地的场景,简化的物理模型如图(b)所示,人站立的农具视为与水平地面平行的木板,两条绳子相互平行且垂直于木板边缘。已知绳子与水平地面夹角为,,。当每条绳子拉力的大小为时,人与木板沿直线匀速前进,在内前进了,求此过程中
(1)地面对木板的阻力大小;
(2)两条绳子拉力所做的总功;
(3)两条绳子拉力的总功率。
模拟冲关
1.(2025·浙江·模拟预测)春节期间,小红在逛公园的过程中看到公园里挂着红红灯笼,洋溢着浓浓的年味。若三个串接的灯笼悬挂在轻绳上,呈竖直排列,从上到下依次标为1,2,3,下列说法正确的是( )
A.三个灯笼可能受到水平风力的作用
B.灯笼2受到其上、其下两个灯笼对其的拉力是一对作用力和反作用力
C.灯笼3受到的重力与灯笼2对其的拉力是一对平衡力
D.若灯笼1上面的轻绳突然断裂瞬间,灯笼2加速度仍为零
2.(24-25高一下·浙江·期中)如图所示,一皮球用轻绳悬挂于竖直墙壁的挂钩上,球与墙壁的接触点为,忽略皮球与墙壁之间的静摩擦力,下列说法正确的是( )
A.轻绳越长,轻绳的拉力越大
B.轻绳的拉力小于皮球的重力
C.墙壁对球的弹力可能大于皮球的重力
D.墙壁对球的弹力和球对墙壁压力是一对平衡力
3.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末)2024年10月27日,在WTA500东京站女单决赛中,头号种子、中国球员郑钦文以2-0战胜前澳网冠军肯宁,夺得冠军。比赛中,运动员用球拍击球瞬间,网球被挤压变形,下列说法正确的是( )
A.此时的网球没有惯性
B.网球被击出后,网球的惯性会随速度变化而变化
C.运动员用球拍击球时,运动员对球拍的力的大小等于球拍对运动员的力的大小
D.运动员用球拍击球的弹力与球对球拍的弹力是一对平衡力
4.(24-25高一上·广东深圳·期末)为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示。当此车减速上坡时,则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)( )
A.受到的支持力比他对座椅的压力小 B.不受摩擦力的作用
C.受到沿水平向左的摩擦力 D.所受合力竖直向上
5.(2025·湖南娄底·模拟预测)一位参观者用手推水平地面上的汽车但未推动,下列说法正确的是( )
A.人对汽车的推力和汽车对人的力是一对平衡力
B.汽车受到的重力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力
C.人对汽车的推力和地面对汽车的摩擦力是一对平衡力
D.地面对汽车的支持力和汽车对地面的压力是一对平衡力
6.(24-25高一上·江西宜春·期末)如图为甲、乙两人打夯简化示意图,目的是把松散的地面夯实。已知夯体重量为G,绳子质量不计,则下列说法正确的是( )
A.若夯体在加速上升,甲对地面的压力大小大于地面对甲的支持力大小
B.若夯体在加速上升,甲对地面的摩擦力大小等于地面对甲的摩擦力大小
C.若夯体在空中静止不动,乙对绳子的拉力大小等于G
D.若夯体在空中静止不动,乙对绳子的拉力大小大于G
7.(24-25高二下·浙江温州·期中)杭州第19届亚运会的赛艇项目女子轻量级双人双桨决赛中,中国选手邹佳琪和邱秀萍以7分06秒78的成绩斩获本届亚运会首金,则下列说法正确的是( )
A.研究运动员的划桨技术,可以将运动员视为质点
B.赛艇在加速前进时其惯性增大
C.赛艇能加速前进是由于水推桨的力大于桨推水的力
D.“7分06秒78”是指夺金的时间间隔
8.(24-25高一下·浙江杭州·期中)课间小明同学用手托住书本一起斜向左上方移动,如图所示。移动过程中手与书本始终保持相对静止。若书本的质量为,手掌与书本之间动摩擦因数为,重力加速度为,不计空气阻力。则下列说法中正确的是( )
A.若做匀速直线运动,则手对书本有水平向左的静摩擦力
B.若做匀速直线运动,则手对书本的作用力大于书本的重力
C.若做匀加速直线运动,则手对书本的作用力大于书本的重力
D.若做匀加速直线运动,则手对书本的作用力大于书本对手的作用力
9.(2025届辽宁省名校联盟高三下学期模拟(押题卷)物理试题(三))如图所示,一质量为m的集装箱被吊在空中处于静止状态,集装箱AB宽8米,BC长20米,钢索AO、BO、CO、DO的长度均为14米。已知钢索的质量远小于集装箱的质量,重力加速度为g,则每根钢索的拉力大小为( )
