重难模块二 牛顿第三定律 共点力的平衡（专项训练）（浙江专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦牛顿第三定律与共点力平衡，以“受力分析-动态平衡-临界极值”递进式题型为载体，系统整合辅助圆、相似三角形等核心方法，强化科学思维与相互作用观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |题型01 受力分析|10题|物体受力个数判断、摩擦力方向分析、相互作用力辨析|从基础受力分析建立相互作用观念，为后续平衡问题奠基| |题型02 动态平衡|10题|辅助圆法、相似三角形法解决动态平衡问题|通过几何模型建构，实现力的动态变化规律推理| |题型03 临界极值|10题|极值条件分析、临界状态判断|综合应用平衡条件，培养科学论证与质疑创新能力|

重难模块二 牛顿第三定律 共点力的平衡（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 ⏳题型01 受力分析 1 ⏳题型02 动态平衡的方法（辅助圆，相似三角形） 4 ⏳题型03 临界和极值问题 8 重难·创新演练 11 真题·实战演练 13 模拟·基础演练 考查重点：受力分析，动态平衡的方法（辅助圆，相似三角形），临界和极值问题 ⏳题型01 受力分析 1. 如图所示，质量为m的物块受到一水平推力F作用，静止在倾角为θ的斜面体上，物块与斜面体间的动摩擦因数，斜面体始终保持静止状态，下列说法正确的是（     ） A．物块一定受到4个力作用 B．斜面对物块的摩擦力方向一定沿斜面向下 C．斜面对地面的摩擦力方向水平向左 D．斜面对地面的压力等于斜面体的重力 2. （多选）如图所示，长方体木块A放在固定的铁质材料斜面B上时恰好静止。现将一块磁铁C轻放在木块A的上表面，磁铁与木块间、木块与斜面间的接触面均粗糙，且磁铁与木块始终保持相对静止。则下列说法正确的是（　　） A．木块A将沿斜面下滑 B．木块A仍恰好保持静止 C．磁铁C受4个力作用 D．磁铁C对木块A的摩擦力平行于斜面向下 3. 小滑块以的初速度沿倾角为的斜面向上运动，经一段时间滑到最高位置，位移为，重力加速度取。下图中表示重力、表示弹力、表示摩擦力。则能表示小滑块沿斜面向上运动过程中受力的示意图是（　　） A． B． C． D． 4. 如图所示，智能机械手从左右两边夹住物体，使其从图示位置在竖直面内绕点缓慢旋转半周，则（     ） A．图示时刻物体共受到4个力的作用 B．增大对物体的压力，物体所受的摩擦力一定变大 C．转动过程中物体所受摩擦力先减小后增大 D．机械手对物体的作用力大于物体对机械手的作用力 5. 冰箱贴是一种采用磁性材料制成的生活用品，主要用于装饰冰箱表面及固定便签。现有一小巧美观的冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上，如图所示，当冰箱贴静止不动时，下列说法正确的是（　　） A．冰箱贴共受到三个力的作用 B．冰箱对冰箱贴的支持力大小等于冰箱贴所受重力的大小 C．冰箱对冰箱贴的作用力大小等于冰箱贴所受重力的大小 D．冰箱对冰箱贴的作用力大小大于冰箱贴所受重力的大小 6. 如图所示，在水平桌面上叠放着物体、、，三个物体均处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．受到4个力的作用 B．对的作用力与的重力大小相等 C．对的摩擦力沿的上表面向上 D．若更换质量更大的物体，系统仍然静止，则受地面的摩擦力也随之增大 7. （2026·海南·模拟预测）如图所示为国产人形机器人“天工”沿水平地面加速向前奔跑时的图片，则（　　） A．机器人受到的重力与它对地球的引力是一对平衡力 B．机器人和地球间有4对相互作用力 C．机器人受到的支持力与它对地面的压力是一对相互作用力 D．机器人对地面的摩擦力与地面对机器人的摩擦力是一对平衡力 8. （2026·浙江绍兴·二模）如图所示，用相同的小磁铁将两张相同的纸固定在竖直磁性黑板上。左、右两图中每枚小磁铁对纸的摩擦力大小分别为，黑板对纸的摩擦力大小分别为，不考虑磁铁间的相互作用力，下列说法正确的是（    ） A． B． C．每枚小磁铁均受到3个力 D．黑板对小磁铁的吸引力大小等于小磁铁对黑板的吸引力大小 9. （2026·湖南郴州·模拟预测）（多选）如图所示，质量为m的均匀钢棒，一端支在粗糙固定的水平橡胶垫上，另一端被绳斜拉着，处于静止状态。已知钢棒与水平橡胶垫的夹角为、绳子与竖直方向的夹角为，、均为30°，重力加速度大小为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，研究表明橡胶与钢之间的动摩擦因数可达1.0~4.0之间。则下列说法中正确的是（　　） A．钢棒可能受3个力的作用 B．钢棒受到水平橡胶垫的摩擦力方向向左 C．钢棒受到绳子拉力的竖直分量大小为mg D．钢棒与粗糙水平橡胶垫的动摩擦因数至少为 10. 溜索已经成为某些景点常见的娱乐项目，如图1所示。若溜索简化为如图2所示模型，将倾斜的索道看作直轨道，滑轮质量不可忽略，在某段下滑过程中游客和滑轮匀速下滑，不计滑轮下方连接游客的绳子质量，不计空气阻力，则（　　） A．绳子的拉力小于游客的重力 B．索道对滑轮的作用力方向一定竖直向上 C．绳子对游客的拉力可能垂直于索道 D．滑轮受到3个力的作用 ⏳题型02 动态平衡的方法（辅助圆，相似三角形） 11. （2026·河北衡水·模拟预测）（多选）我国的新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世，目前新疆地区的棉田大部分是通过如图甲所示的自动采棉机采收。自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下。