第1讲 力与物体的平衡(强化练)-【优化探究】2026年高考物理二轮专题复习配套课件（广东专版）

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 [基础保分练](1-6题,每题4分) 1.中国传统工艺——榫卯结构出现在当下流行的拼插玩具中。如图所示是一种榫卯连接构件,相互连接的两部分M、N,其中构件M固定在水平地面上,榫、卯接触面间的动摩擦因数均为μ,沿N的轴线OP用大小为F的力才能将N从M中缓慢拉出。可认为各接触面间的弹力大小均为FN,滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等,N的下表面与水平地面未接触,则榫、卯接触面间的动摩擦因数μ为 (　　) A.　　　　　　　　　 B. C. D. C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:将N从M中缓慢拉出,处于平衡状态,榫卯结构有4个接触面,则4μFN=F,解得μ=,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2.(2025·广东佛山统考)据考古记载,我国在春秋战国时期 就开始利用杆秤来称量物体的质量。如图所示,悬挂秤盘 的三根细绳等长,当将秤提起,杆秤平衡时(　　) A.手提杆秤的力等于秤盘及盘中物体的总重力 B.每根细绳的拉力大小一定大于秤盘及盘中物体总重力大小的 C.每根细绳的拉力大小一定等于秤盘及盘中物体总重力大小的 D.每根细绳的拉力大小一定小于秤盘及盘中物体的总重力大小 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:对秤、秤砣和秤盘及盘中物体整体受力分析可知, 手提杆秤的力等于秤、秤砣和秤盘及盘中物体的总重力, A错误;设细绳与竖直方向的夹角为θ,秤盘及盘中物体总 重力大小为G,根据平衡条件可得3Tcos θ=G,每根细绳的拉力大小T=,每根细绳的拉力大小一定大于秤盘及盘中物体总重力大小的,由于θ不确定,无法判断每根细绳的拉力大小与秤盘及盘中物体的总重力大小的大小关系,B正确,C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 3.(2025·广东深圳检测)如图所示,两个倾角均为30°的斜面体固定在卡车上(每个斜面上都安装力传感器),在两个斜面之间放着一个较重的圆柱状工件。当汽车静止时,斜面与工件间的力传感器的读数均为F。不计斜面与工件之间的摩擦,工件与卡车始终相对静止,则汽车在水平面沿直线行驶过程中,传感器的最大值为 (　　) A.2F B.F C.F D. A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:当汽车静止时,以工件为研究对象,根据平衡条件有2Fcos 30°=mg;当汽车加速或减速行驶,其中一斜面对工件的支持力刚好为零时,另一传感器有最大值,对工件进行受力分析,则有Fmcos 30°=mg,联立解得Fm=2F,A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 4.(2025·广东深圳模拟)如图所示,用一轻绳通过定滑轮将质量为m的小球静置在光滑的半圆柱体上,小球的半径远小于半圆柱体截面的半径R,绳AB长度为L,长度为H的杆BC竖直且与半圆柱体边缘相切,OA与水平面夹角为θ,不计一切摩擦,重力加速度为g,下列表达式表示绳对小球拉力F的是 (　　) A. B. C. D. C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:根据题意,对小球受力分析,受到重力G、支持力FN和拉力F作用,把拉力和支持力平移,组成矢量三角形,延长AO和BC交于D点,如图所示。由几何关系和三角形相似有=,解得F=,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 5.图甲是一种大跨度悬索桥梁,图乙为悬索桥模型,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上(图乙中只画出了其中一侧的分布情况),悬索两端与水平方向成45°角,则一根悬索水平段CD上的张力大小是(重力加速度为g)(　　) A.Mg　　　　　　　　 B.Mg C.Mg D.Mg A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:对题图乙中左边的悬索ABC段整体受力分析,如图所示,其中F为三根吊索对悬索ABC段拉力的合力,由平衡条件可得FTD=FTcos 45°, FTsin 45°=F,由题意可知F=,联立解得FTD=,故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 6.(2024·湖北卷)如图所示,两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进,两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f,方向与船的运动方向相反,则每艘拖船发动机提供的动力大小为 (　　) A.f B.f C.2f D.3f B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:根据题意对S受力分析,如图所示, 正交分解可得2Tcos 30°=f,所以有T=f, 对P受力分析,如图所示, 则有(Tsin 30°)2+(f+Tcos 30°)2=F2,解得F=f,故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 [提能争分练](7-11题,每题6分) 7.如图所示,半径均为R的光滑球和不光滑的半球由同种材料制成,球和半球放置在竖直墙壁的左侧。当半球的球心到竖直墙壁的距离大于2.2R时,半球将向左滑动。