A. B. C. D.
10.(2025·浙江·三模)如图所示,物块A与B用跨过滑轮的轻绳相连,稳定后,轻绳 OP与水平方向夹角为,OA和OB与OP的延长线的夹角分别为和。已知,地面对物块B的弹力为NB=80N,不计滑轮的重力及轻绳和滑轮之间的摩擦,下列说法正确的是( )
A. B.物体A的重力40N
C.OP绳子的拉力为 D.地面对物体B的摩擦力为20N
11.(2025高三·全国·专题练习)某登山营地在两座不等高的悬崖边缘设置了紧急救援滑索。滑索由质量为m的强化绳索制成,两端分别固定在高度不同的竖直支架上。安装时,左端绳索与支架的切线夹角为α,右端切线夹角为β。为确保受困人员滑降时的安全性,需计算滑索最低点(弧底)的张力大小。已知重力加速度为g,求该张力表达式( )
A. B.
C. D.
12.(2025高一·全国·专题练习)如图所示,吊环运动员处于静止平衡状态,若运动员重力为G,不计吊环和绳索的重力,则每一根绳索上的拉力的大小是( )
A.等于G B.等于 C.小于 D.大于
13.(2025高一·全国·专题练习)如图,斜面上放着一个质量为m的物体,它恰能在斜面上匀速下滑。若物体的质量增加(物体与斜面间的动摩擦因数不变),下列说法中正确的是( )
A.物体不能再下滑 B.物体仍能匀速下滑
C.物m将加速下滑 D.物体所受摩擦力、支持力都不变
14.(2025高一·全国·专题练习)如图所示,人重为,木板重为,人与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2,绳与滑轮的质量及它们之间的摩擦不计。现在人用水平拉力拉绳,使他与木板一起向右匀速运动,则下列说法中正确的是( )
A.人拉绳的力是
B.人拉绳的力是
C.地面给木板的摩擦力方向水平向右
D.人的脚给木板的摩擦力方向水平向左
15.(25-26高一上·全国·课后作业)如图所示,a、b和c三个物块叠放在水平面上,水平力分别作用于物块b、c上,,,a、b和c均保持静止.以分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力大小,则( )
A. B.
C. D.
16.(2025高一·全国·专题练习)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示,质量均为m,相互接触,球与地面间的动摩擦因数均为,则下列说法正确的是( )
A.上方球与下方三个球间均没有弹力 B.下方三个球与水平地面间均有摩擦力
C.水平地面对下方三个球的支持力均为 D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为
17.(2025高一·全国·专题练习)如图所示,重力为G的小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使轻绳保持偏离竖直方向60°角且保持不变,当F与竖直方向的夹角为时F最小,则、F的值分别为( )