这个过程可以简化为如图乙所示模型：质量为m的圆柱体棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为且固定不变，“V”型挡板可绕O轴在竖直面内转动。已知重力加速度为g，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，在OB板由水平位置顺时针缓慢转动过程中，下列说法正确的是（     ） A．棉包对OA板的压力先减小后增大 B．棉包对OB板的压力逐渐减小 C．当OB板转过时，棉包对OB板的作用力大小为 D．当OB板转过时，棉包对OB板的作用力大小为mg 12. （2026·黑龙江哈尔滨·二模）如图，由24个质量均为m且完全相同的光滑铁环组成的铁链，其左右两端等高地悬挂在竖直的固定桩上，铁环从左到右依次编号为1、2、3、……、24.铁链在重力作用下自然下垂形成一条曲线（最低点切线水平），铁链左、右两端点的切线与竖直方向的夹角均为45°，重力加速度为g，则第12、13个铁环间的弹力大小为（　　） A． B． C． D． 13. （2026·辽宁沈阳·三模）内壁光滑的半圆形碗内放置两个可视为质点的带电金属小球，质量关系，二者处于静止状态时位置图如图所示，与对碗的压力大小之比为（　　） A． B． C． D． 14. 如图，内壁截面为圆的光滑凹槽固定在水平面上。在该截面内，对一个质量为的小球施加一个恒力可以使小球静止于圆弧上，此时小球与圆心的连线与竖直方向的夹角为，重力加速度为，则关于圆弧对小球的支持力大小，下列说法正确的是（　　） A．一定等于0 B．可能等于 C．可能等于 D．可能等于 15. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为m的小球用轻绳系住，轻绳另一端固定在斜面顶端的O点，初始时轻绳与斜面平行。现缓慢拉动轻绳，使轻绳绕O点逆时针转动至水平方向，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．轻绳的拉力一直增大 B．轻绳的拉力先减小后增大 C．斜面对小球的支持力一直增大 D．斜面对小球的支持力先减小后增大 16. （2026·安徽合肥·模拟预测）如图所示，半球形容器固定在地面上，容器内壁光滑，开始时，质量分布均匀的光滑球A和同种材质构成的质量分布均匀的光滑球B放在容器内处于平衡状态，位置关系如图中所示，A球半径大于B球。一水平力F作用在A球上，且力F的延长线过A球球心，从图示位置开始推动A球使B球缓慢上升，A、B两球和容器内壁始终有接触，在B球上升至球心与O点等高的过程中，下列判断正确的是（     ） A．A球受到B球的弹力先增大后减小 B．A球受到B球的弹力逐渐增大 C．容器对B球的支持力先减小后增大 D．容器对B球的支持力逐渐增大 17. （2026·云南昆明·模拟预测）如图，AO、BO为两根轻杆，一端A、B通过光滑铰链连接在水平地面，另一端在O点也通过光滑铰链连接在一起，，两根杆在同一竖直平面内，现在对O点施加一力F，初始时F沿水平方向，保证力F大小不变，顺时针缓慢旋转F直到竖直方向，AO杆、BO杆力的大小分别记为、，下列说法正确的是（　　） A．不断增大，不断减小 B．不断减小，不断增大 C．先增大后减小，先增大后减小 D．先减小后增大，先增大后减小 18. 如图所示，水平放置的木板上放有匀质光滑球，球用细绳拴在木板右端。现将木板以左端为轴，抬起右端缓慢转至竖直状态，在转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，则（　　） A．木板对球的支持力先增大后减小 B．木板对球的支持力先减小后增大 C．细绳对球的拉力先减小后增大 D．细绳对球的拉力先增大后减小 19. （2025·广西贵港·模拟预测）如图所示，半球形容器固定在地面上，容器内壁光滑，开始时，质量分布均匀的光滑球A和同种材质构成的质量分布均匀的光滑球B放在容器内处于平衡状态，位置关系如图中所示，A球半径大于B球。一水平力F作用在A球上，且力F的延长线过A球球心，从图示位置开始缓慢推动A球，直到B的球心与容器的球心O等高，则下列判断正确的是（    ） A．B球受到A球的弹力先增大后减小 B．B球受到A球的弹力逐渐增大 C．容器对B球的支持力逐渐增大 D．容器对B球的支持力保持不变 20. 如图甲，铲车是生产生活中不可缺少的工具。某次铲车装载一个球形石块可以简化为图乙。铲斗A板与B板内壁视为光滑，顶角为锐角。在装载的过程中，铲斗缓慢逆时针旋转，使的角平分线竖直。下列说法正确的是（　　） A．A板受到的压力一直增加，B板受到的压力先增加后减小 B．A板受到的压力一直增加，B板受到的压力一直增加 C．A板受到的压力先增加后减小，B板受到的压力一直增加 D．A板受到的压力先增加后减小，B板受到的压力一直减小 ⏳题型03 临界和极值问题 21. （2026·湖南·一模）如图所示，固定斜面倾角，斜面光滑。长度为的轻杆两端固定质量均为的小球A、B（可视为质点），用两根长均为的细线将A、B分别悬挂在斜面上的点（两球均紧贴斜面）。为使细线保持水平（与地面平行）且整个系统保持静止状态，需对A施加一外力。重力加速度大小为，则的最小值为（　　） A． B． C． D． 22. （2026·山西太原·一模）如图所示，在攀岩训练中，某时刻运动员的一只脚尖踩在固定于竖直墙面的半圆柱的圆弧面上，接触点为，该半圆柱横截面的圆心为，连线与竖直方向的夹角为。已知脚尖与圆弧面间的动摩擦因数为，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A．为保证脚尖不打滑，只需要满足 B．半圆柱对脚尖支持力的方向竖直向上 C．若，脚尖向墙壁靠近后一定不会打滑 D．脚尖对半圆柱的作用力的方向可能竖直向下 23. （2026·浙江嘉兴·二模）如图所示，一工人将质量分布均匀的直梯斜靠在光滑墙壁上，下端放在粗糙地面上。