2026届高三物理二轮复习专题分层突破练 1.力与物体的平衡

1.力与物体的平衡 基础巩固练　 1.(2025北京卷)如图所示,长方体物块A、B叠放在斜面上,B受到一个沿斜面向下的拉力F,两物块保持静止,B受力的个数为(　　) A.4 B.5 C.6 D.7 2.(2024山东卷)如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于(　　) A. B. C. D. 3.(2025河北卷)如图所示,内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上,左右边沿等高。该截面内,一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球,一端固定于凹槽左边沿,另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径,所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点,则F的最大值为(　　) A.G B.G C.G D.G 4.(2025黑龙江“六校联盟”联合适应性考试)某次强降雪过后,小华用雪铲清理积雪的情境如图甲所示,图乙为简化后的模型。小华的质量为56 kg,鞋与地面之间的动摩擦因数为0.75,雪铲与地面之间的动摩擦因数为0.375,雪铲铲面足够大且雪铲的质量不计,小华、铲面和手柄之间的作用力均沿杆方向,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小华对手柄的最大作用力为450 N,手柄与水平方向保持53°角不变,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,重力加速度g取10 m/s2。则小华能推动的最大积雪量约为(　　) A.18 kg B.28 kg C.36 kg D.45 kg 5.(多选)(2025重庆南开中学模拟)如图所示,带电小球A用绝缘细线通过光滑定滑轮O1、O2与不带电的物块C相连,与物块C连接端的细线竖直,在定滑轮O1的正下方固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态。忽略小球A、B的大小及滑轮的大小。若小球A缓慢漏掉一部分电荷,则在该过程中(　　) A.带电小球A、B间的库仑力减小 B.带电小球A、B间的库仑力增大 C.地面对物块C的支持力变小 D.地面对物块C的支持力不变 6.(2025河北唐山模拟)夏季人们常躺在吊床上纳凉,一简易吊床的四个角分别通过绳索系在按矩形分布的四棵树上等高的A、B、C、D四点,一质量为m=60 kg的人躺在吊床上后,其静止时的重心为O,如图所示,已知∠AOB=106°,∠COD=74°,△AOB和△COD所在的平面与水平面的夹角分别为53°和37°,AO=BO,CO=DO,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计吊床及绳索的质量,则绳索AO的拉力FA和绳索CO的拉力FC的大小分别为(　　) A.400 N,225 N B.375 N,250 N C.360 N,275 N D.425 N,225 N 综合提升练　 7.(2025广东潮州一模)如图所示,光滑圆环竖直固定在水平地面上,细线通过圆环最高点的小孔Q与套在圆环上的小球相连,拉住细线使小球静止于P处。设小球受到的重力为G,细线与圆环竖直直径的夹角为θ,细线对小球的拉力大小为F。拉动细线使小球缓慢沿圆环向上移动,则下列F随θ变化的图像可能正确的是(　　) 8.(多选)如图所示,一根轻质直杆一端通过铰链固定在O位置,直杆可绕О位置在竖直面内旋转,用一根长度为2L且不可伸长的轻质细绳穿过质量为m的圆环,细绳的两端分别固定连接在杆上O位置和A位置,xOA=L。忽略一切摩擦阻力。现将直杆从如图所示水平位置绕O点逆时针缓慢旋转直到直杆竖直,下列说法正确的是(　　) A.直杆处于水平位置时,细绳的拉力大小为 B.当细绳的拉力大小为时,直杆与水平方向的夹角为60° C.当直杆与水平方向的夹角为45°时,细绳的拉力大小为 D.在转动过程中,细绳的拉力先减小后增大 9.用三根细线a、b、c将重力均为G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°,细线c水平。设细线a、b、c上的拉力分别为Fa、Fb、Fc,则(　　) A.Fa=G B.Fc=G C.=2 D.Fb不能确定 培优拔高练　 10.(2025江苏常州模拟)如图所示,斜面体C静置于水平地面上,物块A悬挂在绳OP、OQ的结点O处,绳OP水平,绳OQ与竖直方向的夹角为53°且跨过轻质光滑定滑轮与斜面体C上质量为mB=1.5 kg的物块B相连,斜面体C的质量mC=1 kg,倾角为53°,B与C之间、C与地面之间的动摩擦因数均为μ=。改变物块A的质量,使A、B、C始终保持静止,设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。 (1)当B与C之间的摩擦力恰好为零时,求绳OQ的拉力大小。 (2)当A的质量mA=0.6 kg时,求物块B受到摩擦力的大小和方向。 (3)求物块A的最大质量。 参考答案 1.C　解析 根据题意,对A受力分析可知,A受重力和来自B的支持力,由于A静止,则A还受来自B沿斜面向上的静摩擦力,对B受力分析可知,B受重力、来自斜面的支持力、来自A的压力、拉力F,B还受来自A沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,则B还应受沿斜面向上的静摩擦力,即B受6个力作用,故选C。 2.B　解析 选机器人为研究对象,根据平衡条件可知mgsin 30°≤μmgcos 30°,得μ≥tan 30°=,B正确。 3.B　解析 如图为小球的受力分析图,小球静止,合力为0,则有2Fcos θ+FN=G,其中θ=45°,当FN=0时,F有最大值,最大值Fmax=G,B项正确。 4.B　解析 对小华受力分析,设小华不与地面发生相对滑动时对杆的最大推力为Fm,有Fmcos 53°=μ1(m0g-Fmsin 53°),解得Fm=350 N<450 N,对积雪受力分析可得Fmcos 53°=μ2(mg+Fmsin 53°),解得m=28 kg,故选B。 5.AD　解析 如图所示,将小球A所受的重力mg、拉力FT、库仑力F平移成矢量三角形,由几何关系有,由于O1B、mg不变,则比值不变,又O1A不变,FT不变,小球A缓慢漏掉一部分电荷,根据库仑定律F=k可知带电小球A、B间的库仑力减小,A正确,B错误;对物块C,由于细线拉力不变,则地面对物块C的支持力不变,C错误,D正确。 6.A　解析 设绳索AO、BO拉力的合力为F1,绳索CO、DO拉力的合力为F2,对O点受力分析如图所示,有F1=mgsin 53°=480 N,F2=mgsin 37°=360 N,又F1=2FAcos,F2=2FCcos,解得FA=400 N,FC=225 N,故选A。 7.D　解析 对小球进行分析,小球受到重力G、细线的拉力F与圆环的弹力FN三个力的作用,设圆环的圆心为O,半径为R,将小球受到的三个力平移成矢量三角形,根据相似三角形有,又xPQ=2Rcos θ,解得F=2Gcos θ,可知F随θ变化的图像为余弦曲线图像,且最大值为2G,只有D项符合要求,故选D。 8.AC　解析 直杆处于水平位置时,设细绳与竖直方向的夹角为β,对圆环、圆环与细绳的接触点进行分析,根据平衡条件有2F1cos β=mg,根据几何关系有cos β=,解得F1=,A正确;设直杆从水平方向逆时针转过的角度为θ,此时细绳与竖直方向的夹角为α,根据几何关系有2Lsin α=Lcos θ,对圆环、圆环与细绳的接触点进行分析,根据平衡条件有2F2cos α=mg,解得F2=,当F2'=时,代入上式解得θ=30°,B错误;结合上述,当θ=45°时,代入上式解得F2″=,C正确;结合上述有F2=,可知随着θ逐渐增大,F2的值逐渐减小,D错误。 9.C　解析 将两小球看作一个整体,对整体受力分析,如图所示,根据平衡条件有Facos 30°=2G,Fasin 30°=Fc,联立解得Fa=G,Fc=G,=2,故A、B错误,C正确;对小球2隔离分析,利用平衡条件可得Fb=G,故D错误。 10.答案 (1)12 N　(2)2 N,方向沿斜面向上　(3) kg 解析 (1)设B受到的摩擦力为零时绳OQ中拉力大小为F,对B沿斜面方向有 F=mBgsin 53° 解得F=12 N。 (2)若A的质量为m=0.6 kg时,设此时绳OQ中拉力大小为F',对A有 mAg=F'cos 53° 解得F'=10 N 对B有 F'<mBgsin 53°可知Ff方向沿斜面向上,由F'+Ff=mBgsin 53° 解得Ff=2 N。 (3)B所受的最大静摩擦力为 FfBm=μmBgcos 53°=3 N 则绳的最大拉力为 Fm=FfBm+mBgsin 53°=15 N 对A有 Fmcos 53°=mA'g 解得mA'=0.9 kg 对A、B、C整体分析,地面对C的摩擦力为 FfC=FOP=mA″gtan 53° 地面对C的支持力为 FNC=(mA″+mB+mC)g FfC=μFNC 解得mA″= kg,所以物块A的最大质量为 kg。 学科网（北京）股份有限公司 $