2026届高三物理二轮复习跟踪训练：第1讲 力 与物体的平衡

第1讲力 与物体的平衡 跟综训练 基础练 1、 选择题: 1.如图,水平桌面上放置一个质量为m的杯子,用两个水平拉力拉一根穿过杯子把手的橡皮筋,杯子处于静止状态。杯子与桌面间的动摩擦因数为μ,不计橡皮筋与把手间的摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.杯子受到桌面的摩擦力一定为μmg B.杯子受到桌面的摩擦力大于其中一个拉力 C.增大拉力,杯子受到桌面的摩擦力一定不变 D.增大两个水平拉力的夹角,则拉动杯子需要的力更大 2.如图所示,一女士借助瑜伽球靠墙静止蹲在墙边,女士背部保持挺直且倚靠在瑜伽球上,瑜伽球“倚靠”在竖直墙面上。下列说法正确的是(　　) A.地面对女士的支持力大于女士受到的重力 B.地面对女士的摩擦力为零 C.女士对瑜伽球的弹力可能为0 D.女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力是一对作用力和反作用力 3.卖货郎是旧时民间在农村或城市小巷流动贩卖日用杂货的商贩。如图所示,假设卖货郎的每个货筐是质量为M的立方体,每个货筐由四条轻绳对称悬挂于扁担上同一点,则卖货郎肩挑扁担匀速直线前进时,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.每条轻绳中的拉力大小为Mg B.每个货筐上四条轻绳中的拉力相同 C.若将货筐上的四条轻绳减小同样长度但仍对称分布,则每条轻绳中的拉力将变大 D.若将货筐上的四条轻绳减小同样长度但仍对称分布,则卖货郎承受的压力将变大 4.如图所示,用三根相同细线a、b、c将重力为G的灯笼1和重力为2G的灯笼2悬挂起来。两灯笼静止时,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c水平。则(　　) A.a中的拉力大小为2G B.c中的拉力大小为G C.b中的拉力大于a中的拉力 D.只增加灯笼2的质量,c最先断 5.如图甲所示,挡板OM、ON与水平面的夹角均为60°,一表面光滑的球静置在两挡板之间。现将整个装置绕过O点、垂直纸面的轴顺时针缓慢转动到挡板OM竖直,如图乙所示,整个过程中两挡板间的夹角保持不变,下列说法正确的是(　　) A.挡板OM对球的作用力大小逐渐增大 B.挡板ON对球的作用力大小先增大后减小 C.转动前,挡板ON对球的支持力大小等于球所受重力大小的一半 D.转动后,挡板OM对球的支持力大小等于挡板ON对球支持力大小的一半 6.如图所示,两相同的小球M、N用等长的绝缘细线悬挂在竖直绝缘墙壁上的O点,悬点到小球中心的距离均为L,给小球N带上电,电荷量大小为q。小球M上电荷量未知且保持不变,由于库仑斥力作用,初次平衡时两小球间的距离为d1,由于某种原因,小球N缓慢漏电,当两小球间的距离为d2时,小球N的电荷量为(　　) A. B. C. D. 7.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 8.(多选)(2025·广西卷)独竹漂是我国一项民间技艺。如图,在平静的湖面上,独竹漂选手手持划杆踩着楠竹,沿直线减速滑行,选手和楠竹相对静止,则(　　) A.选手所受合力为零 B.楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下 C.手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡 D.选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面 9.(多选)如图所示,轻质细绳1、2、3连接在O点,1的上端系在天花板上,2、3的下端连接在匀质细木棒的两端,用水平向右的拉力F0作用在木棒的中点。木棒在空中稳定时,1与竖直方向的夹角为37°,其延长线经过木棒的中点,且此延长线与2、3的夹角均为37°,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列说法正确的是(　　) A.木棒的质量为 B.细绳1的拉力大小为 C.细绳2、3对O点拉力的合力大小为 D.