当直梯与水平方向成60°时恰好静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　） A．直梯共受到3个力的作用 B．地面与直梯之间的动摩擦因数 C．工人沿直梯向上爬时梯对地面作用力变大 D．工人可以一直爬到直梯顶部且直梯不滑倒 24. 在一次维修工作中，工人需要将重物提升至5楼。为防止重物在上升过程中碰撞阳台，工人采用了如图所示的装置进行提升。图中O处安装有一个定滑轮，AB为一段动摩擦因数0.75的滑轨，其水平跨度为16m，竖直高度为12m。在提升过程中，绳子与滑轨之间的夹角为α（重物在A点时，）。工人通过拉动绳子，使质量为m的重物沿滑轨匀速上升。绳子质量、滑轮与绳子之间的摩擦力均忽略不计。，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．绳上的拉力大小为 B．滑轨对重物的支持力先增大后减小 C．绳上的拉力一直增大 D．当夹角α=37°时，绳上的拉力有最小值 25. （多选）如图所示，质量为M的楔形物体ABC放置在墙角的水平地板上，BC面与水平地板间的动摩擦因数为，楔形物体与地板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在楔形物体AC面与竖直墙壁之间，放置一个质量为m的光滑球体，同时给楔形物体一个向右的水平力，楔形物体与球始终处于静止状态。已知AC面倾角，，重力加速度为g，则（　　） A．楔形物体对地板的压力大小始终为Mg + mg B．向右的水平力F的最小值一定是零 C．当时，楔形物体与地板间无摩擦力 D．向右的水平力F的最大值为 26. 某建筑工地中的圆锥状沙堆如图甲所示，可将其理想化为图乙所示的圆锥体。沙粒可视为质点，沙粒间的动摩擦因数为，沙粒之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑沙粒的滚动。当把沙粒轻放在圆锥形沙堆的侧面上，该沙粒恰好能静止时，沙堆的高度达到最大，此时，沙堆的底面圆半径为，体积，则要堆放体积为的沙堆，沙堆的底面直径至少为（    ） A． B． C． D． 27. （多选）在一次班级大扫除活动中，某同学负责移动课桌，如图甲所示，课桌质量m＝10kg，放置在水平地面上，与地面间的动摩擦因数μ＝0.75，用力F移动课桌，推课桌简化成乙图，拉课桌简化成丙图，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。下列说法正确的是（    ） A．乙图中θ=0，=80N时能推动课桌 B．乙图中θ=60°时，无论多大课桌都不会被推动 C．丙图中θ=37°时，匀速拉动课桌的拉力最小 D．丙图中θ=53°时，匀速拉动课桌的拉力最小 28. 如图所示，在堆积沙堆的时候，发现沙子会自然堆积成圆锥体形状的沙堆，当圆锥的底面积为S，圆锥的母线长为L时，沙堆正好垮塌，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则沙子间的动摩擦因数为（    ） A． B． C． D． 29. （2025·甘肃白银·三模）（多选）如图所示，倾角为θ = 30°的斜面体固定在水平面上，质量mb = 1kg的b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a相连接，连接b的一段细绳与斜面平行，a物体在方向可变的拉力F作用下静止在如图所示位置，已知F最小时，大小为5N，（重力加速度大小为g = 10m/s2）则（   ） A．a物体质量为1kg B．F最小时，方向水平向右 C．F最小时，绳中张力大小为 D．F最小时，b物体受斜面摩擦力大小为 30. 如图甲为通过传送带输送小麦的示意图，麦粒离开传送带后可视为竖直下落，形成的麦堆为圆锥状，如图乙所示。麦粒间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，单个麦粒的体积、形状均近似相同，不考虑麦粒的滚动。已知麦堆的总体积为 ，圆锥体的体积公式为 (其中r为圆锥体底面圆半径，h为圆锥体的高度)，则麦堆高度的最大值为（　　） A． B． C． D． 重难·创新演练 设题创新:传统文化 科技新事物 生活情景 31. （2025·四川自贡·一模）如图所示，某款具有磁吸功能的无线充电宝静置于桌面，当充电宝与水平方向的夹角为时，手机能吸附在充电宝上保持静止，下列说法正确的是（　　） A．充电宝对手机产生2个力的作用 B．充电宝对手机的合力方向竖直向下 C．若减小夹角，充电宝对手机的合力不变 D．若增大夹角，手机仍能保持静止，充电宝对手机的合力变大 32. （2025·广东佛山·一模）某款厨房夹单器采用重力自锁设计，其核心结构简化如图所示。铝合金框架背板固定于竖直墙面，内部放置一颗球形玻璃珠，现沿箭头方向将质量为m的纸质小票插入背板和玻璃珠间，玻璃珠在重力作用下压紧小票，使其静止。已知小票与背板间、小票与玻璃珠间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。插入小票后，下列说法正确的是（　　） A．小票受到5个力 B．玻璃珠对小票的作用力水平向左 C．小票受到的摩擦力大小为 D．取下小票后，框架对玻璃珠的作用力大于玻璃珠的重力 33. （2025·广东·模拟预测）如图所示，一挑战者用拇指和食指缓慢捏起酒瓶，下列说法正确的是（　　） A．酒瓶受到了4个力作用 B．手指对酒瓶的作用力竖直向上 C．若减小手指的压力后酒瓶仍然静止，则酒瓶受到的合力将减小 D．若手指上沾点水后挑战将更容易成功 34. （2026·河南郑州·一模）2025年九三阅兵式上，甲、乙、丙三架直升机分别用轻绳悬挂等质量旗帜，从天安门广场上空水平匀速飞过，如图所示。已知，由于风力大小不同，甲、乙、丙的轻绳与竖直方向的夹角分别为、、，且均保持不变，风力均视为水平，则（　　） A．