2.3 共点力的静态平衡 专项训练 -2026届高三物理一轮复习考点题组分层练

2.3 共点力的静态平衡 考点一　物体的受力分析 1 题组1：假设法分析物体受力 1 题组2：状态法分析物体受力 2 题组3：转换法分析物体受力 3 考点二　单个物体的平衡 4 题组1：合成法与分解法 4 题组2：正交分解法 7 题组3：力的三角形法 9 考点三　多物体的平衡 10 题组1：隔离法与整体法的应用 10 2.3 共点力的静态平衡 考点一　物体的受力分析 题组1：假设法分析物体受力 1. （单选）某款磁吸式车载手机支架如图所示手机放在支架上被磁力吸住后，调节支架使手机与竖直方向成图示角度安装该支架的汽车静止停放在车位已知手机受到的磁力垂直于手机屏幕，且手机和支架保持相对静止，下列说法正确的是(    ) A. 手机受到个力的作用 B. 支架对手机的作用力竖直向上 C. 手机对支架的摩擦力沿斜面向上 D. 手机对支架的弹力和支架对手机的弹力是一对平衡力 【答案】B  【解析】A.有摩擦力必有弹力，故手机除了受到重力、磁力和摩擦力，还受到弹力作用，共个力，故A错误 B.根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力等大反向，竖直向上，故B正确 C.支架对手机的摩擦力沿接触面向上，根据牛顿第三定律可知，手机对支架的摩擦力沿接触面向下，故 C错误 D.手机对支架的弹力和支架对手机的弹力是一对相互作用力，故D错误。 2. （单选）如图所示，粗糙木块、叠在一起，放在水平桌面上，木块受到一个水平方向力的牵引，但仍然保持静止木块受到的力有(    ) A. 个 B. 个 C. 个 D. 个 【答案】C  【解析】先以为研究对象受力分析，处于静止即平衡状态，根据平衡条件所受合力为零，则水平方向不受摩擦力，否则合力将不为零。即之间没有摩擦力； 与物体发生相互作用的有地球、水平桌面及物体，则物体受重力、桌面的支持力、对的压力及水平力；因在拉力作用下，物体相对于地面有相对运动的趋势，故B受地面对物体的摩擦力，故B受个力。 故选C。 题组2：状态法分析物体受力 3. （单选）如图所示，长方体物块叠放在斜面上，受到一个沿斜面方向的拉力，两物块保持静止。受力的个数为(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】根据题意，对受力分析可知，其受重力、的支持力，由于静止，则还受沿斜面向上的静摩擦力，对受力分析可知，其受重力、斜面的支持力、的压力、拉力 、沿斜面向下的摩擦力，由于静止，则其还受到沿斜面向上的摩擦力，即受个力作用。 故选C。 题组3：转换法分析物体受力 4. （单选）如图所示，一倾角为的斜面体置于水平地面上，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，设此过程中斜面受到水平地面的摩擦力为。若沿与斜面夹角的方向斜向下用力推此物体，使物体沿斜面加速下滑，斜面体始终保持静止，设此过程中斜面受到地面的摩擦力为，则(    ) A. 为零，为零 B. 为零，不为零且方向向左 C. 为零，不为零且方向向右 D. 不为零且方向向右，不为零且方向向右 【答案】A  【解答】根据题意，对物块匀速下滑时受力分析，受重力、支持力、滑动摩擦力，根据平衡条件可知，摩擦力与支持力的合力与重力等大反向，即斜面对滑块的作用力方向竖直向上，根据牛顿第三定律，则物块对斜面的作用力方向竖直向下，斜面水平方向上没有运动趋势，则有 ； 当用与斜面成  角、大小为  的力推物块，物块所受斜面的支持力增大，摩擦力  也增大，但是支持力  与摩擦力  仍然成比例的增大，其合力的方向仍然竖直向上，保持不变，则物块对斜面的作用力的方向仍然竖直向下，只是数值上变大，故斜面水平方向上仍没有运动的趋势，不受地面的摩擦力，即 ，故A正确。 5. （单选）如图所示，斜面体静止于粗糙水平面上，质量为的小物块恰好能沿斜面匀速下滑，该过程斜面体保持静止。在小物块匀速下滑过程中，给施加一沿水平向右的推力。施加后，沿斜面下滑过程中，下列说法正确的是(    ) A. 水平面对斜面体的摩擦力为零 B. 水平面对斜面体的摩擦力方向水平向左 C. 