细绳2的拉力大小为 提能增分练 一．选择题: 10.(2025·河北卷)如图,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 11.如图所示,一条不可伸长的轻绳两端分别系在轻杆MN两端,轻杆MN的中点为O,在轻绳上放置一轻质滑轮,滑轮与一重物相连,此时轻杆与水平方向的夹角为θ,轻绳两部分的夹角为90°。让轻杆绕O点在竖直面内顺时针缓慢转过2θ角,在此过程中关于轻绳张力大小,下列说法正确的是(　　) A.保持不变 B.逐渐增大 C.逐渐减小 D.先增大后减小 12.如图甲所示,用两根细绳连接一小球,让小球始终处于静止状态,细绳OA与竖直方向的夹角为θ1,且保持不变,拉力用F1表示。细绳OB从竖直位置沿顺时针方向缓慢旋转,细绳OB的拉力F2和对应角度θ2的关系如图乙所示,下列说法正确的是(　　) A.θ1= B.当θ1=θ2时,细绳OB的拉力F2=10 N C.沿顺时针方向缓慢旋转过程中,细绳OB的拉力F2的最小值为5 N D.沿顺时针方向缓慢旋转过程中,细绳OB的拉力F2的最小值为5 N 培优练 一．计算题: 11.某同学做家务时,使用拖把清理地板,如图所示。假设拖把头的质量为1 kg,拖把杆的质量不计,拖把杆与水平地面成53°角。当对拖把头施加一个方向沿拖把杆向下、大小为10 N的力F1时,恰好能推动拖把头向前匀速运动。重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。 (1)求拖把头与地板间的动摩擦因数μ; (2)当拖把静止时,对拖把头施加一个方向沿拖把杆向下的力F2,拖把杆与地面的夹角为θ。当θ增大到某一值时,无论F2多大,都不能推动拖把头,求此时的tan θ值(为方便起见,本问可忽略拖把头的重力,且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。 参考答案： 1.答案　D解析　杯子没有被拉动,受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于杯子受到的拉力的合力,不能用滑动摩擦力的公式来计算,A错误;杯子受到桌面的摩擦力大小等于橡皮筋拉力的合力,两橡皮筋之间的夹角不确定,橡皮筋上的拉力和合力之间的关系不能确定,故无法判断摩擦力与其中一个拉力的关系,B错误;橡皮筋夹角不变,增大拉力,合力增大,若杯子还未被拉动,则所受静摩擦力增大,C错误;杯子所受拉力的合力达到最大静摩擦力时,杯子刚被拉动,所需合力一定时,两个等大的分力夹角越大,所需的分力越大,故拉动杯子需要的力越大,D正确。 2.答案　A解析　瑜伽球有向下运动的趋势,在竖直方向受到重力、墙和女士对球竖直向上的摩擦力,竖直方向上女士受到重力、瑜伽球对女士向下的摩擦力和地面对女士向上的支持力,根据平衡条件可知地面对女士的支持力大于女士受到的重力,故A正确;女士在水平方向受力平衡,由于瑜伽球对女士有水平向左的弹力,所以地面对女士有水平向右的摩擦力,故B错误;瑜伽球在水平方向受力平衡,墙对瑜伽球有水平向左的弹力,所以女士对瑜伽球有水平向右的弹力,故C错误;女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力是一对平衡力,故D错误。 3.答案　C解析　假设轻绳与竖直方向的夹角为α,根据力的平衡条件,有4Fcos α=Mg,每条轻绳中的拉力大小为F=,故A错误;四条轻绳中的拉力大小相等,方向不同,故B错误;若货筐上的四条轻绳减小同样长度但仍对称分布,α增大,根据F=,每条轻绳中的拉力将变大,但卖货郎承受的压力保持不变,故C正确,D错误。 4.答案　A解析　将两灯笼看作一个整体,对整体受力分析,如图所示 根据平衡条件可得Facos 30°=3G,Fasin 30°=Fc,解得Fa=2G,Fc=G,故A正确,B错误;对灯笼2隔离分析,利用平衡条件可得Fb==G<Fa,故C错误;由以上可知三根细线a、b、c中拉力大小关系为Fa>Fb>Fc,三根相同细线所能承受的最大拉力相同,只增加灯笼2的质量,a最先断,故D错误。 5.答案　D解析　对球受力分析,利用辅助圆作图,如图所示。