甲所受轻绳拉力最大 B．乙所受轻绳拉力最大 C．丙所受轻绳拉力最大 D．甲、乙、丙所受轻绳拉力大小相等 35. 风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为θ，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角θ不变，再次平衡后相比于风力变化之前（　　） A．风筝距离地面的高度变大 B．风筝所受的合力变大 C．拉线对风筝的拉力变小 D．拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小 真题·实战演练 高频考点：受力分析，动态平衡的方法（辅助圆，相似三角形），临界和极值问题 36. （2025·陕晋青宁卷·高考真题）如图，质量为m的均匀钢管，一端支在粗糙水平地面上，另一端被竖直绳悬挂，处于静止状态，钢管与水平地面之间的动摩擦因数为、夹角为，重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为（　　） A． B． C． D．0 37. （2025·海南·高考真题）如图所示，光滑圆弧竖直固定，用轻绳连接两个小球P、Q，两小球套在圆环上且均处于平衡状态，两小球与圆弧的圆心连线夹角分别为和，则两球质量之比为（    ） A． B． C． D． 38. （2025·福建·高考真题）“风动石”是福建省著名的自然景观，如图所示。无风时，“风动石”在重力和底部巨石作用力F1的作用下静止不动。若“风动石”受到一水平方向的风力作用时仍保持静止，此时底部巨石对其作用力为F2，则（　　） A．F1的大小比F2的小 B．F1的大小比F2的大 C．F1与F2大小相等 D．F1与F2方向相同 39. （2022·重庆·高考真题）如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（　　） A．大小等于 B．大小等于 C．方向竖直向上 D．方向水平向左 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难模块二 牛顿第三定律 共点力的平衡（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 ⏳题型01 受力分析 1 ⏳题型02 动态平衡的方法（辅助圆，相似三角形） 7 ⏳题型03 临界和极值问题 15 重难·创新演练 23 真题·实战演练 26 模拟·基础演练 考查重点：受力分析，动态平衡的方法（辅助圆，相似三角形），临界和极值问题 ⏳题型01 受力分析 1. 如图所示，质量为m的物块受到一水平推力F作用，静止在倾角为θ的斜面体上，物块与斜面体间的动摩擦因数，斜面体始终保持静止状态，下列说法正确的是（     ） A．物块一定受到4个力作用 B．斜面对物块的摩擦力方向一定沿斜面向下 C．斜面对地面的摩擦力方向水平向左 D．斜面对地面的压力等于斜面体的重力 【答案】C 【详解】AB．物块静止在斜面上，对物块受力分析，物块一定受重力，支持力以及外力F，是否受斜面摩擦力需分情况讨论。根据平衡条件，若： ，则斜面对物块的摩擦力方向沿斜面向下； ，则斜面对物块无摩擦力； ，则斜面对物块的摩擦力方向沿斜面向上。 所以物块可能受3个力作用，也可能受4个力作用。故AB错误； CD．对物块和斜面整体分析可知，水平方向上，地面对斜面的摩擦力向右与外力F等大，根据牛顿第三定律，可知斜面对地面的摩擦力方向水平向左。在竖直方向上，整体所受重力等于地面对斜面的支持力，则斜面对地面的压力等于斜面和物块的总重力。故C正确，D错误。 故选C。 2. （多选）如图所示，长方体木块A放在固定的铁质材料斜面B上时恰好静止。现将一块磁铁C轻放在木块A的上表面，磁铁与木块间、木块与斜面间的接触面均粗糙，且磁铁与木块始终保持相对静止。则下列说法正确的是（　　） A．木块A将沿斜面下滑 B．木块A仍恰好保持静止 C．磁铁C受4个力作用 D．磁铁C对木块A的摩擦力平行于斜面向下 【答案】CD 【详解】A B．设木块质量为M，磁铁质量为m, 斜面倾角为，长方体木块A放在固定的铁质材料斜面B上时恰好静止,由平衡条件 即，现将一块磁铁C轻放在木块A的上表面，且磁铁与木块始终保持相对静止，把磁铁和木块看作一个整体，受重力，斜面的支持力和摩擦力，斜面的吸引力F，此时有 即放上磁铁后木块静止，故AB错误； C．磁铁受重力，木块的支持力和摩擦力，斜面的吸引力四个力，故C正确； D．因磁铁和木块静止于斜面上，磁铁受到的静摩擦力沿斜面向上，由牛顿第三定律，磁铁C对木块A的摩擦力平行于斜面向下，故D正确。 故选CD。 3. 小滑块以的初速度沿倾角为的斜面向上运动，经一段时间滑到最高位置，位移为，重力加速度取。下图中表示重力、表示弹力、表示摩擦力。则能表示小滑块沿斜面向上运动过程中受力的示意图是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】重力方向竖直向下，弹力垂直于斜面向上小滑块滑动至最高点速度减为，可知 解得 重力沿斜面的分力提供的加速度，因此斜面对小滑块没有摩擦力。 故选B。 4. 如图所示，智能机械手从左右两边夹住物体，使其从图示位置在竖直面内绕点缓慢旋转半周，则（     ） A．图示时刻物体共受到4个力的作用 B．增大对物体的压力，物体所受的摩擦力一定变大 C．转动过程中物体所受摩擦力先减小后增大 D．机械手对物体的作用力大于物体对机械手的作用力 【答案】C 【详解】A．物体受到重力、左侧机械手的压力、右侧机械手的压力、左侧机械手的静摩擦力、右侧机械手的静摩擦力，共5个力的作用，故A错误； B．物体缓慢转动，处于平衡状态，受到的摩擦力为静摩擦力。设物体侧面与竖直方向夹角为，根据平衡条件，沿侧面方向有 可知摩擦力大小与压力无关（只要压力足够大以维持静止），故B错误； C．