对斜面的作用力指向右下方 D. 对斜面的作用力方向水平向右 【答案】A  【解析】对平衡时的分析可知，所受摩擦力和支持力满足，所受摩擦力和支持力的合力与其重力等大反向，由牛顿第三定律可知，对斜面的作用力方向竖直向下 由题可知，给施加一沿水平向右的推力，所受摩擦力和所受支持力满足，所受摩擦力和支持力的合力竖直向上，对斜面的作用力方向竖直向下，水平面对斜面体的摩擦力为零，选项A正确。 6. （多选）如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为，重力加速度为，则(    ) A. 箱子对木板的摩擦力方向向右 B. 木板对地面的摩擦力方向向左 C. 木板对地面的压力大小为 D. 若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于 【答案】AC  【解析】A. 以箱子为研究对象，水平方向上，木板对箱子的摩擦力与人推箱子的力平衡，所以，木板对箱子的摩擦力方向向左，根据牛顿第三定律，箱子对木板的摩擦力方向向右，A正确； B. 以木板、人、箱子整体为研究对象，地面对木板的摩擦力为，所以木板对地面的摩擦力为，B错误； 以木板、人、箱子整体为研究对象，地面对木板的支持力与整体所受的重力平衡，所以地面对木板的支持力大小为，根据牛顿第三定律，木板对地面的压力大小为，C正确，D错误。 故选AC。 考点二　单个物体的平衡 题组1：合成法与分解法 1. （单选）如图所示，质量为的半球形容器静止在水平桌面上，质量为的木块静止在容器内点，点为容器的球心，已知与水平方向的夹角为，木块与容器之间的动摩擦因数为，下列说法正确的是(    ) A. 木块受到的摩擦力大小是 B. 容器对木块的作用力大小是 C. 桌面对容器的摩擦力方向水平向左 D. 桌面对容器的支持力大小是 【答案】B  【解答】对物体进行受力分析如图所示 根据受力平衡可知，容器对木块的作用力与木块的重力平衡，即大小为  ；木块受到的摩擦力大小  ，故A错误，B正确； 将木块与容器作为一个整体进行受力分析可知，桌面对容器的摩擦力为零，即 ，桌面对容器的支持力大小等于两个物体的总重力，故CD错误。 2. （单选）如图，天然气灶的锅支架上对称分布着四个支撑片，每个支撑片与水平方向的夹角均为，锅及锅内食材的总质量为，重力加速度为，将锅放在支架上烹饪时锅处于静止状态，不考虑锅与支撑片之间的摩擦力，每个支撑片对锅的弹力大小为(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】根据平衡条件得 ，解得 。 故选B。 3. （单选）空调外机放置位置可简化如图，其重心恰在水平支架连接点正上方，轻杆、对点作用力方向与各自杆共线，。空调外机自重为，则对点的作用力的大小为(    ) A. B. C. D. 【答案】A  【解答】、以点为研究对象，受到空调外机的压力、两根支架的作用力，受力如图所示： 由受力图结合几何关系可得：，故A正确，BCD错误。 故选A。 4.一重为的圆柱体工件放在形槽中，槽顶角，槽的两侧面与水平方向的夹角相同，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为，则： 要沿圆柱体的轴线方向如图甲所示水平的把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？ 现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成角，如图乙所示，且保证圆柱体对形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件所受槽的摩擦力大小。 【答案】解：分析圆柱体的受力可知，沿轴线方向受到拉力、两个侧面对圆柱体的滑动摩擦力，由题给条件知，。 将重力进行分解如图所示， 因为， 所以： 由 得。 把整个装置倾斜，则圆柱体重力压紧斜面的分力： 此时圆柱体和槽之间的摩擦力大小： 则。 