A. B. C. D.
18.(2025·广东清远·二模)我国火星探测器“天问一号”在成功着陆前经历了几个减速阶段。打开反冲发动机,探测器进入减速下降阶段,其着陆情景如图所示,以下关于“天问一号”该阶段的说法正确的是( )
A.由于探测器在不断下落,所以探测器处于失重状态
B.因探测器下降速度在不断减小,所以探测器惯性在变小
C.“燃气”对反冲发动机的作用力等于反冲发动机对“燃气”的作用力
D.观察下落快慢时探测器可视为质点,观察着地姿势时则不可视为质点
19.(2025·河南·模拟预测)自行车是短途通行中较为灵活、方便的交通工具,一般为后轮驱动、前轮从动,在平直公路上骑行时,忽略空气阻力,车轮与地面不打滑,下列说法正确的是( )
A.加速骑行时,地面对前轮的摩擦力小于地面对后轮的摩擦力
B.匀速骑行时,人对自行车的作用力与地面对自行车的摩擦力是一对平衡力
C.减速骑行时,地面对自行车的摩擦力做负功
D.匀速骑行时,车轮上的泥土在最高点受到的附着力小于在最低点受到的附着力
20.(2026高三·全国·专题练习)一光滑的轻滑轮用细绳OA悬挂于O点,站在地面上的人用轻绳跨过滑轮拉住沙漏斗,在沙子缓慢漏出的过程中,人握住轻绳保持不动,则在这一过程中( )
A.细绳OA的张力保持不变
B.细绳OA的张力逐渐增大
C.人对地面的压力逐渐增大
D.人对地面的摩擦力逐渐减小
21.(24-25高一下·辽宁·期中)乘坐高铁的旅客进站时可以通过刷身份证来完成检票。由于身份证较小,容易遗落,为了防止旅客忘记身份证,车站一般将识别感应区设计为斜面。如图所示,身份证静止在倾斜的感应区表面。若感应区表面的倾角减小,则下列说法正确的是( )
A.身份证受到的摩擦力减小
B.身份证受到的支持力减小
C.身份证受到的合力减小
D.身份证受到的摩擦力和支持力的合力方向不变
22.(2025高一·上海·专题练习)在杂技表演中,A、B、C、D四人造型如图所示,B演员两臂与竖直方向夹角均为30°,A演员两臂水平。已知C、D两演员的质量均为m,当地重力加速度为g。求:
(1)B演员手臂的拉力大小;
(2)A演员手臂的推力大小?
23.(2025高三·全国·专题练习)用两根细线a、b和一根轻弹簧c将质量均为m的两个小球1和2连接并悬挂,如图所示。两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,弹簧c水平。重力加速度大小为g,求:
(1)细线a与弹簧c分别对小球1和2的拉力大小;
(2)细线b对小球2的拉力大小。
24.(2025高一·全国·专题练习)如图所示,细线BO和AO悬吊着一盏重的电灯,BO与天花板的夹角为,AO与墙壁的夹角为,求两细线中的拉力。
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第9讲 牛顿第三定律 共点力的平衡
真题演练
1.(2025·北京·高考真题)如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【详解】根据题意,对A受力分析可知,受重力、B的支持力,由于A静止,则A还受B沿斜面向上的静摩擦力,对B受力分析可知,受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,则受沿斜面向上的摩擦力,即B受6个力作用。
故选C。
2.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)如图,质量为m的均匀钢管,一端支在粗糙水平地面上,另一端被竖直绳悬挂,处于静止状态,钢管与水平地面之间的动摩擦因数为、夹角为,重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为( )
A. B. C. D.0
【答案】D
【详解】对钢管受力分析,如图所示
若钢管受到地面的摩擦力,则钢管水平方向受力不平衡,钢管不可能处于静止状态,故地面对钢管左端的摩擦力大小为零。ABC错误,D正确。
故选D。
3.(2025·福建·高考真题)山崖上有一个风动石,无风时地面对风动石的作用力是F1,当受到一个水平风力时,风动石依然静止,地面对风动石的作用力是F2,以下正确的是( )
A.F2大于F1
B.F1大于F2
C.F1等于F2
D.大小关系与风力大小有关
【答案】A
【详解】无风时,地面对风动石的作用力方向竖直向上,与重力平衡,大小为
当受到一个水平风力时,地面对风动石的作用力与竖直向下的重力及水平方向的风力F,三力平衡
根据平衡条件可知,地面对风动石的作用力大小为,故F2大于F1。
故选A。