转动过程中，物体侧面与竖直方向的夹角从变为，的绝对值先减小后增大，由可知，物体所受摩擦力先减小后增大，故C正确； D．机械手对物体的作用力与物体对机械手的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二者大小相等，故D错误。 故选C。 5. 冰箱贴是一种采用磁性材料制成的生活用品，主要用于装饰冰箱表面及固定便签。现有一小巧美观的冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上，如图所示，当冰箱贴静止不动时，下列说法正确的是（　　） A．冰箱贴共受到三个力的作用 B．冰箱对冰箱贴的支持力大小等于冰箱贴所受重力的大小 C．冰箱对冰箱贴的作用力大小等于冰箱贴所受重力的大小 D．冰箱对冰箱贴的作用力大小大于冰箱贴所受重力的大小 【答案】C 【详解】A．冰箱贴共受到重力、摩擦力、冰箱门的磁吸引力、冰箱门的弹力，共四个力的作用，故A错误； B．冰箱对冰箱贴的支持力大小与冰箱贴所受重力的大小无关，故B错误； CD．根据平衡条件可知冰箱对冰箱贴的作用力大小等于冰箱贴所受重力的大小，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示，在水平桌面上叠放着物体、、，三个物体均处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．受到4个力的作用 B．对的作用力与的重力大小相等 C．对的摩擦力沿的上表面向上 D．若更换质量更大的物体，系统仍然静止，则受地面的摩擦力也随之增大 【答案】B 【详解】A．对b受力分析，b受到：重力、a对b的压力、a对b的摩擦力、c对b的支持力、c对b的摩擦力，共5个力，故 A错误； B．a处于静止状态，受到重力和b对a的作用力，根据平衡条件，b对a的作用力与a的重力大小相等、方向相反，故B正确； C．a有沿b的上表面下滑的趋势，所以b对a的摩擦力沿b的上表面向上；根据牛顿第三定律，a对b的摩擦力沿b的上表面向下，故C错误； D．对a、b、c整体分析，系统静止，水平方向不受外力，所以c受地面的摩擦力始终为0，与a的质量无关，故D错误。 故选B。 7. （2026·海南·模拟预测）如图所示为国产人形机器人“天工”沿水平地面加速向前奔跑时的图片，则（　　） A．机器人受到的重力与它对地球的引力是一对平衡力 B．机器人和地球间有4对相互作用力 C．机器人受到的支持力与它对地面的压力是一对相互作用力 D．机器人对地面的摩擦力与地面对机器人的摩擦力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．机器人受到的重力与它对地球的引力是一对作用力和反作用力，故A错误； B．机器人加速运动，受重力、支持力和摩擦力作用，与地球间有3对相互作用力，故B错误； C．机器人受到的支持力与它对地面的压力是一对相互作用力，故C正确； D．机器人对地面的摩擦力和地面对机器人的摩擦力是一对相互作用力，故D错误。 故选C。 8. （2026·浙江绍兴·二模）如图所示，用相同的小磁铁将两张相同的纸固定在竖直磁性黑板上。左、右两图中每枚小磁铁对纸的摩擦力大小分别为，黑板对纸的摩擦力大小分别为，不考虑磁铁间的相互作用力，下列说法正确的是（    ） A． B． C．每枚小磁铁均受到3个力 D．黑板对小磁铁的吸引力大小等于小磁铁对黑板的吸引力大小 【答案】D 【详解】A．对每枚小磁铁受力分析可知，竖直方向所受的摩擦力均等于小磁铁的重力，可知，A错误； B．对小磁铁和纸的整体分析可知，黑板对纸的摩擦力等于小磁铁和纸的重力之和（设小磁铁的重力为mg，白纸的重力为Mg），可知，B错误； C．每枚小磁铁均受到重力、纸对小磁铁的摩擦力和支持力以及黑板的吸引力，共4个力，C错误； D．根据牛顿第三定律可知，黑板对小磁铁的吸引力大小等于小磁铁对黑板的吸引力大小，D正确。 故选D。 9. （2026·湖南郴州·模拟预测）（多选）如图所示，质量为m的均匀钢棒，一端支在粗糙固定的水平橡胶垫上，另一端被绳斜拉着，处于静止状态。已知钢棒与水平橡胶垫的夹角为、绳子与竖直方向的夹角为，、均为30°，重力加速度大小为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，研究表明橡胶与钢之间的动摩擦因数可达1.0~4.0之间。则下列说法中正确的是（　　） A．钢棒可能受3个力的作用 B．钢棒受到水平橡胶垫的摩擦力方向向左 C．钢棒受到绳子拉力的竖直分量大小为mg D．钢棒与粗糙水平橡胶垫的动摩擦因数至少为 【答案】BD 【详解】对钢棒受力分析，受力如图所示，其受到重力、地面的支持力、绳子拉力和水平橡胶垫的摩擦力，共四个力，钢棒受到水平橡胶垫的摩擦力方向向左，故A错误，B正确。 钢棒处于静止状态，竖直方向有 水平方向有 当钢棒刚好静止时，静摩擦力为最大静摩擦力，则有 又钢棒绕支点处于转动平衡，设钢棒长为，则有 联立代入数据解得，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 溜索已经成为某些景点常见的娱乐项目，如图1所示。若溜索简化为如图2所示模型，将倾斜的索道看作直轨道，滑轮质量不可忽略，在某段下滑过程中游客和滑轮匀速下滑，不计滑轮下方连接游客的绳子质量，不计空气阻力，则（　　） A．绳子的拉力小于游客的重力 B．索道对滑轮的作用力方向一定竖直向上 C．绳子对游客的拉力可能垂直于索道 D．滑轮受到3个力的作用 【答案】B 【详解】A．游客匀速运动，受力平衡，所受合力为零，则绳子的拉力大小等于游客的重力，故A错误； B．滑轮匀速运动，受力平衡，所受合力为零，则索道对滑轮的作用力与绳子对滑轮的拉力等大反向，故索道对滑轮的作用力方向一定竖直向上，故B正确； C．绳子对游客的拉力竖直向上，不可能垂直于索道，故C错误； D．滑轮受到重力、拉力、支持力和摩擦阻力共4个力的作用，故D错误。 