当半球的球心到墙壁的距离为L时,即使给球体沿通过球心竖直向下方向施加再大的力,半球和球都始终保持静止,则L的最大值为(　　) A.(+2)R B.(+2)R C.(+1)R D.(+1)R D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:依题意,设半球质量为m,则光滑球质量为2m,对光滑球和不光滑的半球整体受力分析,如图所示, 当半球的球心到竖直墙壁的距离为2.2R时,由几何关系,有sin θ== 0.6, 根据平衡条件可得 f=N2=2mgtan θ,N3=mg+2mg, 又f=μN3, 联立解得μ=0.5, 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 给球体沿通过球心竖直向下方向施加再大的力,半球和球始终保持静止,需要满足(F+2mg)tan α≤μ(mg+F+2mg),即tan α≤μ(+1), 当半球球心到墙壁的距离为Lmax时,有tan α=μ, 由几何关系有Lmax=2Rsin α+R, 联立解得Lmax=(+1)R,故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 8.(2025·广东惠州一模)如图所示,带电小球P固定在绝缘竖直墙面上,用绕过固定在竖直墙上O点的小定滑轮的细绳拉着带电小球Q。小球Q静止时P、Q间的距离为r,O、P间的距离为h,h>r。现用拉力F缓慢拉动绳端,使小球Q缓慢移动,不计一切摩擦。在小球Q从图示位置缓慢移动到O点的过程中 (　　) A.拉力F先增大后减小 B.小球P、Q间的库仑力逐渐减小 C.小球P、Q系统的电势能先不变后减小 D.小球Q在小球P所在位置产生的电场强度大小不变 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:设小球Q的质量为m,O、Q间距离为L,在小球Q 到达竖直墙之前,对小球Q受力分析,小球Q受重力、 拉力和库仑力,如图所示,根据力的矢量三角形与几何 三角形相似可得==,在小球Q从图示位置到与 墙壁接触的过程中,mg、h、qP、qQ均不变,L变小,F变小,r不变,因此这个过程小球Q绕小球P做圆周运动;当小球Q与墙壁接触后受重力、拉力和向上的库仑力,在拉力作用下沿墙壁直线上升,库仑力变小,小球Q在 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 竖直方向受力平衡,所以F变大,所以整个过程中拉 力F先减小后增大,小球P、Q间的库仑力先不变,再 逐渐减小,故A、B错误。当小球Q与墙壁接触前,库 仑力不做功,小球P、Q系统的电势能不变;当小球Q 与墙壁接触后库仑力做正功,小球P、Q系统的电势 能减小,所以小球P、Q系统的电势能先不变后减小,故C正确。由E=k可知小球Q在小球P所在位置产生的电场强度大小先不变后减小,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 9.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个重环,绕过光滑定滑轮的轻绳一端与重环相连,另一端施加拉力F使重环从A点缓慢上升到B点。设杆对重环的弹力大小为FN,整个装置处于同一竖直平面内。在此过程中 (　　) A.F逐渐增大,FN逐渐增大 B.F逐渐增大,FN先减小后增大 C.F先减小后增大,FN逐渐增大 D.F先减小后增大,FN先减小后增大 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:对重环受力分析,并构造封闭的矢量三角形,如图所示,由图可知,在拉力到达竖直方向前,与竖直方向的夹角越来越小,拉力F增大,FN减小,经过竖直方向后,拉力与竖直方向的夹角又逐渐变大,拉力F继续增大,FN也增大,故B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 10.如图所示,某创新实验小组制作了一个半径为8 cm的圆环,将3个相同的轻弹簧一端等间距地连接在圆环上的A、B、C三点,另外一端连接于同一点,结点恰好在圆心O处。将圆环水平放置,在结点O处悬挂一瓶矿泉水,缓慢释放直至平衡时测得结点下降了6 cm。已知轻弹簧的原长为8 cm,矿泉水的重力为6 N,则弹簧的劲度系数为 (　　) A.500 N/m B. N/m C.5 N/m D. N/m B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:由几何关系可知每根弹簧此时的长度为l==10 cm,此时每根弹簧与竖直方向夹角的正切值为tan θ==,可知θ=53°,由平衡条件可知3k(l-l0)cos 53°=G,可得k= N/m,故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 11.(多选)(2025·广东广州模拟)如图所示,在一半径为R的表面光滑的半球形容器的球心O点,用长为的绝缘细线悬挂一质量为2m、电荷量为+q1的小球A,在容器内放置一质量为m、电荷量为+q2的小球B,已知B与容器绝缘。两球在如图所示的位置处于平衡状态,此时细线与竖直方向的夹角θ=30°。下列说法正确的是 (　　) A.容器对小球B的支持力等于细线对小球A的拉力 B.容器对小球B的支持力等于细线对小球A拉力的2倍 C.细线对小球A的拉力为小球A重力的 D.两小球间的库仑力为小球A重力的 AC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析:如图甲所示,两球A、B的连线交过球心O的竖直线于P点,分析两小球的受力,并将力经适当平移,构成矢量三角形,根据力的矢量三角形与几何三角形相似,可得=,=,所以FN=T,故A正确,B错误; 把小球A、B看作整体,对整体受力分析 如图乙所示,由正交分解可得FNsin α= Tsin θ,FNcos α+Tcos θ=3mg,解得α=θ=30°, T=·2mg,故C正确;设两小球间的库仑力为F,对小球A,有F==mg,故D错误。 $