题组2：正交分解法 5. （单选）中国灯笼又称灯彩，用来表达喜庆如图所示，两悬线将质量为的灯彩挂起，两悬线与竖直方向夹角均为，重力加速度为则每根悬线中拉力大小为(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】对悬点进行受力分析， 根据平衡条件得竖直方向合力为零，正交分解法得，解得每根悬线中拉力，故C正确，ABD错误。 故选C。 6. （单选）如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，质量为的木板放在斜面上，质量为的劈形木块放在木板上，用大小为的水平力作用在木块上，、均处于静止状态。已知斜面光滑，木块刚好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，，则木块与间的动摩擦因数为(    ) A. B. C. D. 【答案】A  【解析】对研究：，对整体：，解得，项正确。 7.如图所示，某人拉着总质量的旅行箱在水平地面上做匀速运动。已知旅行箱受到的阻力大小始终等于地面对旅行箱支持力的，人对旅行箱的作用力可以近似认为始终沿拉杆方向，取重力加速度大小，。 若拉杆与水平地面间的夹角为，求人对旅行箱的作用力大小； 增加拉杆的长度，使拉杆和水平地面成角，求人对旅行箱的作用力大小。 【答案】将人对旅行箱施加的作用力正交分解 根据平衡条件有，， 解得； 将人对旅行箱施加的作用力正交分解，根据平衡条件有 ，， 解得。 答：若拉杆与水平地面间的夹角为，人对旅行箱的作用力大小为； 增加拉杆的长度，使拉杆和水平地面成角，人对旅行箱的作用力大小为。  题组3：力的三角形法 8. （单选）如图所示，一轻杆两端固定两个小球、，球的质量是球质量的倍，轻绳跨过滑轮连接和，一切摩擦不计，平衡时和的长度之比为(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】设绳上拉力为，长，长，过点作竖直向下的辅助线交于点，如图所示，对小球进行受力分析，其所受绳子拉力和重力的合力与轻杆的弹力等大、反向，则力的三角形与相似，则有  ，同理对球进行受力分析可得  ，联立以上两式可得  ，故A、、D错误，C正确。 9. （单选）如图甲所示，一攀岩爱好者正在进行攀岩运动，由于前期攀爬体力消耗过大，所以借助攀岩绳停在图示位置做短暂休息调整。攀岩绳可视为轻绳，一端固定在竖直崖壁上的点，另一端拴在人的腰间点重心处，人的两脚并拢，踩在崖壁上的点，该过程可以简化为如图乙所示的模型，轻绳为拉直状态，也视为直线。已知图乙中三角形三条边的长度比：：：：，则攀岩爱好者对岩壁的作用力和对轻绳的拉力大小之比为(    ) A. ： B. ： C. ： D. ： 【答案】A  【解析】对人分析受力，如图所示。 由平衡条件和三角形相似可得 根据牛顿第三定律可得，攀岩爱好者对岩壁的作用力和对轻绳的拉力大小之比为：，故A正确，BCD错误。 故选：。 考点三　多物体的平衡 题组1：隔离法与整体法的应用 1. （单选）有、、三物块质量均为，它们竖直叠放在水平面上且处于静止状态，现对施加一个水平向右的推力，三个物块依然保持静止状态，则施加力之后(    ) A. 、两物体之间的摩擦力增大 B. 、两物体之间的摩擦力减小 C. 一定受到个力的作用 D. 、两物体之间的压力增大 【答案】D  【解析】A.对施加力前后，物块均只受重力、支持力和摩擦力作用，设、间接触面与水平方向夹角为，对物块由力的平衡条件可知，所受摩擦力大小，即、两物块之间的摩擦力大小与无关，故A错误 设、间接触面与水平方向夹角为，施加力之后，对、组成的整体受力分析有，，可见随着外力的增大，，间的摩擦力先减小后增大，弹力一直增大，故B错误，D正确 C.若沿斜面向上的分力与重力沿斜面方向上的分力平衡，则可以不受的摩擦力作用，故将受重力、压力、支持力、间的摩擦力及推力五个力的作用；若间有摩擦力，则受个力的作用，故C错误。 2. （单选）如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力(    ) A. 摩擦力大小与物块速度有关 B. 不为零，方向向右 C. 不为零，方向向左 D. 等于零 【答案】D  【解析】物块滑动时受到重力、斜劈提供的弹力和摩擦力，由于匀速，所以斜劈提供的弹力和摩擦力的合力方向竖直向上，大小等于物块的重力。