故选B。 ⏳题型02 动态平衡的方法（辅助圆，相似三角形） 11. （2026·河北衡水·模拟预测）（多选）我国的新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世，目前新疆地区的棉田大部分是通过如图甲所示的自动采棉机采收。自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下。这个过程可以简化为如图乙所示模型：质量为m的圆柱体棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为且固定不变，“V”型挡板可绕O轴在竖直面内转动。已知重力加速度为g，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，在OB板由水平位置顺时针缓慢转动过程中，下列说法正确的是（     ） A．棉包对OA板的压力先减小后增大 B．棉包对OB板的压力逐渐减小 C．当OB板转过时，棉包对OB板的作用力大小为 D．当OB板转过时，棉包对OB板的作用力大小为mg 【答案】BC 【详解】AB．对棉包进行受力分析，由于两板间夹角为，则OB板对棉包的支持力方向与OA板对棉包支持力方向的夹角为，作出受力三角形，可知，在三角形中重力所在的边对应的夹角为，在辅助圆中作出动态三角形，如图所示 圆周上的动点顺时针旋转，由于OB板由水平位置顺时针缓慢转动的，此时OA板恰好旋转至水平方向，可知OB板对棉包的支持力逐渐减小，OA板对棉包的支持力逐渐增大，根据牛顿第三定律可知，棉包对OB板的压力逐渐减小，棉包对OA板的压力逐渐增大，故A错误，B正确。 CD．当OB板转过时，受力分析如图所示 可知两挡板对棉包的作用力大小相等，则有 解得 依据牛顿第三定律，棉包对OB板的作用力大小为，故C正确，D错误。 故选BC。 12. （2026·黑龙江哈尔滨·二模）如图，由24个质量均为m且完全相同的光滑铁环组成的铁链，其左右两端等高地悬挂在竖直的固定桩上，铁环从左到右依次编号为1、2、3、……、24.铁链在重力作用下自然下垂形成一条曲线（最低点切线水平），铁链左、右两端点的切线与竖直方向的夹角均为45°，重力加速度为g，则第12、13个铁环间的弹力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】将左半部分铁链作为一个整体进行受力分析，整体重力竖直向下，1环受斜向左上方拉力，第12环受到水平方向的拉力，如图所示 三力平衡且能围成三角形，所以有 故C正确。 13. （2026·辽宁沈阳·三模）内壁光滑的半圆形碗内放置两个可视为质点的带电金属小球，质量关系，二者处于静止状态时位置图如图所示，与对碗的压力大小之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】对小球受力分析，如图所示，小球受重力、支持力、库仑力，其中F2为库仑力F和重力m2g的合力 根据三力平衡原理可知，F2=FN2 由图可知，△OAB∽△BFF2，设半球形碗的半径为R，根据三角形相似可知 即 同理，对小球受力分析可得 可得 根据牛顿第三定律可知，与对碗的压力大小之比为3:2。 故选C。 14. 如图，内壁截面为圆的光滑凹槽固定在水平面上。在该截面内，对一个质量为的小球施加一个恒力可以使小球静止于圆弧上，此时小球与圆心的连线与竖直方向的夹角为，重力加速度为，则关于圆弧对小球的支持力大小，下列说法正确的是（　　） A．一定等于0 B．可能等于 C．可能等于 D．可能等于 【答案】C 【详解】对小球受力分析，小球受重力（大小，方向竖直向下）、凹槽对小球的支持力（方向指向圆心，与竖直方向成，大小未知）、恒力（大小，方向未知），三力平衡。当的方向竖直向上时，重力与支持力大小相等、方向相反，由平衡条件可知，此时支持力的大小为 当的方向不是竖直向上时，支持力方向指向圆心，与竖直方向的夹角为，由平行四边形定则，可得支持力大小为 综上，支持力的大小可能为0或。 故选C。 15. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为m的小球用轻绳系住，轻绳另一端固定在斜面顶端的O点，初始时轻绳与斜面平行。现缓慢拉动轻绳，使轻绳绕O点逆时针转动至水平方向，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．轻绳的拉力一直增大 B．轻绳的拉力先减小后增大 C．斜面对小球的支持力一直增大 D．斜面对小球的支持力先减小后增大 【答案】A 【详解】小球缓慢运动，始终处于平衡状态，受三个力，重力（恒力，大小方向不变）、斜面的支持力（方向始终垂直斜面，方向不变）、轻绳拉力（方向不断变化）。 将三个力用矢量三角形法分析。开始时，拉力T与支持力N垂直，绳往上提的过程中，拉力T与竖直方向夹角逐渐变小，根据矢量三角形，拉力T逐渐增大，支持力N逐渐减小。 故选A。 16. （2026·安徽合肥·模拟预测）如图所示，半球形容器固定在地面上，容器内壁光滑，开始时，质量分布均匀的光滑球A和同种材质构成的质量分布均匀的光滑球B放在容器内处于平衡状态，位置关系如图中所示，A球半径大于B球。一水平力F作用在A球上，且力F的延长线过A球球心，从图示位置开始推动A球使B球缓慢上升，A、B两球和容器内壁始终有接触，在B球上升至球心与O点等高的过程中，下列判断正确的是（     ） A．A球受到B球的弹力先增大后减小 B．A球受到B球的弹力逐渐增大 C．容器对B球的支持力先减小后增大 D．容器对B球的支持力逐渐增大 【答案】B 【详解】对B球受力分析如图1所示 缓慢推动A球直到B的球心与容器的圆心O等高的过程中，三角形OAB边长恒定，和的夹角不变，根据三力平衡作出矢量三角形如图2所示 从图2可以看出B球受到A球的弹力逐渐增大，容器对B球的支持力先增大后减小。 故选B。 