图中实线三角形为初始状态,虚线三角形为末状态,可知,挡板OM对球的作用力大小逐渐减小,挡板ON对球的作用力大小逐渐增大,故A、B错误;结合上述可知,转动前,两挡板的支持力夹角为120°,则挡板ON对球的支持力大小等于球所受重力大小,故C错误;由虚线三角形可知,转动后,挡板OM对球的支持力大小FM=FNcos 60°=FN,故D正确。 6.答案　B解析　如图所示,对小球M受力分析可知,M所受的重力、绳的拉力和库仑力F构成的力的三角形与几何三角形△OMN一直相似,所以当初次平衡,两小球间的距离为d1时,有=;当两小球间的距离为d2时,有=;根据库仑定律,两种状态下库仑力分别为F1=k,F2=k,联立解得q'=,故B正确。 7.答案　B解析　对重环受力分析,并构建封闭的矢量三角形,如图所示,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,夹角又逐渐变大,拉力F继续增大,FN也增大,故B正确。 8.答案　CD解析　选手沿直线减速滑行,其所受合力与运动方向相反,不为零,A错误;由于楠竹和选手相对静止,对选手(含划杆)受力分析可知,其受到楠竹的静摩擦力和支持力,则由平行四边形定则与牛顿第三定律可知,楠竹受到选手作用力的方向一定不是竖直向下,B错误;手持划杆使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡,C正确;对选手受力分析,其水平方向受到楠竹的静摩擦力,竖直方向受到重力和楠竹的支持力,竖直方向受力平衡,则选手受到楠竹作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面,D正确。 9.答案　BD解析　细绳2、3对木棒拉力的合力沿着细绳1方向,木棒受力等效为三力平衡,如图所示,由三力合成的矢量三角形可得=tan 37°,=sin 37°,解得m=,F1=,故A错误,B正确;对结点O,细绳2、3对O点拉力的合力与细绳1对O点的拉力等大反向,即F23=,故C错误;对O点受力分析,由力的平衡条件,有2F2cos 37°=F1,则F2=,故D正确。 10.答案　B解析　小球受力情况如图所示。由平衡条件得2Fcos 45°+FN=mg,当凹槽底部对小球支持力FN=0时,拉力F最大,有2Fmcos 45°=G,解得Fm=G,故B正确。 11.答案　D解析　如图所示,轻杆 MN与水平方向的夹角θ(θ<90°)越大,M、N之间的水平距离d越小,由于滑轮两侧轻绳拉力FT相等,滑轮左右两侧轻绳与竖直方向的夹角相等,令夹角为α,轻绳长为L,则有sin α===,可知d越大,α越大,d越小,则α越小,根据平衡条件有mg=2FTcos α,可得FT=。在圆环从题图所示位置在纸面内绕O点顺时针缓慢转过2θ的过程中,MN之间的水平距离d先增大后减小,即α先增大后减小,cos α先减小后增大,则轻绳的张力先增大后减小,故D正确。 12.答案　C解析　小球始终处于静止状态,对小球受力分析,如图所示,由图可知,当θ2=0°时,细绳OA的拉力F1为零,结合题图乙可得此时F2=G=10 N;由题图乙可知,当θ2=时,拉力F2最小,所以沿顺时针方向缓慢旋转过程中,细绳OB的拉力F2先减小后增大,当F1和F2垂直时,拉力F2最小,则θ1=,细绳OB的拉力F2的最小值为F2min=Gsin θ1=5 N,故C正确,A、D错误;当θ1=θ2=时,F1=F2,根据平衡条件得2F2cos θ1=G,解得细绳OB的拉力F2= N,故B错误。 13.答案　(1)　(2)3 解析　(1)对拖把头受力分析,如图甲所示。 拖把头做匀速直线运动,水平方向和竖直方向受力平衡,在水平方向上有F1cos 53°=Ff,在竖直方向上有FN=mg+F1sin 53° 又Ff=μFN,联立解得μ=。 (2)法一　忽略拖把头的重力,若不能推动拖把头,需满足F2cos θ≤μF2sin θ,即tan θ≥=3时无论对拖把头施加一个沿拖把杆向下的多大的力,都不能推动拖把头。 法二　摩擦角解法:如图乙所示。 FN与Ff的合力称为全反力FR,设全反力FR与竖直方向的夹角为α,只要推力F2与竖直方向的夹角θ'≤α,那么无论推力F2多大,都不能推动拖把头,综上所述,可得tan≤μ=,整理可得tan θ≥3。 学科网（北京）股份有限公司 $