第一部分 假期必刷12 受力分析、共点力作用下物体的平衡-【快乐假期】2025-2026学年高一物理寒假作业必刷题

三0022 假期必刷12受力分析、共点) 思维整合室 思维导图 平衡状态：物体处于静止或保持匀速直线运动 的状态 共点两力平衡条件：F合=0.两力必，，共线 力的求解平衡问题的常用方法：合成法、分解法、相似 平衡 三角形法、正交分解法、整体法和隔离法 三力平衡：F合=0.三力作用线必 三力的矢量图必为一 鸭自测自查 等大反向交于一点闭合三角形 情境思辨 如图所示的是一滑 梯的实物图，为保证小朋 友的安全，在水平面铺设 安全地垫.水平段与斜面 段平滑连接.某小朋友从滑梯顶端由静止开始 滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在 水平地垫上. (1)小朋友沿粗糙的滑梯下滑时，受到重力、支 持力、下滑力和摩擦力的作用. () (2)小朋友从滑梯顶端由静止开始下滑的瞬 间，速度为零，处于平衡状态 () (3)小朋友静止在水平面上时，速度为零，所受 合力为零，处于平衡状态. () (4)小朋友在滑梯上匀速下滑的一段过程中， 所受合力为零，处于平衡状态.() 答案：(1)×(2)×(3)/(4)/ ·3 富一物理 0作用下物体的平衡 状元笔记 1.解答静态平衡问题的方法 (1)静态平衡问题的解题模型 1.选取研究对象 →绳子的结点或物体 一整体法或隔离法 对研究对象按顺序 只分析研究对象 2.受力分析 分析受力 受到的力，不要 多力或少力 选择合适的方法对 3.研究共点力 共点力进行处理， 三个力以上通常 如合成法、分解法 选取正交分解法 F合=0或F合=0、F,合 4.应用平衡条件 =0,即研究对象所 利用方程求解， 受合力为零 进行分析讨论 (2)模型突破：这个模型的核心是物体（或物体 系统)处于静止或匀速直线运动状态，这种 情况叫作静态平衡.正确选择研究对象，以 受力分析为突破口，此时系统通常受三个 或三个以上的共点力，根据具体的受力情 况选择解题方法，根据系统所受合力为0 列式计算，从而得到结论 [典例分析] [例1]如图所示，A、B两球完 0 全相同，质量均为m,用两根等长 的细线悬挂在O点，两球之间夹 400B 着一根劲度系数为k的轻弹簧.静止不动时， 弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为0， 则弹簧的长度被压缩了 A.mgtan B.2mgtan 0 B mgtan 2 2mgtan C. D.- k 飞壁快乐假朗 [解析]对A球受力分析 如图所示，由平衡条件得： F=mg tan 名，又F-,则 9 mgtan x= e ,故C正确，A、B、D错误. [答案]C 2.解答动态平衡问题的方法 (1)动态平衡问题的解题模型 1.确定研究对象 处于动态平衡状态 的物体 动态平衡问题一 分析初始状态下研 2.受力分析 般是三个力作用 究对象所受到的力 下的平衡问题 根据平衡条件列方 3.列方程或画力 程或根据平行四边 的动态矢量图 形定则画出力的动 态矢量图 根据三角函数知识 表示各力的有向 4.得出结论 或几何知识判断各 一线段反映各个力 力的变化情况 的变化情况 (2)模型突破：这个模型的核心是任一时刻物 体均处于平衡状态，正确选择研究对象，以 受力分析为突破口.根据受力情况恰当选 取解题方法，常用的有图解法和解析法，在 解析法中通过平衡条件找到相应关系式， 结合其他条件得到解题方程或不等式，从 而得到结论 [典例分析 [例2]如图所示，轻 M 绳的一端系在质量为 m的物体上，另一端系 在一个轻质圆环上，圆 环套在粗糙水平杆 MN上.