17. （2026·云南昆明·模拟预测）如图，AO、BO为两根轻杆，一端A、B通过光滑铰链连接在水平地面，另一端在O点也通过光滑铰链连接在一起，，两根杆在同一竖直平面内，现在对O点施加一力F，初始时F沿水平方向，保证力F大小不变，顺时针缓慢旋转F直到竖直方向，AO杆、BO杆力的大小分别记为、，下列说法正确的是（　　） A．不断增大，不断减小 B．不断减小，不断增大 C．先增大后减小，先增大后减小 D．先减小后增大，先增大后减小 【答案】C 【详解】杆通过铰链连接，则杆的力沿杆的方向，且由于AB两点距离固定，在F转动的过程中，O点不动，处于动态平衡；因F大小不变方向在变，可知F1，F2方向不变夹角也不变，等效为F大小方向不变，F1，F2方向在变，但夹角不变；且F顺时针转动，则等效为F1，F2逆时针转动，故可以用辅助圆法进行分析，如图所示 可知保证力F大小不变，顺时针缓慢旋转F直到竖直方向，先增大后减小，先增大后减小。 故选C。 18. 如图所示，水平放置的木板上放有匀质光滑球，球用细绳拴在木板右端。现将木板以左端为轴，抬起右端缓慢转至竖直状态，在转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，则（　　） A．木板对球的支持力先增大后减小 B．木板对球的支持力先减小后增大 C．细绳对球的拉力先减小后增大 D．细绳对球的拉力先增大后减小 【答案】A 【详解】设绳子对球的拉力为，木板对球的支持力为，则球的重力、拉力、支持力构成矢量三角形，设绳子拉力与重力夹角为，重力与支持力夹角为，拉力与支持力夹角为，如图所示 在矢量三角形中，根据正弦定理得 将木板以底端点为轴逆时针缓慢转动过程中，不变，从0逐渐增大到，从逐渐减小到，所以拉力增大，支持力先增大后减小。 故选A。 19. （2025·广西贵港·模拟预测）如图所示，半球形容器固定在地面上，容器内壁光滑，开始时，质量分布均匀的光滑球A和同种材质构成的质量分布均匀的光滑球B放在容器内处于平衡状态，位置关系如图中所示，A球半径大于B球。一水平力F作用在A球上，且力F的延长线过A球球心，从图示位置开始缓慢推动A球，直到B的球心与容器的球心O等高，则下列判断正确的是（    ） A．B球受到A球的弹力先增大后减小 B．B球受到A球的弹力逐渐增大 C．容器对B球的支持力逐渐增大 D．容器对B球的支持力保持不变 【答案】B 【详解】对B球受力分析如图1所示，缓慢推动A球直到B的球心与容器的圆心O等高的过程中，三角形OAB边长恒定，N1和N2的夹角不变，根据三力平衡作出矢量三角形如图2所示 从图2可以看出B球受到A球的弹力N1逐渐增大，容器对B球的支持力N2先增大后变小。 故选B。 20. 如图甲，铲车是生产生活中不可缺少的工具。某次铲车装载一个球形石块可以简化为图乙。铲斗A板与B板内壁视为光滑，顶角为锐角。在装载的过程中，铲斗缓慢逆时针旋转，使的角平分线竖直。下列说法正确的是（　　） A．A板受到的压力一直增加，B板受到的压力先增加后减小 B．A板受到的压力一直增加，B板受到的压力一直增加 C．A板受到的压力先增加后减小，B板受到的压力一直增加 D．A板受到的压力先增加后减小，B板受到的压力一直减小 【答案】A 【详解】对球形物体受力分析如图所示： 将力F1、F2、mg矢量平移到三角形中，在铲斗顺时针转动的过程中mg和mg的对角θ恒定，所以力F1和F2的交点在圆上移动，矢量图如图所示 由图可知在铲斗逆时针缓慢转到竖直的过程中力F1逐渐增加，力F2先增大后减小。 故选A。 ⏳题型03 临界和极值问题 21. （2026·湖南·一模）如图所示，固定斜面倾角，斜面光滑。长度为的轻杆两端固定质量均为的小球A、B（可视为质点），用两根长均为的细线将A、B分别悬挂在斜面上的点（两球均紧贴斜面）。为使细线保持水平（与地面平行）且整个系统保持静止状态，需对A施加一外力。重力加速度大小为，则的最小值为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】如图甲所示 可得小球重力沿斜面向下的分力大小为mgsinθ。如图乙所示 视线垂直于斜面，由几何关系知∠ABO=∠BAO=。对 B 球受力分析，由平衡条件知杆对B 球的力大小为mgsinθ。对A球受力分析，杆对A球的力大小也为mgsinθ，所以 A球重力沿斜面向下的分力与杆对A球作用的合力为F1=mgsinθ 如图丙 由矢量三角形可得给A球施加最小力 故选B。 22. （2026·山西太原·一模）如图所示，在攀岩训练中，某时刻运动员的一只脚尖踩在固定于竖直墙面的半圆柱的圆弧面上，接触点为，该半圆柱横截面的圆心为，连线与竖直方向的夹角为。已知脚尖与圆弧面间的动摩擦因数为，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A．为保证脚尖不打滑，只需要满足 B．半圆柱对脚尖支持力的方向竖直向上 C．若，脚尖向墙壁靠近后一定不会打滑 D．脚尖对半圆柱的作用力的方向可能竖直向下 【答案】D 【详解】B．半圆柱对脚尖的支持力N与接触面垂直，所以方向沿半径OP向外，故B错误； AC．半圆柱对脚尖的静摩擦力f，方向沿圆弧面的切线方向，用于平衡脚尖的下滑趋势，脚尖受到的其他力，将力沿OP方向和切线方向分解，沿OP方向，有 沿切线方向 不打滑的临界条件为 代入数据解得 可得 但本质上是临界条件如果运动员还受其他作用力，比如绳子拉力等，脚尖也可能打滑，但选项A中"只需要满足"的表述忽略了其它力的影响，故AC错误； D．半圆柱对脚尖的作用力是支持力N与静摩擦力f的合力。若N与f的合力方向竖直向上(平衡脚尖受到的竖直向下的力)，根据牛顿第三定律，脚尖对半圆柱的作用力的方向竖直向下，故D正确。 故选D。 23. （2026·浙江嘉兴·二模）如图所示，一工人将质量分布均匀的直梯斜靠在光滑墙壁上，下端放在粗糙地面上。当直梯与水平方向成60°时恰好静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　） A．