对斜劈受力分析，受到重力、地面的支持力、物块对斜劈的弹力和摩擦力，由于物块对斜劈的弹力和摩擦力的合力方向竖直向下，所以地面对斜劈的摩擦力为零。 故选D。 3. （单选）如图所示，半球靠在竖直的墙面上。在竖直向上的力作用下，、两物体均保持静止，则半球受到的作用力个数为(    ) A. 个 B. 个 C. 个 D. 个 【答案】B  【解析】以、整体为研究对象，受到重力和向上的力作用，二力平衡，墙对没有作用力。 以为研究对象受力分析，可知受到重力、对的静摩擦力和对的弹力三个力的作用，故B正确，ACD错误。 故选：。 4. （单选）如图，两个可视为质点的完全相同小球、用轻绳连接并固定挂在两个竖直细杆的、两点，整个系统保持静止状态。其中与竖直杆的夹角为，在同一水平面，则绳和绳的拉力大小之比等于(    ) A. B. C. D. 【答案】A  【解析】对、整体受力分析，可得，，可得， 对受力分析得，则，故选A。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.3 共点力的静态平衡 考点一　物体的受力分析 1 题组1：假设法分析物体受力 1 题组2：状态法分析物体受力 2 题组3：转换法分析物体受力 2 考点二　单个物体的平衡 3 题组1：合成法与分解法 3 题组2：正交分解法 4 题组3：力的三角形法 5 考点三　多物体的平衡 6 题组1：隔离法与整体法的应用 6 2.3 共点力的静态平衡 考点一　物体的受力分析 题组1：假设法分析物体受力 1. （单选）某款磁吸式车载手机支架如图所示手机放在支架上被磁力吸住后，调节支架使手机与竖直方向成图示角度安装该支架的汽车静止停放在车位已知手机受到的磁力垂直于手机屏幕，且手机和支架保持相对静止，下列说法正确的是(    ) A. 手机受到个力的作用 B. 支架对手机的作用力竖直向上 C. 手机对支架的摩擦力沿斜面向上 D. 手机对支架的弹力和支架对手机的弹力是一对平衡力 2. （单选）如图所示，粗糙木块、叠在一起，放在水平桌面上，木块受到一个水平方向力的牵引，但仍然保持静止木块受到的力有(    ) A. 个 B. 个 C. 个 D. 个 题组2：状态法分析物体受力 3. （单选）如图所示，长方体物块叠放在斜面上，受到一个沿斜面方向的拉力，两物块保持静止。受力的个数为(    ) A. B. C. D. 题组3：转换法分析物体受力 4. （单选）如图所示，一倾角为的斜面体置于水平地面上，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，设此过程中斜面受到水平地面的摩擦力为。若沿与斜面夹角的方向斜向下用力推此物体，使物体沿斜面加速下滑，斜面体始终保持静止，设此过程中斜面受到地面的摩擦力为，则(    ) A. 为零，为零 B. 为零，不为零且方向向左 C. 为零，不为零且方向向右 D. 不为零且方向向右，不为零且方向向右 5. （单选）如图所示，斜面体静止于粗糙水平面上，质量为的小物块恰好能沿斜面匀速下滑，该过程斜面体保持静止。在小物块匀速下滑过程中，给施加一沿水平向右的推力。施加后，沿斜面下滑过程中，下列说法正确的是(    ) A. 水平面对斜面体的摩擦力为零 B. 水平面对斜面体的摩擦力方向水平向左 C. 对斜面的作用力指向右下方 D. 对斜面的作用力方向水平向右 6. （多选）如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为，重力加速度为，则(    ) A. 箱子对木板的摩擦力方向向右 B. 木板对地面的摩擦力方向向左 C. 木板对地面的压力大小为 D. 若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于 考点二　单个物体的平衡 题组1：合成法与分解法 1. （单选）如图所示，质量为的半球形容器静止在水平桌面上，质量为的木块静止在容器内点，点为容器的球心，已知与水平方向的夹角为，木块与容器之间的动摩擦因数为，下列说法正确的是(    ) A. 木块受到的摩擦力大小是 B. 容器对木块的作用力大小是 C. 桌面对容器的摩擦力方向水平向左 D. 