现用水平力F 拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，然 后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线 位置，圆环仍在原来的位置不动，则在这一 过程中，水平拉力F、环与杆的摩擦力F和 环对杆的压力F、的变化情况是 ( A.F逐渐增大，F,保持不变，F、逐渐增大 B.F逐渐增大，F,逐渐增大，F、保持不变 C.F逐渐减小，F逐渐增大，F、逐渐减小 D.F逐渐减小，F,逐渐减小，F、保持不变 ·3 000- [解析]（方法一）计算法、F, 以结点O为研究对象，受力 、0 分析如图所示，由平衡条件 可知：mg、F的合力与绳子 的拉力FT等大反向， mg F大小满足关系式F=ngtan0,在物体缓 慢下降过程中，物体的受力情况及平衡状态 保持不变，所以关系式F=ngtan0仍然成 立.圆环、绳、物体组成系统，整体分析，水平 方向F,=F,竖直方向mg=FN,但0逐渐减 小，所以F也随之减小，F也随之减小，FN =mg不变.选项D正确】 (方法二)图解法 mg 物体在三个力的作用下 处于平衡状态，力F和绳 子的拉力FT的合力与重 力平衡，即F和FT的合力大小恒定，方向 竖直向上，且F的方向保持不变，根据力的 三角形定则可用图示的方法来确定力F的 变化规律，如图所示，0减小，F随之减小，F =F也随之减小，FN=mg不变，选项D 正确】 (方法三)极限法 在物体缓慢下降过程中，细绳与竖直方向的 夹角日不断减小，可把这种减少状态推到极 限状态，即细绳与竖直方向的夹角日=0，此 时系统仍处于平衡状态，由平衡条件可知： 当0=0时，F=0,F=0,FN=mg不变，所 以可得出结论：在物体缓慢下降过程中，F 逐渐减小，F也随之减小.选项D正确. [答案]D 《技能提升台 技能提升 一、选择题 1.我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁 (如图甲所示)在行驶过程中非常平稳，放在桌 上的水杯几乎感觉不到晃动.图乙为高铁车厢 示意图，A、B两物块相互接触放在车厢里的水 平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数相同，A 4 三0022 的质量比B的质量大，车厢在平直的铁轨上向 右做匀速直线运动，A、B相对于桌面始终保持 静止，下列说法正确的是 (0 甲 A.A受到2个力的作用 B.B受到3个力的作用 C.A受到桌面对它向右的摩擦力 D.B受到A对它向右的弹力 2.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜 面向上匀速运动，轻绳与斜面平行.已知物 块与斜面之间的动摩擦因数为气，重力加速 度取10m/s2.若轻绳能承受的最大张力为 1500N,则物块的质量最大为 A.150 kg B.100√3kg C.200 kg D.200√3kg 3.如图所示，轻绳a、b将灯笼 悬挂于O点.灯笼保持静 止，所受重力为G,绳a、b 对O点拉力的合力为F,F 的大小和方向是( A.F>G,方向竖直向上 B.F>G,方向斜向上 C.F=G,方向竖直向上 D.F=G,方向斜向上 4.如图所示，某中学新校区装修时， 工人用质量为m的磨石对斜壁进 行打磨，当对磨石施加方向竖直 向上、大小为F的推力时，磨石恰 好沿斜壁向上匀速运动.已知磨石与斜壁之 间的动摩擦因数为4，则磨石受到的摩擦力 大小为 ( A.(F-mg)cos 0 B.(F-mg)sin 0 C.u(F-mg)cos 0 D.u(F-mg) 5.如图所示，A、B两物体的质量分别为mA和 mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态，滑 轮的质量和一切摩擦均不计.如果绳一端由 ·35 高一物理蜀 Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新 平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水 平方向的夹角0如何变化？ PO Q0 白B □A A.物体A的高度升高，0角变大 B.物体A的高度降低，0角变小 C.物体A的高度升高，0角不变 D.物体A的高度不变，0角变小 6.有一个直角支架AOB,AO水平0 放置，表面粗糙，OB竖直放置，表 面光滑.AO上套有小环P,OB上 套有小环Q,两环质量均为m,两 环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相 连，并在某一位置平衡.