第6讲 受力分析 共点力的平衡(课时跟踪检测)-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习学用Word

**基本信息** 高中物理一轮复习题集，聚焦受力分析与共点力平衡，通过智能机械臂、无人机等11道真实情境题，覆盖弹力、摩擦力及平衡条件应用，适配基础巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7|受力分析、力的合成与分解|情境贴近生活科技，基础与提升题梯度分布| |多选|3|共点力平衡条件、多物体受力|结合文化（古建筑青瓦）与科技（氦气球）素材| |计算|1|平衡综合应用|多过程设问，考查科学推理与模型建构能力|

第6讲　受力分析　共点力的平衡 1.★〔多选〕（2026·辽宁沈阳月考）智能机械臂广泛应用于物流行业。如图是机械臂用机械手夹住纸箱，竖直向上匀速运动，下列关于纸箱受力的说法正确的是（　　） A.只受重力和弹力 B.只受重力和摩擦力 C.两侧受到的摩擦力方向相同 D.两侧受到的弹力方向相反 2.（2025·重庆高考1题）现代生产生活中常用无人机运送物品，如图所示，无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停，轻绳M端和N端系住钢管，轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°，钢管水平。则MO的弹力大小为（重力加速度为g）（　　） A.2mg B.mg C.mg D.mg 3.★（2026·贵州遵义期末）某同学搭建了一个甲烷分子球棍模型，并将其静置在光滑水平桌面上，如图所示。质量均为m的四个相同小球a、b、c、d，通过轻杆连接在小球O的周围，形成一个正四面体结构。已知小球O质量为M，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A.O球受到的合力为Mg B.O球受到的合力为零 C.a球受到桌面的作用力大小为mg D.a球受到桌面的作用力大小为mg＋Mg 4.（2026·山西大同模拟）如图所示，轻弹簧一端连接小球A，另一端悬挂在天花板上。轻绳1连接小球A、B，轻绳2一端连接小球B，另一端固定在竖直墙壁上，两小球均处于静止状态。A、B的质量分别为M、m，弹簧弹力为F，弹簧与竖直方向、轻绳1与水平方向的夹角均为30°，轻绳2沿水平方向，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A.M＝m B.M＝m C.F＝2mg D.F＝mg 5.（2026·河北廊坊期末）如图，天然气灶的锅支架上对称分布着四个支撑片，每个支撑片与水平方向的夹角均为α，锅及锅内食材的总质量为m，重力加速度为g，将锅放在支架上烹饪时锅处于静止状态，不考虑锅与支撑片之间的摩擦力，每个支撑片对锅的弹力大小为（　　） A. B. C. D. 6.（2026·云南昆明期末）如图所示为某智能机器人机械臂简化示意图，AO、BO、AB三根轻杆通过铰链连接，AB固定在水平方向，ABO位于竖直平面内，AO与水平方向的夹角为35°，BO与水平方向的夹角为60°。在O点用轻绳悬挂重力为G的货物，系统处于静止状态时，AO杆、BO杆弹力的大小分别用F1、F2表示，下列关系式正确的是（　　） A.G＜F1＜F2 B.G＜F2＜F1 C.F1＜G＜F2 D.F1＜F2＜G 7.★（2025·安徽合肥三模）图甲为我国传统古建筑中常见的图案，该图案均由图乙中单片青瓦拼凑而成。现瓦匠师傅用质量均为m的相同青瓦片叠放在水平地面上，如图丙所示，瓦片1的支撑点为瓦片2、3的顶端。假设青瓦片为质量分布均匀的圆弧形状，厚度不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A.瓦片2对1左端的摩擦力水平向左 B.瓦片3对1右端的摩擦力水平向左 C.地面对瓦片2左端的支持力大小为mg D.地面对瓦片3左端的支持力大小为mg 8.如图所示，轻杆AB的左端用铰链与竖直墙壁连接，轻杆CD的左端固定在竖直墙上，图甲中两轻绳分别挂着质量为m1、m2的物体，另一端系于B点，图乙中两轻绳分别挂着质量为m3、m4的物体，另一端系于D点。四个物体均处于静止状态，图中轻绳OB、O'D与竖直方向的夹角均为θ＝30°，下列说法一定正确的是（　　） A.m1∶m2＝1∶1 B.m1∶m2＝2∶ C.m3∶m4＝1∶1 D.m3∶m4＝2∶ 9.〔多选〕（2026·湖南长沙联考）如图所示，氦气球通过轻绳系留在地面的沙袋上，已知氦气球以及球内氦气质量为12 kg，沙袋质量为20 kg，与水平地面之间的动摩擦因数μ＝0.5。气球受到竖直向上的空气的浮力以及水平方向风的作用力，当系留轻绳与水平方向之间的夹角为53°时（sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6），沙袋刚要在地面上滑动，重力加速度g＝10 m/s2，关于气球的受力，下列说法正确的是（　　） A.气球所受的空气的浮力大小为200 N B.气球所受的空气的浮力大小为180 N C.水平风力的大小为80 N D.水平风力的大小为60 N 10.