4.(2025·浙江·高考真题)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度,下列说法正确的是( )
A.双臂夹角越大受力越小
B.杠铃对每只手臂作用力大小为
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
【答案】D
【详解】AB.杠铃的重力为
手臂与水平的杠铃之间有夹角,假设手臂与竖直方向夹角为,根据平衡条件可知
可知,双臂夹角越大,F越大;结合,解得杠铃对手臂的作用力
AB错误;
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力,C错误;
D.加速举起杠铃,人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上,系统处于超重状态,因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力,D正确。
故选D。
5.(2024·贵州·高考真题)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。
6.(2024·浙江·高考真题)如图所示,不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球,两端A、B悬挂在倾角为 的固定斜杆上,间距为1.5m。小球平衡时,A端细线与杆垂直;当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时,等效于悬挂点位于小球重垂线与AB交点的单摆,重力加速度,则( )
A.摆角变小,周期变大
B.小球摆动周期约为2s
C.小球平衡时,A端拉力为N
D.小球平衡时,A端拉力小于B端拉力
【答案】B
【详解】A.根据单摆的周期公式可知周期与摆角无关,故A错误;
CD.同一根绳中,A端拉力等于B端拉力,平衡时对小球受力分析如图
可得
解得
故CD错误;
B.根据几何知识可知摆长为
故周期为
故B正确。
故选B。
7.(2024·河北·高考真题)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为,挡板与斜面夹角为.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为取,挡板对球体支持力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】对小球受力分析如图所示
由几何关系易得力与力与竖直方向的夹角均为,因此由正交分解方程可得
,
解得
故选A。
8.(2024·福建·高考真题)我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明。图(a)为《天工开物》中描绘的利用耕牛整理田地的场景,简化的物理模型如图(b)所示,人站立的农具视为与水平地面平行的木板,两条绳子相互平行且垂直于木板边缘。已知绳子与水平地面夹角为,,。当每条绳子拉力的大小为时,人与木板沿直线匀速前进,在内前进了,求此过程中
(1)地面对木板的阻力大小;
(2)两条绳子拉力所做的总功;
(3)两条绳子拉力的总功率。
【答案】(1)450N
(2)9.0×103J
(3)600W
【详解】(1)由于木板匀速运动则有
解得
(2)根据功的定义式有
解得
(3)根据功率的定义,有
模拟冲关
1.(2025·浙江·模拟预测)春节期间,小红在逛公园的过程中看到公园里挂着红红灯笼,洋溢着浓浓的年味。若三个串接的灯笼悬挂在轻绳上,呈竖直排列,从上到下依次标为1,2,3,下列说法正确的是( )
A.三个灯笼可能受到水平风力的作用
B.灯笼2受到其上、其下两个灯笼对其的拉力是一对作用力和反作用力
C.灯笼3受到的重力与灯笼2对其的拉力是一对平衡力
D.若灯笼1上面的轻绳突然断裂瞬间,灯笼2加速度仍为零
【答案】C
【详解】A.对三个灯笼进行受力分析可知,除重力外,因为三个灯笼呈竖直排列,所以彼此间的拉力都是竖直方向,若三个灯笼还受水平风力的作用,将不能受力平衡,所以不可能受到水平风力的作用,故A错误;
B.作用力和反作用力是一对大小相等,方向相反,作用在两个物体上的力,灯笼2受到其上、其下两个灯笼对其的拉力,受力物体都是灯笼2,所以它们不是一对作用力和反作用力,故B错误;
C.灯笼3受到重力和灯笼2对其的拉力处于平衡状态,所以它们是一对平衡力,故C正确。
D.若灯笼1上面的轻绳突然断裂,三个灯笼均做自由落体运动,加速度都为重力加速度g,所以灯笼1上面的轻绳突然断裂瞬间,灯笼2加速度不为零,故D错误。