如图所示，现将P环向 左移一小段距离.两环再次达到平衡，那么将 移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较， AO杆对P环的支持力F、和细绳上的拉力F 的变化情况是 () A.FN不变，F变大 B.FN不变，F变小 C.FN变大，F变大 D.FN变大，F变小 7.如图所示，质量为m的物体在三 根细绳悬吊下处于平衡状态，不 计细绳重力.现用手持绳OB的 B端，使B端缓慢向上转动，且 始终保持结点O的位置不动，则AO绳拉力 F,、BO绳拉力F,的变化情况是() A.F,变小，F。变小 B.F,变小，F2先变小后变大 C.F,变大，F2变小 D.F,变大，F。先变大后变小 8.(多选)如图所示，在粗糙水 平地面上放着一个截面为 四分之一圆弧的柱状物体 A,A的左端紧靠竖直墙，A VZ27K77777777777777 与竖直墙壁之间放一光滑 球B,整个装置处于静止状态.若把A向右移 动少许后，它们仍处于静止状态，则() 飞堡快乐假期 A.B对墙的压力减小 B.A与B之间的作用力增大 C.地面对A的摩擦力减小 D.A对地面的压力不变 二、非选择题 9.如图，质量为m1=2kg 06B 的物体甲通过三段轻绳 0 悬挂，三段轻绳的结点为 O.轻绳OA水平，OB绳 甲 与水平方向的夹角0 30°，且通过一个光滑的轻滑轮与放置在水平面 上的质量为m2=5kg的物体乙相连，物体甲、 乙均处于静止状态.g取10m/s,求： (1)轻绳OA、OB对结点O点的拉力大小 (2)物体乙对地面的压力. 10.如图所示，粗糙水平地面 上放置一个截面为半圆 B 的柱状物体A,A与墙壁 之间再放一光滑圆球B, 2r 整个装置处于静止状态。 3 900-= 已知A、B的质量分别为M和m,圆球B 和截面为半圆的柱状物体A的半径均为 r,已知A的圆心到墙角的距离为2r,重力 加速度为g.求： (1)物体A受到地面的支持力大小 (2)物体A受到地面的摩擦力. 新题快递 一串小灯笼（五只）彼此用轻绳连 接，并悬挂在空中.在稳定水平风30° 力作用下小灯笼发生倾斜，悬绳与 竖直方向的夹角为30°，如图所示。 设每只灯笼的质量均为m,则自上往下第二只 灯笼对第三只灯笼的拉力大小为 A.2√3mg 2y9 C.8 3 mg D.8mg 《益智欢乐谷 竖鸡蛋的窍门 可以竖熟鸡蛋，只要像玩陀螺那 样把鸡蛋一转就行了，旋转的鸡蛋能 够直立，但是生鸡蛋不行.生鸡蛋里面 是液体，不能跟着蛋壳同时旋转，而总是比蛋壳 旋转得慢一些，消耗了转动能量，不能像熟鸡蛋 那样迅速地旋转，所以生鸡蛋立不起来.如果把 生鸡蛋用力摇晃十几次，使鸡蛋成为散黄蛋，然 后让鸡蛋大头朝下，放在一个有台布的桌子上， 用手扶一会，鸡蛋就会立住.道理是，蛋黄会沉到 下面使鸡蛋的重心下移，即使这样竖起的鸡蛋还 是十分不稳定的，稍稍一碰就会倒下快乐假期 期必刷11 技能提升台 技能提升 1.解析：根据共，点力的概念，几个力如果都作用在物体的同一 点，或者它们的作用线相交于同一个点，这几个力就叫作共 点力，故C、D正确.一对平衡力一定作用在同一条直线上， 它们一定是共，点力，故B正确.对于选项A中所描述的两个 力，它们有可能一上一下，互相平行但不共点，故A错误. 答案：BCD 2.AD 3.C 4.解析：力F的作用效果与其分力F1、F2共同作用产生的效 果相同.F,和F。的合力的作用效果是把行李提起来，而G 的作用效果是使行李下落，另外产生的原因（即性质）也不相 同，故A错误；F,和F。的作用效果和F的作用效果相同， 故B正确；行李对轻绳OA的拉力与拉行李的力F1是相互 作用力，等大反向，故C正确；合力F是为研究问题方便而 假想出来的力，实际上不存在，应与实际受力区别开来，故D 错误. 答案：BC 5.解析：对人受力分析可知，两绳的拉力的合力与人的重力的 大小是相等的，人的重力的大小是不变的，所以它们的合力 不变.当双臂缓慢张开时绳之间的夹角变大，两个分力的大 小都要变大，所以C正确 答案：C 6.解析：A树枝对小鸟的合作用力与小鸟的重力等值反向，所 以树枝对小鸟的合作用力大小不变，故A错误. B.小鸟所受的摩擦力f=ngsin0,从A到B的过程中，0先 减小后增大，则摩擦力先减小后增大，故B正确. C.小鸟所受的弹力V=gcos0,从A到B的过程中，0先减 小后增大，则弹力先增大后减小，故C、D错误， 答案：B 7.C8.C 9.解析：工人的受力如图所示，根据受力平衡 AFT 可得Frcos30°=mg,Fr sin30°=Fv,解得 F,=16005N.R-805N.AB错误.R 3 3 若缓慢减小悬绳的长度，由受力平衡可知 FT与F,的合力大小始终等于工人的重力， mg 方向竖直向上，即F,与F,的合力保持不变，C正确.若缓 慢减小悬绳的长度，可知悬绳与竖直方向的夹角日增大，根 据R,=gR=mgam9,可知F1增大，r、增大，D 错误. 答案：C 10.解析：(1)以水平方向为x轴，竖直方向为F轴，建立直角 坐标系，然后描，点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的 斜率即为弹簧的劲度系数k,在直线上任取一点，如(6 102,3.2),则k 6x10N/m≈53N/m 3.2 弹N4,0田H用 2.0 15 0.061234567 弹簧伸长量/×102m 000- (2)弹簧秤的读教为2.10N,选标度1N合力的图示如图 所示 F含 (3)经测量，合力F金=3.3N. 答案：(1)见解析图53（说明：士2范围内都可） (2)2.10(说明：有效数字位数正确，士0.02范围内都可) 见解析图(3)3.3（说明：士0.2范围内都可） 11.解析：由于伞对称分布，取对称的两根伞绳 分析，其合力图如图所示，可知两个力的最 大合力 F=2Fc0s30°=2X300×10×号N 309 ≈5.2×103N, 所有伞的合力等于50×5.2×103N 2.6×105N 答案：2.6×10N 新题快递 解析：对钢管受力分析，如图所示 LlIlIILlL F 0 T7Ti7TX7 G 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，A、B、C错误，D正确.故选D. 答案：D 假期必刷12 技能提升台 技能提升 1.解析：车厢做匀速直线运动时，A、B受到的合外力均为零， 因此分别只受到重力和桌面的支持力的作用，因此A正确： B、C、D错误 答案：A 2.解析：对物块受力分析如图所示，由平 F 衡条件得，沿斜面方向F-mngsin30° F=0,沿垂直斜面方向F、-ng cos30 =0,又F:=uFv,联立方程解得m= 150kg.故A正确，B、C、D错误 30 答案：A 30° G 3.C 4解析：磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩 擦力而处于平衡状态，如图所示，先将重 力及向上的推力合成，将二者的合力向垂 直于斜面方向及沿斜面方向分解可得，在 沿斜面方向有f=(F-mg)cos9;在垂直 斜面方向上有Fy=(F-mg)sin日，则 f=(F-mg)cos8=μ(F-mg)sin9,故 选A 答案：A 三0022 5.C 6.解析：以两环和细绳作整体受力分析，根据竖 直方向的平衡条件可得F=2mg,不随环的 移动而政支：隔高环Q,受力分新知图所示，料 Fcos a=mg.当P环向左移一小段距离，两环 再次达到平衡时，α变小，故F变小，所以选项 mg B正确. 答案：B 7.解析：结点O始终处于平衡状态，用平行F 四边形定则作出O点受力的“力三角形A OBD”,它的三个边长分别表示三个力的 大小，如图所示.在OB向上转动的过程 中，因重力mg不变，OD的大小、方向均 不变；因OA位置不变，F1的方向不变。 当B点向上转动时，从三角形的几何特，点 可以看出，拉力F一直变小，拉力F2先 变小至垂直位置的最小值后又变大，综上 分析，选项B正确 答案：B 8.