（2026·江苏泰州期末）如图所示，物块A被轻质细绳系住静止在倾角为30°的斜面上，细绳绕过光滑定滑轮后与轻弹簧O点相连，物块B静止悬挂在O点下方，轻弹簧水平，细绳左右两边与竖直方向的夹角分别为30°、60°。已知轻弹簧劲度系数为k，B的质量为m，重力加速度为g，A与斜面间的动摩擦因数μ＝，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）弹簧的伸长量x； （2）水平地面对斜面的摩擦力f的大小和方向； （3）要使A、B始终在原有位置保持静止，A的质量M的最大值。（斜面始终处于静止状态） 11.★〔多选〕（2026·浙江省温州期末）如图甲所示为一鸡蛋收纳架，利用斜坡使鸡蛋自动滚下。斜坡底端有一竖直挡板，斜坡倾角θ＝30°并开有凹槽，凹槽宽度为R。现将5个鸡蛋放置在鸡蛋架上，将鸡蛋简化为质量为m，半径为R的球，图乙为正视图，图丙为沿斜坡方向视角。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A.鸡蛋架对5号鸡蛋的作用力大小为mg B.4号鸡蛋对5号鸡蛋的支持力大小为mg C.竖直挡板对1号鸡蛋的支持力大小为mg D.凹槽单侧对5号鸡蛋的支持力大小为mg 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6讲　受力分析　共点力的平衡 1.CD　根据平衡条件可知纸箱受到重力、机械手施于它的弹力和静摩擦力作用；其中两侧受到的弹力方向相反；两侧受到的静摩擦力方向相同，均竖直向上，故C、D正确。 2.B　以钢管为研究对象，设轻绳的拉力为T，根据对称性可知两边绳子拉力相等，根据平衡条件2Tcos 60°＝mg，可得T＝mg，故选B。 3.B　由题意可知，O球静止，所以，O球受到的合力为零，A错误，B正确；对整体，总重力为（M＋4m）g，桌面支持力与之平衡，3小球受力对称，每个小球受桌面支持力mg＋Mg，由于桌面光滑，a球与桌面无摩擦，故a球受到桌面的作用力大小等于a球受到桌面的支持力大小，为mg＋Mg，C、D错误。 4.C　分别对两小球A、B受力分析如图 根据平衡条件可得F1＝Mg，F1'sin 30°＝mg，由牛顿第三定律可知F1与F1'大小相等，则有M＝2m，故A、B错误；由平衡条件，可得F＝2Mgcos 30°，与上式联立可得F＝2mg，故C正确，D错误。 5.A　根据对称性及平衡条件得4FNcos α＝mg，解得FN＝ ，故A正确。 6.A　对O点受力分析如图，根据相似三角形以及三角形的性质，大边对大角，（F1所对的角为30°、F2对角为125°、G对角为25°），则G＜F1＜F2，故A正确。 7.C　因下方瓦片的受力点均在其顶端，瓦片1与瓦片2、3间的弹力均沿竖直方向，对瓦片1受力分析可知，瓦片2、3对瓦片1没有摩擦力，故A、B错误；对瓦片1、2、3整体受力分析，可得F地2左＋F地2右＋F地3左＋F地3右＝3mg，根据对称性解得F地2左＝F地2右＝F地3左＝F地3右＝mg，故C正确，D错误。 8.B　图甲中，OB绳的张力为T＝m1g，由平衡条件可得m2g＝m1gcos θ，则m1∶m2＝2∶，故A错误，B正确；CD杆固定在墙上，杆的弹力方向不确定，则m3、m4的比值不确定，故C、D错误。 9.AD　沙袋刚要滑动，此时沙袋受到的静摩擦力为最大静摩擦力，近似等于滑动摩擦力。沙袋在水平方向受到绳子拉力FT沿水平方向的分力和静摩擦力f，在竖直方向受到重力、地面支持力N和绳子拉力FT沿竖直方向的分力。水平方向FTcos 53°＝f，竖直方向N＋FTsin 53°＝m沙袋g，且f＝μN，代入数据联立解得FT＝100 N，气球在竖直方向受到竖直向下的重力和绳子拉力FT在竖直方向的分力以及竖直向上的空气浮力F浮，故气球在竖直方向F浮＝m球g＋FTsin 53°，在水平方向，气球受到水平方向的风力F风和绳子拉力FT在水平方向的分力，故水平方向F风＝FTcos 53°，代入数据联立解得F浮＝200 N，F风＝60 N，故A、D正确。 10.（1）　（2）mg，方向水平向左　（3） 解析：（1）对结点O分析，根据平衡条件有 kx＝mgtan 60°，T＝ 解得T＝2mg，x＝。 （2）对A与斜面整体进行分析，根据平衡条件有 f＝Tcos 60° 结合上述解得f＝mg，方向水平向左。 （3）对A进行分析，斜面对A的支持力大小 N＝Mgcos 30°－Tsin 30° 斜面对A的最大静摩擦力fmax＝μN 当A的质量达到最大值时，对A进行分析有 Mgsin 30°＝Tcos 30°＋fmax 解得M＝。 11.AC　对5号鸡蛋进行分析，根据平衡条件，鸡蛋架对5号鸡蛋的作用力大小N5＝mgcos θ＝mg，故A正确；对5号鸡蛋进行分析，根据平衡条件，4号鸡蛋对5号鸡蛋的支持力大小N45＝mgsin θ＝mg，故B错误；对5个鸡蛋整体进行分析，根据平衡条件可知，竖直挡板对1号鸡蛋的支持力大小为F挡板＝5mgtan θ＝mg，故C正确；根据对称性可知，凹槽单侧对5号鸡蛋的支持力大小相等，令该支持力方向与垂直于斜坡方向夹角为α，根据几何关系有sin α＝＝，解得α＝45°，对5号鸡蛋进行分析，结合上述有2Ncos α＝N5＝mg，解得N＝mg，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $