练案10 第二章 第10讲 牛顿第三定律 受力分析 共点力的平衡-【衡中学案】2026年高考物理一轮总复习练案

55F,放A,BD三项错 6.A设缆绳与竖直方向的夹角为0，假设由n根缆绳组成，设构 F合cosa=F,解得F= 0 2cos acos 2 9 件的质量为m,对构件受力分析由平衡条件nTcos0=mg,解得 误，C项正确。故选C。 每根缆绳承受的拉力为7=。图(。)匀速吊志构件的过程 10.C以一个小铁珠为研究对象，将力F按照作 中，缆绳与竖直方向的夹角日变大，则每根缆绳承受的拉力变 用效果进行分解如图所示。由几何关系可得 大：图(b)匀速吊起构件的过程中，缆绳与竖直方向的夹角日不 小铁珠对钉柱产生的侧向压力大小为F、= 变，则每根缆绳承受的拉力不变。故选A。 F tan45o=F,故C正确。 7.B两球都受到重力、细杆的弹力和细绳的拉力这三个力的作 用而处于平衡状态，对a、b受力分析，如图所示，在图中过O点 11.A受力如图所示，设大腿骨和小腿骨对膝关 作竖直线交ab于c点，则△Oac与小球a的力矢量三角形相似， 节的作用力大小为F,已知它们之间的夹角为 0,F即为它们的合力的大小，作出平行四边形F △m与小球b的力矢量三角形相似，有是会会解 如图所示，有F号=号，则脚学对地面竖 得F:F=√6：1，故B正确 F 直向下的压力为人=血号.由牛顿第三定律可知脚学所受地 面竖直的上的弹力为=号m号。成选A 12.(1)0.5G(2)0.4G [解析](1)分析圆柱体的受力可知，沿 轴线方向受到拉力F、两个侧面对圆柱体 的滑动摩擦力，由题给条件知F=2F 8.A以P、Q两球整体为研究对象，受力如图甲所示，由平衡条件 由圆柱体重力产生的效果将重力进行分 解，如图所示，由几何关系可得G=F= 可得F2=4 ngtan a,隔离Q球，受力如图乙所示，由平衡条件可 得F2=ngtan B,解得4tana=tanB,故选A。 F2,由F=uF得F=0.5G (2)把整个装置倾斜，则重力沿压紧两侧的斜面的分力F' F2'=Gcos37°=0.8G, 此时工件所受槽的摩擦力大小F'=2uF'=0.4G。 4mg Ymg 甲 练案[10] 9.C过B点作CD的垂线，其垂足为E,由几何关系可知，BE的 1.B水对船桨的作用力与船桨对水的作用力是一对相互作用长度约为2m。设轻绳所在平面与水平面的夹角为0，两轻绳上 力，大小相等，故A错误；鼓手对座椅的压力与座椅对鼓手的支 的拉力大小为F,合力为F合，石磙做匀速直线运动，所以其受力 持力也是一对相互作用力，大小相等，故B正确：队员对龙舟的 压力作用在龙舟上，队员受到的重力作用在队员上，所以压力： 平衡，对两石磙整体受力分标，有Pas0=(g-56血，其 并不是重力，故C错误；龙舟受到的浮力和龙舟及所有队员所： 受的总重力是一对平衡力，所以龙舟受到的浮力和所有队员对 巾c0=夸血自=子，带入数据解得=60N,由上述分析 龙舟的压力不是一对平衡力，故D错误。故选B。 可知，设BD绳上的拉力与BE夹角为B,则该夹角的余弦值为 2.D对AB系统受力分析可知，斜面对B摩擦力可能为零。对A 受力分析，由平衡条件得：A受重力，B对A的支持力，水平力 B=品n器有2=B=,解得F30.2N,赦选C F,以及B对A的摩擦力四个力的作用，故A、B错误；对B受力I0.C设输电线在A、B、C三个位置的拉力分别为FA、F、Fe,F。 分析：B至少受重力、A对B的压力、A对B的静摩擦力、斜面对 一定沿着弧线切线方向，即水平方向，设A、B间输电线的质量 B的支持力，还可能受到斜面对B的摩擦力，故D正确，C错误。 为m,对AC段输电线，根据平衡条件，在竖直方向有Fcos a= 3.D对光滑圆柱体受力分析如图，由题意有F,=Gsim37°= 4mg,在水平方向有F4sina=Fc,对BC段输电线，根据平衡 0.6G,F=Gc0s37°=0.8G,故选D。 条件，在竖直方向有FrcosB=子mg,在水平方向有Frsin B= F。,联立解得=60°，C正确，A、B、D错误。 11.D根据B的受力可知，若绳的拉力大于B自身的重力，则弹 簧处于拉伸状态：若绳的拉力小于B自身的重力，则处于压缩 G 状态；若绳的拉力等于B自身的重力，则处于原长状态，故A 4.A由力的平衡条件可得F1sin60°=G+F2sin45°，F1cos60°= 错误：若绳对A的拉力大于其沿斜面向下的重力分力，则A所 F,cos45°，解得F,=(3+1)G,故A正确。 受的摩擦力方向沿斜面向下；若绳对A的拉力等于其沿斜面 5.A对左边的悬索ABC受力分析，如图所示，T 向下的重力分力，A不受摩擦力作用；若绳对A的拉力小于其 由平衡条件可得Tn=Tcos45°，Tin45°=.4 沿斜面向下的重力分力，则A所受的摩擦力方向沿斜面向上， 故B错误：若B受3个力，则A所受的拉力可能与其重力沿斜 子Mg,解得Tm=子Mg,故A正确。 Mg 面向下的分力大小相等，此时C对A只有支持力，方向垂直斜 面向上，A对C的作用力方向斜向右下，故C错误：若B受3 585 个力，将A、C看成整体进行受力分析可知，地面对C的摩擦力 设篮球质量m,由于篮球处于静止状态，所以F和mg的合力 方向向左，故C对地面的摩擦力方向一定向右，故D正确。 12.BD对小球B受力分析，如图所示， 大小等于，则有片-。-gR=mem0=6m0,放 PB受到的拉力大小TB=mgcos0,对 F>F1,F>G,故A、B错误；对篮球进行受力分析如图所示 P点受力分析可知，OP受到的拉力大 小T心=7us0=子g,A错误；对 物体A受力分析可知，物体A所受摩 擦力大小等于PA绳子的拉力，即f= 79 7min0=且m mg,C错误；对AB,C组成的整体受力分析可知， 绕O缓慢把挡板绕其与坡面的接触轴逆时针转一个较小角度， 半球C受到的摩擦力大小等于A所受摩擦力大小，即f6=∫a= 图中得B缓慢下移，即F'=F,F,'=,,则F,减小，F,也减 mg,B正确：对A,B,C整体受力分析，由平衡条件可知，地面对 小，故C正确，D错误。故选C。 4.A小球受重力、轻绳的拉力和轻杆的支持力，由 半球C的支持力大小为(M+m)g-Tm=Mg+子mg,D正确。 于平衡，三个力可以构成矢量三角形，如图所示。 根据平衡条件，该力的矢量三角形与几何三角形 13.C令OE、OF轻绳与竖直方向夹角为0，根据几何关系有sin0 0C相似，则有6气会，解得R=品C,马= L+lsin60° 5,根据对称性可知，0E,0F轻绳上弹力大 6 品C,当P点下移时，P0减小.LR不变，故E增 2 大，F,增大，故选A。 小相等，令为T1,针对OE、OF分析有2T1cos0=mg,解得T1=5.B解法一矢量圆法 120 mg,故C正确；根据对称性可知，AE,DE,BF,CF轻绳上弹 33 以铅球为研究对象，受重力G、右手对铅球的 弹力为F和左手对铅球的弹力为F2,受力 力大小相等，令为T,对轻绳的节点F进行受力分析有 分析如图所示，缓慢旋转过程中处于平衡状 27,0s30°=7，结合上述解得7=mg,放B错误：根据上 态，则将三力平移后构成一首尾相连的三角 形，两手之间夹角保持60°不变，则两力之间的夹角保持120°不 述可知，AE、DE、BF、CF轻绳上弹力大小相等，OE、OF轻绳上 变，则在三角形中，F,与F,夹角保持60°不变，重力G的大小方 弹力大小相等，但AE、DE、BF、CF轻绳上弹力小于OE、OF轻 向不变，作出力三角形的外接圆，根据弦所对的圆周角都相等， 绳上弹力，故A错误：若OE、OF绳增长相同长度，根据几何关 则右手由图示位置缓慢旋转60°至水平位置过程中力的三角形 系可知，OE、OF轻绳与竖直方向夹角为0减小，根据2T1cos0 变化如图所示，分析可得F,开始小于直径，当转过30°时F,等 于直径，再转时又小于直径，所以F先增大后减小，F,开始就 =mg,可知，OE、OF轻绳上弹力T1减小，根据2T2cos30°=T 小于直径，转动过程中一直减小，选项B正确。 可知，AE绳张力减小，故D错误。故选C。 解法二正弦定理法 练案[11] 以铅球为研究对象，受重力G、右手对铅 F 球的弹力为F及左手对铅球的弹力为 12 1.B对O点进行受力分析，它受到竖直方向F F,受力分析如图所示，缓慢旋转过程中 的汽车对它的压力，大小等于汽车的重力G, 处于平衡状态，则将三力平移后构成一首 OA方向杆的拉力FA,BO方向的弹力F0, 尾相连的三角形，两手之间夹角保持60 OB与水平方向夹角为0，可知G=Fgosin0, 不变，右手由图示位置缓慢旋转的角度设为0，转动过程始终处 amg当0变大时，Fam和Fa均变小，故B正确。 G F 于平衡状态，根据正弦定理有sm60=sin(60°+0) 2.AD在小球A缓慢向上移动的过程中， sim(60°-)，右手由图示位置缓慢旋转60°至水平位置过程中 F2 小球A处于三力平衡状态，根据平衡条 件知小球A的重力mg与半圆环对小球 0由0°变为60°，sin(60°+0)先变大再变小，所以F,先增大后 的支持力V的合力与细绳的拉力T等 减小，sin(60°-0)一直变小，所以F2一直减小，选项B正确。 大、反向、共线，作出mg与N的合力，如 6.C设木棍与水平方向夹角为0，木棍长度为L,粮仓对木棍的 图所示，由三角形相似有器=0=AB N T 作用力大小为F,则为使木棍下端一定不发生侧滑，由平衡条件 有Fcos0≤uFsin0,由几何知识有tan6= P一京，两式联立 h AO、B0、mg都不变，则N大小不变，方 向始终背离圆心O。故A、D正确，B、C错误。 解得L≤2m,即木棍的长度最大为2m,故A、B、D错误，C 3.C对篮球受力分析如图所示， 正确。 7.C根据题意可知，O点受三个拉力处于平衡状F 态，向上的两个拉力的合力大小等于物体的重 力，方向竖直向上，作出力的矢量三角形如图所 示，当F与天花板相连的绳子垂直时，拉力F最 小，根据几何关系知B=α=60°，故C正确。 -586练案[10] 第10讲 牛顿第三定律受力分析 共点力的平衡 基础巩固练 题组一牛顿第三定律受力分析 1.2024年6月10日，吉林省第一届全国龙舟邀请赛在 长春市伊通河工业轨迹公园河道上举行。图为龙舟 比赛的照片，龙舟在水面上做匀速直线运动，下列说 法正确的是 ( A.(5+1)G B.(5-1)G C.(5+2)G D.(5-2)G 5.如图(a)是一种大跨度悬索桥梁，图(b)为悬索桥模 型，六对轻质吊索悬挂着质量为M的水平桥面，吊索 在桥面两侧竖直对称排列，其上端挂在两根轻质悬索 A.龙舟能前进是因为水对船桨的作用力大于船桨对 上[图(b)中只画了一侧分布]，悬索两端与水平方向 水的作用力 成45°，则一根悬索水平段CD上的张力大小是 B.坐在船头的鼓手对座椅的压力大小一定与座椅对 鼓手的支持力大小相等 C.队员对龙舟的压力就是队员受到的重力 45 D.龙舟受到的浮力和所有队员对龙舟的压力是一对 平衡力 2.如图所示，在水平力F作用下A、F (b) B保持静止。若A与B的接触面 B A. 是水平的，且F≠0，则( 77777777777 A.A的受力个数可能是3个 B.A的受力个数可能是5个 c D.Mg C.B的受力个数可能是3个 6.(2025·八省联考内蒙古卷)2024年9月，国内起重能 D.B的受力个数可能是5个 力最大的双臂架变幅式起重船“二航卓越”号交付使 题组二共点力的平衡 用。若起重船的钢缆和缆绳通过图示两种方式连接： 3.(2023·浙江卷)如图所示，水平面上固定两排平行的 图(a)中直接连接，钢缆不平行；图(b)中通过矩形钢 半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切 架连接，钢缆始终平行。通过改变钢缆长度（缆绳长 点，∠a0b=90°，半径0b与重力的夹角为37°。已知 度不变)，匀速吊起构件的过程中，每根缆绳承受的拉 sin37°=0.6，cos37°=0.8，则圆柱体受到的支持力 力 () F。、F。大小为 ( 矩形钢架 缆绳 图(a 图b) A.F。=0.6G,F6=0.4GB.F。=0.4G,F6=0.6G C.F。=0.8G,F6=0.6GD.F。=0.6G,F6=0.8G A.图(a)中变大 B.图(a)中变小 4.(2025·四川成都模拟)2023年的春晚舞蹈《锦绣》， C.图(b)中变大 D.图(b)中变小 艺术地再现了古代戍边将士与西域各民族化干戈为 7.（2025·海南统考模拟)如图所 玉帛并建立深厚友谊的动人故事。图(a)是一个优美 示，两个可视为质点的光滑小球a 且难度极大的后仰动作，人后仰平衡时，可粗略认为 和b,先用一刚性轻细杆相连，再 头受到重力G、肌肉拉力F,和颈椎支持力F,。如图 用两根细绳两端分别连接a、b (b),若弯曲后的头颈与水平方向成60°角，F2与水平 球，并将细绳悬挂在O点。已知 方向成45°角，则可估算出F的大小为 () 小球a和b的质量之比m。:m,= —333 5:1,细绳0a的长度是细绳0b的长度的2倍，两球11.(2025·大连模拟)如图所 处于平衡状态时，绳Oa上的拉力大小为F。,绳Ob上 示，A、B、C三个物体处于 的拉力大小为Fb。则F。:F,为 静止状态，则以下说法正 A.5:1 B.6:1 确的是 ( C.5:2 D.2:5 A.弹簧一定处于压缩状态 B.C对A的摩擦力方向一定沿斜面向下 能力提升练 C.若B受3个力，则A对C的作用力方向一定斜向 8.（2025·江西宜春市检测)如图所 .B 左下 示，倾角为α的斜面固定在水平面 D.若B受3个力，则C对地面的摩擦力方向一定 上，在斜面和固定的竖直挡板之间 向右 有两个匀质球P、Q,P球的质量是 12.(多选)如图所示，质量为2M的 7mha8mmmmmnMmm Q球质量的三倍，各接触面均光 物块A静置于水平台面上，质 滑，系统处于静止状态，若P、Q两球的球心连线与竖 量为M的半球体C静置于水平 直方向的夹角为B,下列说法正确的是 地面上，质量为m的光滑小球 A.4tan a=tan B B.3tan a=tan B B(可视为质点)放在半球体C C.2tan a =tan B D.tan a=tan B 上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图 9.（2024·河北唐山市联考)如图所示，古代北方播种 示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上 后，用驴拉两个小石磙压土埋麦种，以利于麦种发芽。 方，P0竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖 简化图如图乙所示，AB平行于轻杆CD,轻绳AC、BD 直方向的夹角0=30°。已知物块A与台面间的动摩 长度相同。若轻绳长为2.01m,两石磙相同，整体（含 擦因数为，重力加速度大小为g,则 () 轻杆)的总质量为21kg,与地面间的摩擦力大小是其 A.绳OP的拉力大小为子mg 对地面正压力的，AB=0.3m,CD=07m,BD两点 B.C受到的摩擦力大小为ms 的高度差为1m,g取10m/s2,不计其他摩擦，则石磙 做匀速直线运动时每根轻绳上的拉力大小约为 CA受到的库擦力大小为好g D.地面对C的支持力大小为Mg+子mg 13.(2025·河北保定市联考)一个用于晾晒的工具其简 化模型如图所示。质量为m、边长为L的正方形竹网 ABCD水平放置，用长均为L的AE、DE、BF、CF和长 乙 A.20.5N B.24.5NC.30.2ND.36.2N 均为受L的0E,0F六条轻绳静止悬挂于0点，0E、 10.(2024·广西南宁月考)如图甲所示为架设在山坡上 OF的延长线分别交于AD、BC的中点。下列说法正 的高压电线塔，由于相邻两高压塔距离较远，其间输 确的是 () 电导线较粗，导线较重，导致平衡时导线呈弧形下 垂。若其中两相邻高压塔A、B之间一条输电线平衡 时呈弧形下垂的最低点为C,输电线粗细均匀，已知 弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处电线切线 与竖直方向夹角为B=30°，则右塔A处电线切线与 竖直方向夹角应为 A.六条轻绳的张力大小相等 B.轻绳AE的张力大小为子% G轻绳05的张为大小为任s D.OE、OF绳增长相同长度，AE绳张力大小不变 A.30° B.45° C.60° D.75° —334