故选C。
2.(24-25高一下·浙江·期中)如图所示,一皮球用轻绳悬挂于竖直墙壁的挂钩上,球与墙壁的接触点为,忽略皮球与墙壁之间的静摩擦力,下列说法正确的是( )
A.轻绳越长,轻绳的拉力越大
B.轻绳的拉力小于皮球的重力
C.墙壁对球的弹力可能大于皮球的重力
D.墙壁对球的弹力和球对墙壁压力是一对平衡力
【答案】C
【详解】ABC.设AC与竖直方向夹角为θ,可得,
则轻绳越长,则θ越小,轻绳的拉力T越小;轻绳的拉力T大于皮球的重力mg;当θ>45°时墙壁对球的弹力N大于皮球的重力mg,选项AB错误,C正确。
D.墙壁对球的弹力和球对墙壁压力是一对相互作用力,选项D错误。
故选C。
3.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末)2024年10月27日,在WTA500东京站女单决赛中,头号种子、中国球员郑钦文以2-0战胜前澳网冠军肯宁,夺得冠军。比赛中,运动员用球拍击球瞬间,网球被挤压变形,下列说法正确的是( )
A.此时的网球没有惯性
B.网球被击出后,网球的惯性会随速度变化而变化
C.运动员用球拍击球时,运动员对球拍的力的大小等于球拍对运动员的力的大小
D.运动员用球拍击球的弹力与球对球拍的弹力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.网球具有质量,即有惯性,故A错误;
B.惯性只和质量有关,与速度无关,B错误;
C.运动员对球拍的力的大小和球拍对运动员的力是作用力与反作用力,等大反向,C正确;
D.运动员用球拍击球的弹力与球对球拍的弹力是一对作用力与反作用力,故D错误。
故选C。
4.(24-25高一上·广东深圳·期末)为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示。当此车减速上坡时,则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)( )
A.受到的支持力比他对座椅的压力小 B.不受摩擦力的作用
C.受到沿水平向左的摩擦力 D.所受合力竖直向上
【答案】C
【详解】A.乘客受到的支持力与他对座椅的压力是作用力与反作用力,两者大小相等,故A错误;
B C.当减速上坡时,乘客加速度沿斜面向下,乘客有水平向左的分加速度,而静摩擦力必沿水平方向,所以受到水平向左的摩擦力作用,如图所示
故B错误,C正确;
D.当车减速上坡时,加速度方向沿斜坡向下,人的加速度与车的加速度相同,根据牛顿第二定律知人的合力方向沿斜面向下,故D错误。
故选C。
5.(2025·湖南娄底·模拟预测)一位参观者用手推水平地面上的汽车但未推动,下列说法正确的是( )
A.人对汽车的推力和汽车对人的力是一对平衡力
B.汽车受到的重力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力
C.人对汽车的推力和地面对汽车的摩擦力是一对平衡力
D.地面对汽车的支持力和汽车对地面的压力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.人对汽车的推力和汽车对人的力,这两个力分别作用在汽车和人这两个不同物体上 ,根据相互作用力的定义,它们是一对相互作用力,而非平衡力(平衡力是作用在同一物体上的),故A错误;
B.汽车受到的重力方向竖直向下,地面对汽车的支持力方向竖直向上,这两个力都作用在汽车上,且汽车在竖直方向静止,满足平衡力 “同体、等大、反向、共线” 的条件,是一对平衡力,并非相互作用力(相互作用力是作用在两个物体上) ,故B错误;
C.人对汽车有推力,汽车未被推动处于静止状态,在水平方向上受到平衡力作用,此时地面对汽车有摩擦力,推力和摩擦力都作用在汽车上,方向相反且大小相等,满足平衡力条件,是一对平衡力 ,故C正确;
D.地面对汽车的支持力作用在汽车上,汽车对地面的压力作用在地面上,这两个力分别作用在两个不同物体上,是一对相互作用力,不是平衡力 ,故D错误。
故选C。
6.(24-25高一上·江西宜春·期末)如图为甲、乙两人打夯简化示意图,目的是把松散的地面夯实。已知夯体重量为G,绳子质量不计,则下列说法正确的是( )
A.若夯体在加速上升,甲对地面的压力大小大于地面对甲的支持力大小
B.若夯体在加速上升,甲对地面的摩擦力大小等于地面对甲的摩擦力大小
C.若夯体在空中静止不动,乙对绳子的拉力大小等于G
D.若夯体在空中静止不动,乙对绳子的拉力大小大于G
【答案】B