桌面对容器的支持力大小是 2. （单选）如图，天然气灶的锅支架上对称分布着四个支撑片，每个支撑片与水平方向的夹角均为，锅及锅内食材的总质量为，重力加速度为，将锅放在支架上烹饪时锅处于静止状态，不考虑锅与支撑片之间的摩擦力，每个支撑片对锅的弹力大小为(    ) A. B. C. D. 3. （单选）空调外机放置位置可简化如图，其重心恰在水平支架连接点正上方，轻杆、对点作用力方向与各自杆共线，。空调外机自重为，则对点的作用力的大小为(    ) A. B. C. D. 4.一重为的圆柱体工件放在形槽中，槽顶角，槽的两侧面与水平方向的夹角相同，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为，则： 要沿圆柱体的轴线方向如图甲所示水平的把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？ 现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成角，如图乙所示，且保证圆柱体对形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件所受槽的摩擦力大小。 题组2：正交分解法 5. （单选）中国灯笼又称灯彩，用来表达喜庆如图所示，两悬线将质量为的灯彩挂起，两悬线与竖直方向夹角均为，重力加速度为则每根悬线中拉力大小为(    ) A. B. C. D. 6. （单选）如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，质量为的木板放在斜面上，质量为的劈形木块放在木板上，用大小为的水平力作用在木块上，、均处于静止状态。已知斜面光滑，木块刚好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，，则木块与间的动摩擦因数为(    ) A. B. C. D. 7.如图所示，某人拉着总质量的旅行箱在水平地面上做匀速运动。已知旅行箱受到的阻力大小始终等于地面对旅行箱支持力的，人对旅行箱的作用力可以近似认为始终沿拉杆方向，取重力加速度大小，。 若拉杆与水平地面间的夹角为，求人对旅行箱的作用力大小； 增加拉杆的长度，使拉杆和水平地面成角，求人对旅行箱的作用力大小。 题组3：力的三角形法 8. （单选）如图所示，一轻杆两端固定两个小球、，球的质量是球质量的倍，轻绳跨过滑轮连接和，一切摩擦不计，平衡时和的长度之比为(    ) A. B. C. D. 9. （单选）如图甲所示，一攀岩爱好者正在进行攀岩运动，由于前期攀爬体力消耗过大，所以借助攀岩绳停在图示位置做短暂休息调整。攀岩绳可视为轻绳，一端固定在竖直崖壁上的点，另一端拴在人的腰间点重心处，人的两脚并拢，踩在崖壁上的点，该过程可以简化为如图乙所示的模型，轻绳为拉直状态，也视为直线。已知图乙中三角形三条边的长度比：：：：，则攀岩爱好者对岩壁的作用力和对轻绳的拉力大小之比为(    ) A. ： B. ： C. ： D. ： 考点三　多物体的平衡 题组1：隔离法与整体法的应用 1. （单选）有、、三物块质量均为，它们竖直叠放在水平面上且处于静止状态，现对施加一个水平向右的推力，三个物块依然保持静止状态，则施加力之后(    ) A. 、两物体之间的摩擦力增大 B. 、两物体之间的摩擦力减小 C. 一定受到个力的作用 D. 、两物体之间的压力增大 2. （单选）如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力(    ) A. 摩擦力大小与物块速度有关 B. 不为零，方向向右 C. 不为零，方向向左 D. 等于零 3. （单选）如图所示，半球靠在竖直的墙面上。在竖直向上的力作用下，、两物体均保持静止，则半球受到的作用力个数为(    ) A. 个 B. 个 C. 个 D. 个 4. （单选）如图，两个可视为质点的完全相同小球、用轻绳连接并固定挂在两个竖直细杆的、两点，整个系统保持静止状态。其中与竖直杆的夹角为，在同一水平面，则绳和绳的拉力大小之比等于(    ) A. B. C. D. 学科网（北京）股份有限公司 $$