解析：设物体A对球B的支持力为F,F 竖直墙对球B的弹力为F2,F与竖直方 向的夹角日因物体A右移而减小 B 对球B进行受力分析如图所示，由平 衡条件得： mig Fcos9=mg,Rin9=R,解得R-F,=otan0, 日减小，F,减小，F,减小，选项A正确，B错误；对A、B整体 受力分析可知，竖直方向，地面对整体的支持力F、=(m1十 mB)g,与日无关，即A对地面的压力不变，选项D正确；水平 方向，地面对A的摩擦力F=F。,因F。减小，故F,减小，选 项C正确 答案：ACD 9.解：(1)以结，点O为研究对象进行受力分 Fon 析如图所示 报据几何关系可得：Pm= Fok 20√3N; Raw-8=40N. mg (2)对乙根据共点力的平衡条件可得： V=m2g-Fm=50N-40N=10N;由牛顿第三定律可知： 物体乙对地面的压力N'=V=10N,方向竖直向下. 答案：(1)20W3N40N(2)10N,方向竖直向下 10.解：(1)对A、B整体受力分析，如图甲所示 由平衡条件得Na=(M十m)g. N AN B N mg/ 7777777777为7777777777 (M+m)g -2r 分 乙 (2)对B受力分析，如图乙所示， 由儿何关系得sin0=云=合，0=30， 由平衡条件得NaB COS9-mg=0,Nau sin9-Vg=0, 联立解得Na=mgian0= 3mg, 由图甲可得，物体A受到地面的摩擦力∫=N。= 3mg,方 向水平向左 答案：1)M+mg（2)9mg,方向水平向左 高一物理 新题快递 解析：以下面三只灯笼组成的整体为研T 究对象，进行受力分析，如图所示，竖直 30° 方向有Tc0s30=3mg,得T=3m c0s30 2√3mg,故选A. 答案：A 假期必刷13 3mg 技能提升台 技能提升 1.解析：根据题意可以知道：“力，刑（形）之所以奋也.”这句话的意 思是：力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来 越快，即力起到了改变物体运动状态的作用，故与“力是物体运 动状态改变的原因”相接近，所以D正确，A、B、C错误. 答案：D 2.D 3.解析：物体在不受力的作用时，总保持静止状态或匀速直线 运动状态，A错误；牛顿第一定律既揭示了物体状态的原因 又揭示了运动状态改变的原因，B正确：惯性是物体的固有 属性，惯性大小只与质量有关，与物体是否受力等无关，C错 误；牛顿第一定律反映了惯性大小以及力是改变物体运动状 态的原因，故D错误 答案：B 4.D5.B 6.解析：质量是物体惯性大小的唯一的量度，甲的质量小于乙 的质量，所以甲的惯性要比乙的小， 答案：A 7.D 8.解析：因为石头质量越大，其惯性就就越大，石头的运动状态 就越难改变，所以人受到的附加冲击力就越小，故节目所选 石头越大越好 答案：见解析 9.当火车匀速行驶时，由于惯性，电灯与火车同速，软质电线沿竖 直方向.当火车突然加速行驶时，由于惯性，电灯的速度将小于 火车的速度，软质电线将向后摆.当火车突然减速行驶时，由于 惯性，电灯的速度将大于火车的速度，软质电线将向前摆. 新题快递 解析：摆锤相对汽车向右摆动，根据惯性的知识分析，可知汽 车可能是向左加速行驶或向右减速行驶，只有C正确. 答案：C 假期必刷14 技能提升台 技能提升 1.解析：在有关力学的分析和计算中，可以采用任何一种单位 制，只要单位统一即可，但通常采用国际单位制，力学中的基 本物理量只有三个，即质量、长度和时间，它们的单位是基本 单位，在国际单位制中分别为kg、m和s,而其他物理量的单 位都是由这三个基本物理量的单位推导出来的，如N就是 导出单位，可以用基本单位表达成kg·m/s,A、B错误，C、 D正确. 答案：CD 2.解析：在国际单位制中，长度、质量、时间三个物理量被选作 力学的基本物理量，故A错误；力的单位牛顿不是国际单位 制中的基本单位，故B错误；根据牛顿第二定律F=a可 知，1N=1kg·m·s2,故C正确；“克”“摄氏度”不是国际 单位制中的单位，故D错误. 答案：C 3.解析：把各物理量的单位都用国际单位表示，v的单位为m s,a的单位为m/s2,F的单位为kg·m/s2,x的单位为m,t 的单位为s,m的单位为kg,由此可解出A、B、CD计算结果 的单位分别为s、m/s、kg·m/s、m,故A、B、C一定错误，D 可能正确. 答案：D