【详解】A.人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力,大小相等,与夯体的运动无关,故A错误;
B.人对地面的摩擦力与地面对人的摩擦力是一对相互作用力,大小相等,与夯体的运动无关,故B正确;
CD.由于不知道绳子与地面的夹角,无法判断乙对绳子的拉力大小,故CD错误。
故选B。
7.(24-25高二下·浙江温州·期中)杭州第19届亚运会的赛艇项目女子轻量级双人双桨决赛中,中国选手邹佳琪和邱秀萍以7分06秒78的成绩斩获本届亚运会首金,则下列说法正确的是( )
A.研究运动员的划桨技术,可以将运动员视为质点
B.赛艇在加速前进时其惯性增大
C.赛艇能加速前进是由于水推桨的力大于桨推水的力
D.“7分06秒78”是指夺金的时间间隔
【答案】D
【详解】A.研究比赛中运动员的划桨技术技巧时,运动员的大小和形状不能忽略,运动员不能被看作质点,故A错误;
B.惯性只与质量有关,与运动状态无关,故赛艇在加速前进时其惯性不变,故B错误;
C.水推桨的力与桨推水的力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,作用在不同的物体上,故C错误;
D.时间间隔是在时间轴上对应的一段时间,时刻是时间轴上对应的一个点,故“7分06秒78”是指夺金的时间间隔,故D正确。
故选D。
8.(24-25高一下·浙江杭州·期中)课间小明同学用手托住书本一起斜向左上方移动,如图所示。移动过程中手与书本始终保持相对静止。若书本的质量为,手掌与书本之间动摩擦因数为,重力加速度为,不计空气阻力。则下列说法中正确的是( )
A.若做匀速直线运动,则手对书本有水平向左的静摩擦力
B.若做匀速直线运动,则手对书本的作用力大于书本的重力
C.若做匀加速直线运动,则手对书本的作用力大于书本的重力
D.若做匀加速直线运动,则手对书本的作用力大于书本对手的作用力
【答案】C
【详解】A.在匀速直线运动的情况下,书本受到的合外力为零,手对书本没有静摩擦力,故A错误;
B.若做匀速直线运动,则手对书本的作用力等于书本的重力,故B错误;
C.当书本做匀加速直线运动时,手对书本的作用力竖直方向的分力等于重力,水平方向的分力提供加速度,根据力的分解可知,手对书本的作用力大于书本的重力,故C正确;
D.根据牛顿第三定律,手对书本的作用力与书本对手的作用力大小相等,方向相反,与物体运动状态无关,故D错误。
故选C。
9.(2025届辽宁省名校联盟高三下学期模拟(押题卷)物理试题(三))如图所示,一质量为m的集装箱被吊在空中处于静止状态,集装箱AB宽8米,BC长20米,钢索AO、BO、CO、DO的长度均为14米。已知钢索的质量远小于集装箱的质量,重力加速度为g,则每根钢索的拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】每根钢索与竖直方向夹角为θ,则
根据平衡条件得
解得
故选B。
10.(2025·浙江·三模)如图所示,物块A与B用跨过滑轮的轻绳相连,稳定后,轻绳 OP与水平方向夹角为,OA和OB与OP的延长线的夹角分别为和。已知,地面对物块B的弹力为NB=80N,不计滑轮的重力及轻绳和滑轮之间的摩擦,下列说法正确的是( )
A. B.物体A的重力40N
C.OP绳子的拉力为 D.地面对物体B的摩擦力为20N
【答案】B
【详解】A.由于滑轮两边绳子拉力大小相等,且滑轮两边绳子拉力的合力等于轻绳 OP拉力的大小,故OP的方向沿着两根绳子拉力的夹角的角平分线上,故,故A错误;
B D.根据几关系,连接B物体的绳子部分与水平方向夹角为,故对B受力分析有
又
联立解得,
故B正确,D错误。
C.据前分析结合平行四边形法则
故C错误。
故选B。
11.(2025高三·全国·专题练习)某登山营地在两座不等高的悬崖边缘设置了紧急救援滑索。滑索由质量为m的强化绳索制成,两端分别固定在高度不同的竖直支架上。安装时,左端绳索与支架的切线夹角为α,右端切线夹角为β。为确保受困人员滑降时的安全性,需计算滑索最低点(弧底)的张力大小。已知重力加速度为g,求该张力表达式( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】对绳子受力分析如图所示
其中、分别是左右悬点对绳子的拉力大小,设重绳最低点(弧底)的张力大小为F,分析可知其方向为水平方向,对重绳最低点左半部分,由平衡条件有
对重绳最低点右半部分,由平衡条件有
对重绳,由平衡条件有
联立解得
故选B。
12.(2025高一·全国·专题练习)如图所示,吊环运动员处于静止平衡状态,若运动员重力为G,不计吊环和绳索的重力,则每一根绳索上的拉力的大小是( )
