第二单元 课时跟踪练8　受力分析　共点力的平衡-【优化指导】2026年物理一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

课时跟踪练8　受力分析　共点力的平衡 基础应用练 1．(2023·浙江1月选考)如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，则 (　　) A．FT＜FN B．FT＝FN C．FT＞G D．FT＝G C　解析：对网兜和足球受力分析如图所示，设轻绳与竖直墙面夹角为θ，由平衡条件得 FT＝＝，FN＝G tan θ，可知FT＞G，FT＞FN，C正确。 2．图甲为家庭常用的燃气灶实物图，灶面上有一个支架。共有五个均匀分布的支撑面，对放在上面的厨具起到支撑作用。现把一个蒸锅放在支架上，并抽象成示意图乙，已知支架的每个支撑面与水平方向成α角。蒸锅和里面的食物总重计为G，则每个支撑面给蒸锅的支持力为(忽略蒸锅和支撑面之间的摩擦力) (　　) A． B． C． D． B　解析：五个支撑面对蒸锅的支持力的合力与蒸锅包括食物的重力相等，设其中一个支撑面对蒸锅的支持力为N，由题意可知其与竖直方向的夹角为α，则Ny＝N cos α；蒸锅在竖直方向上受力平衡，有5Ny＝G，解得N＝，B正确。 3．(多选)如图所示，唐代蒲津浮桥通过两岸的铁牛固定，铁牛底部的铁柱插入地下。设桥索对铁牛的拉力为F1，铁柱对铁牛的作用力为F2，下列说法正确的是 (　　) A．若F1增大，则F2也增大 B．若F1增大，则F2将减小 C．F1与F2的合力方向竖直向上 D．F1与F2的合力方向竖直向下 AC　解析：对铁牛受力分析，铁牛受到自身重力G、桥索对铁牛的拉力F1、铁柱对铁牛的作用力F2，三者处于共点力平衡。如图所示，根据共点力平衡条件和三角形定则可得，若F1增大，F2也增大，A正确，B错误；F1与F2的合力与重力平衡，故合力方向竖直向上，C正确，D错误。 4．(2022·浙江6月选考)如图所示，一个轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°。一个重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的 (　　) A．作用力为G B．作用力为G C．摩擦力为G D．摩擦力为G B　解析：设斜杆的弹力大小为F，以水平横杆和重物为整体，竖直方向上根据受力平衡可得4F cos 30°＝G，解得F＝G；以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示，可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为G，每根斜杆受到地面的摩擦力为Ff＝F sin 30°＝G，B正确。 5．(2022·辽宁卷)如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向的夹角分别为α、β(α>β)。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力，则 (　　) A．F1的竖直分力大于F2的竖直分力 B．F1的竖直分力等于F2的竖直分力 C．F1的水平分力大于F2的水平分力 D．F1的水平分力等于F2的水平分力 D　解析：对结点O进行受力分析，则水平方向上有F1sin α＝F2sin β，即F1的水平分力等于F2的水平分力，C错误，D正确；竖直方向上有F1cos α＋F2cos β＝mg，解得F1＝，F2＝，则F1的竖直分量F1y＝，F2的竖直分量F2y＝，因为sin αcos β－cos αsin β＝sin (α－β)>0，所以F2y>F1y，A、B错误。 6．(2023·山东卷)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大小取10 m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为 (　　) A．10 N/m　B．100 N/m　C．200 N/m　D．300 N/m B　解析：取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使弹簧形变相邻两盘的间距，则有mg＝3kx，解得k＝100 N/m，B正确。 素养提升练 7．(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，与竖直方向的夹角为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Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是 (　　) A．Ff＝G B．F＝FN C．Ff＝G cos θ D．F＝G sin θ C　解析：如图所示，将机器人的重力按垂直于斜面方向和沿斜面方向进行分解，沿斜面方向，由平衡条件有Ff＝G cos θ，A错误，C正确；垂直斜面方向，由平衡条件有F＝G sin θ＋FN，B、D错误。 8．(2022·湖南卷)2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是 (　　) A　解析：风对飘带的作用力与其作用面积成正比，设风速为v，取飘带上任意长度为x(x趋近于0)的质量为m，飘带宽度为d，与水平方向夹角为θ，则该部分飘带的重力和所受风力分别为G＝mg，F＝kxdv2，则重力与风力的合力的夹角为tan θ＝＝，可知tan θ恒定，则飘带受到的重力与风力的合力方向不变，故飘带形态近似为一条倾斜的直线，A正确。 9．(2022·河北卷)如图所示，用两根等长的细绳将一个匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中 (　　) A．圆柱体对木板的压力逐渐增大 B．圆柱体对木板的压力先增大后减小 C．两根细绳上的拉力均先增大后减小 D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变 B　解析：设两根绳子对圆柱体的拉力的合力为T，木板对圆柱体的支持力为FN，绳子与木板的夹角为β，从右向左看，如图所示，在矢量三角形中，根据正弦定理有＝＝，在木板以直线MN为轴向后方缓慢转动直至水平的过程中，α不变，γ从90°逐渐减小到0，又γ＋β＋α＝180°，且α<90°，可知90°<γ＋β<180°，则0<β<180°，可知β从锐角逐渐增大到钝角，根据＝＝，由于sin γ不断减小，可知FT不断减小，sin β先增大后减小，可知FN先增大后减小，结合牛顿第三定律可知，圆柱体对木板的压力先增大后减小，A错误，B正确；设两绳子之间的夹角为2θ，绳子拉力为FT′，则2FT′cos θ＝FT，可得FT′＝，θ不变，FT逐渐减小，可知绳子拉力不断减小，C、D错误。 10．如图所示，一个质量M＝ kg、倾角为30°的斜劈放在粗糙的水平面上。轻绳一端固定，另一端系一个质量m＝3 kg的小球，轻绳与竖直方向的夹角为30°，小球静止在斜面上，不计小球受到的摩擦力，g取10 m/s2。 (1)当斜劈静止时，求绳子的拉力大小； (2)设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使整个系统静止，地面与斜劈之间的动摩擦因数μ须满足什么条件？ 答案：(1)30 N　(2)μ≥ 解析：(1)对小球进行受力分析如图甲所示，由物体的平衡条件可知FTcos 30°＝mg sin 30° 解得FT＝30 N。 (2)以斜劈和小球整体为研究对象，整体受力情况如图乙所示，为使整个系统静止，要求 Ffmax＝μFN≥FTcos 60° 而FN＋FTsin 60°＝(M＋m)g 联立以上两式可得μ≥。 　 学科网（北京）股份有限公司 $$