A.等于G B.等于 C.小于 D.大于
【答案】D
【详解】设绳索与竖直方向夹角为,每一根绳索上的拉力为
由平衡条件,
故选D。
13.(2025高一·全国·专题练习)如图,斜面上放着一个质量为m的物体,它恰能在斜面上匀速下滑。若物体的质量增加(物体与斜面间的动摩擦因数不变),下列说法中正确的是( )
A.物体不能再下滑 B.物体仍能匀速下滑
C.物m将加速下滑 D.物体所受摩擦力、支持力都不变
【答案】B
【详解】ABC.由题意,设斜面倾角为,物体恰好在斜面上匀速下滑,则有
即物体与斜面间的动摩擦因数满足
物体将沿斜面匀速下滑,显然物体能否匀速下滑与物体的质量无关,故B正确,AC错误;
D.物体所受摩擦力大小为
支持力大小为
若物体的质量增加,二者都变大,故D错误。
故选B。
14.(2025高一·全国·专题练习)如图所示,人重为,木板重为,人与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2,绳与滑轮的质量及它们之间的摩擦不计。现在人用水平拉力拉绳,使他与木板一起向右匀速运动,则下列说法中正确的是( )
A.人拉绳的力是
B.人拉绳的力是
C.地面给木板的摩擦力方向水平向右
D.人的脚给木板的摩擦力方向水平向左
【答案】B
【详解】ABC.以整体为研究对象,整体在水平方向受拉力和摩擦力,由共点力的平衡可知:2F=μ(m+M)g
解得F=100N
地面给木板的摩擦力方向水平向左,故AC错误,B正确;
D.以人为研究对象,人受拉力及摩擦力而处于平衡,拉力向右,则摩擦力向左;而人对木板的摩擦力与木板对人的摩擦力大小相等,方向相反,故人的脚给木板的摩擦力方向水平向右,故D错误;
故选B。
15.(25-26高一上·全国·课后作业)如图所示,a、b和c三个物块叠放在水平面上,水平力分别作用于物块b、c上,,,a、b和c均保持静止.以分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力大小,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】以为研究对象,根据二力平衡可知对的静摩擦力大小,以整体为研究对象,根据二力平衡可知,再以三个物体整体为研究对象,根据二力平衡可知,故B正确.
16.(2025高一·全国·专题练习)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示,质量均为m,相互接触,球与地面间的动摩擦因数均为,则下列说法正确的是( )
A.上方球与下方三个球间均没有弹力 B.下方三个球与水平地面间均有摩擦力
C.水平地面对下方三个球的支持力均为 D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为
【答案】B
【详解】对上方球分析可知,小球受重力和下方球斜向上的支持力而处于平衡状态,所以上方球一定与下方球有弹力的作用,A错误;下方球由于受上方球斜向下的弹力作用,所以下方球有运动的趋势,故下方球受摩擦力作用,B正确;对四个球的整体分析,整体受重力和地面的支持力而处于平衡状态,所以三个小球受支持力大小为4mg,每个小球受支持力为,C错误;三个下方小球受到的是静摩擦力,故不能根据滑动摩擦力公式进行计算,D错误。
17.(2025高一·全国·专题练习)如图所示,重力为G的小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使轻绳保持偏离竖直方向60°角且保持不变,当F与竖直方向的夹角为时F最小,则、F的值分别为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】小球重力不变,位置不变,则绳OA拉力的方向不变,故当拉力F与绳OA垂直时,力F最小,故,,C正确.
18.(2025·广东清远·二模)我国火星探测器“天问一号”在成功着陆前经历了几个减速阶段。打开反冲发动机,探测器进入减速下降阶段,其着陆情景如图所示,以下关于“天问一号”该阶段的说法正确的是( )
A.由于探测器在不断下落,所以探测器处于失重状态
B.因探测器下降速度在不断减小,所以探测器惯性在变小
C.“燃气”对反冲发动机的作用力等于反冲发动机对“燃气”的作用力
D.观察下落快慢时探测器可视为质点,观察着地姿势时则不可视为质点
【答案】CD
【详解】A.探测器减速下降阶段,其加速度向上,探测器处于超重状态,故A错误;
B.惯性只和质量有关,与其运动状态无关,故B错误;
C.由牛顿第三定律可知,反冲发动机对“燃气”的作用力和“燃气”对反冲发动机的作用力大小相等,方向相反,故C错误。
D.观察下落快慢时探测器可视为质点,观察着地姿势时则不可视为质点,故D正确。
故选 CD。
19.(2025·河南·模拟预测)自行车是短途通行中较为灵活、方便的交通工具,一般为后轮驱动、前轮从动,在平直公路上骑行时,忽略空气阻力,车轮与地面不打滑,下列说法正确的是( )
A.加速骑行时,地面对前轮的摩擦力小于地面对后轮的摩擦力
B.匀速骑行时,人对自行车的作用力与地面对自行车的摩擦力是一对平衡力
C.减速骑行时,地面对自行车的摩擦力做负功
D.匀速骑行时,车轮上的泥土在最高点受到的附着力小于在最低点受到的附着力
【答案】AD
【详解】A.骑行时,地面对前轮的静摩擦力向后,对后轮的静摩擦力向前,因为是加速骑行,所以地面对后轮的摩擦力大于地面对前轮的摩擦力,故A正确;
B.匀速骑行时,人对自行车的作用力竖直向下,地面对自行车的摩擦力水平向前,不是一对平衡力,故B错误;
C.减速骑行时,由于地面对自行车的摩擦力均为静摩擦力,且作用点未发生移动,所以地面对自行车的摩擦力不做功,故C错误;
D.匀速骑行时,车轮上的泥土在最高点的附着力,根据牛顿第二定律
在最低点的附着力,根据牛顿第二定律
显然
故D正确。
故选AD。
20.(2026高三·全国·专题练习)一光滑的轻滑轮用细绳OA悬挂于O点,站在地面上的人用轻绳跨过滑轮拉住沙漏斗,在沙子缓慢漏出的过程中,人握住轻绳保持不动,则在这一过程中( )
A.细绳OA的张力保持不变
B.细绳OA的张力逐渐增大
C.人对地面的压力逐渐增大
D.人对地面的摩擦力逐渐减小
【答案】CD
【详解】AB.轻滑轮的重力不计,受三个拉力而平衡,三个拉力的方向均不变,故细绳与竖直方向夹角不变,随着沙子缓慢漏出,拴沙漏斗的绳子的拉力不断减小,所以绳的张力不断减小,故AB错误;
CD.对人受力分析,如图所示
根据平衡条件有,
由于减小,故支持力增大,摩擦力减小,根据牛顿第三定律可知,人对地面的压力增大,摩擦力减小,故CD正确。
故选CD。
21.(24-25高一下·辽宁·期中)乘坐高铁的旅客进站时可以通过刷身份证来完成检票。由于身份证较小,容易遗落,为了防止旅客忘记身份证,车站一般将识别感应区设计为斜面。如图所示,身份证静止在倾斜的感应区表面。若感应区表面的倾角减小,则下列说法正确的是( )
A.身份证受到的摩擦力减小
B.身份证受到的支持力减小
C.身份证受到的合力减小
D.身份证受到的摩擦力和支持力的合力方向不变
【答案】AD
【详解】ABC.身份证静止在倾斜的感应区表面,受重力、支持力和静摩擦力,合力为0,根据平衡条件有
感应区表面的倾角减小,减小,增大,故A正确,BC错误;
D.身份证受力平衡,则摩擦力和支持力的合力与重力等大反向,方向不变,故D正确。
故选 AD。
22.(2025高一·上海·专题练习)在杂技表演中,A、B、C、D四人造型如图所示,B演员两臂与竖直方向夹角均为30°,A演员两臂水平。已知C、D两演员的质量均为m,当地重力加速度为g。求:
(1)B演员手臂的拉力大小;
(2)A演员手臂的推力大小?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)以C演员为研究对象,将其视为质点,其受力如图所示,建立直角坐标系,将FB正交分解。
竖直方向由平衡条件得FBcos 30°=mg
解得FB=mg
(2)水平方向由平衡条件得FBsin 30°=FA
解得FA=mg
23.(2025高三·全国·专题练习)用两根细线a、b和一根轻弹簧c将质量均为m的两个小球1和2连接并悬挂,如图所示。两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,弹簧c水平。重力加速度大小为g,求:
(1)细线a与弹簧c分别对小球1和2的拉力大小;
(2)细线b对小球2的拉力大小。
【答案】(1)Fa=, Fc=
(2)Fb=
【详解】(1) 对小球1与2组成的整体进行分析,由平衡条件可得Facos 30°=2mg
Fasin 30°=Fc
解得Fa=
Fc=
(2) 对小球2进行受力分析,细线b对小球2的拉力大小为Fb
解得Fb=
24.(2025高一·全国·专题练习)如图所示,细线BO和AO悬吊着一盏重的电灯,BO与天花板的夹角为,AO与墙壁的夹角为,求两细线中的拉力。
【答案】
【详解】以O点为坐标原点,建立直角坐标系,根据平衡条件,利用正交分解法可得,
联立求得,
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