直梯共受到3个力的作用 B．地面与直梯之间的动摩擦因数 C．工人沿直梯向上爬时梯对地面作用力变大 D．工人可以一直爬到直梯顶部且直梯不滑倒 【答案】C 【详解】A．墙壁光滑，对直梯无摩擦力。直梯受重力、墙壁的水平支持力、地面的竖直支持力、地面的静摩擦力，共4个力，故A错误； B．设直梯质量为，长度为，与水平夹角，以直梯下端为转轴，由力矩平衡 得墙壁弹力 水平平衡，静摩擦力 竖直平衡，地面支持力 恰好静止时 代入 得 故B错误； C．将工人和直梯视为整体，竖直方向始终满足（为工人质量） 大小不变；对下端转轴力矩平衡，工人向上爬时，工人的力臂增大，所需墙壁弹力增大，因此地面静摩擦力增大。 直梯对地面的作用力是压力与摩擦力的合力，大小为，增大则合力变大，因此梯对地面作用力变大，故C正确； D．设工人重力为，工人爬到顶端时，力矩平衡得所需摩擦力 最大静摩擦力 对比得 直梯会滑倒，故D错误。 故选C。 24. 在一次维修工作中，工人需要将重物提升至5楼。为防止重物在上升过程中碰撞阳台，工人采用了如图所示的装置进行提升。图中O处安装有一个定滑轮，AB为一段动摩擦因数0.75的滑轨，其水平跨度为16m，竖直高度为12m。在提升过程中，绳子与滑轨之间的夹角为α（重物在A点时，）。工人通过拉动绳子，使质量为m的重物沿滑轨匀速上升。绳子质量、滑轮与绳子之间的摩擦力均忽略不计。，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．绳上的拉力大小为 B．滑轨对重物的支持力先增大后减小 C．绳上的拉力一直增大 D．当夹角α=37°时，绳上的拉力有最小值 【答案】D 【详解】A．滑轨水平跨度，竖直高度，可得滑轨倾角 对重物受力分析，沿滑轨和垂直滑轨分解，沿滑轨方向有 垂直滑轨方向有 联立整理得，故A错误； B．代入化简得 重物上升过程中逐渐增大，逐渐增大，一直减小，因此支持力一直减小，故B错误； CD．对的分母用辅助角公式化简 因此 的最大值为，对应，此时最小； 重物上升过程中从逐渐增大，先减小（）后增大（），并非一直增大，故C错误，D正确。 故选D。 25. （多选）如图所示，质量为M的楔形物体ABC放置在墙角的水平地板上，BC面与水平地板间的动摩擦因数为，楔形物体与地板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在楔形物体AC面与竖直墙壁之间，放置一个质量为m的光滑球体，同时给楔形物体一个向右的水平力，楔形物体与球始终处于静止状态。已知AC面倾角，，重力加速度为g，则（　　） A．楔形物体对地板的压力大小始终为Mg + mg B．向右的水平力F的最小值一定是零 C．当时，楔形物体与地板间无摩擦力 D．向右的水平力F的最大值为 【答案】ACD 【详解】A．将M、m视为一个整体可知，楔形物体对地板的压力大小为，故A正确； B．斜面体受到的最大静摩擦力 当水平向右的外力最小（设为）时，斜面体可能有向左运动趋势，当时， 当时， 故B错误； C．球体对AC面的弹力大小为 当时，楔形物体水平方向上受到的合力为零，没有运动趋势，摩擦力为零。故C正确； D．当水平向右的外力最大（设为）时，斜面体有向右运动趋势，由平衡条件有 解得 故D正确。 故选ACD。 26. 某建筑工地中的圆锥状沙堆如图甲所示，可将其理想化为图乙所示的圆锥体。沙粒可视为质点，沙粒间的动摩擦因数为，沙粒之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑沙粒的滚动。当把沙粒轻放在圆锥形沙堆的侧面上，该沙粒恰好能静止时，沙堆的高度达到最大，此时，沙堆的底面圆半径为，体积，则要堆放体积为的沙堆，沙堆的底面直径至少为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】沙粒静止时，重力沿斜面的分力与最大静摩擦力平衡。设圆锥面与底面的夹角为θ，则有 可得 由几何关系可知 沙堆体积 当体积为V0时，底面半径 沙堆的底面直径为 故选B。 27. （多选）在一次班级大扫除活动中，某同学负责移动课桌，如图甲所示，课桌质量m＝10kg，放置在水平地面上，与地面间的动摩擦因数μ＝0.75，用力F移动课桌，推课桌简化成乙图，拉课桌简化成丙图，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。下列说法正确的是（    ） A．乙图中θ=0，=80N时能推动课桌 B．乙图中θ=60°时，无论多大课桌都不会被推动 C．丙图中θ=37°时，匀速拉动课桌的拉力最小 D．丙图中θ=53°时，匀速拉动课桌的拉力最小 【答案】ABC 【详解】A．时，由于 能够将课桌推动，故A正确； B．课桌静止应满足 变形得 如果，即，则无论多大，课桌都会保持静止，故B正确； CD．课桌匀速拉动则有 解得 其中 即，故当时，最小，故C正确，D错误。 故选ABC。 28. 如图所示，在堆积沙堆的时候，发现沙子会自然堆积成圆锥体形状的沙堆，当圆锥的底面积为S，圆锥的母线长为L时，沙堆正好垮塌，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则沙子间的动摩擦因数为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设沙堆底部圆的半径为，沙堆的底角，则有， 解得 沙堆正好垮塌，对沙堆面上的一粒沙粒分析，则有 根据 联立解得 故选B。 29. （2025·甘肃白银·三模）（多选）如图所示，倾角为θ = 30°的斜面体固定在水平面上，质量mb = 1kg的b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a相连接，连接b的一段细绳与斜面平行，a物体在方向可变的拉力F作用下静止在如图所示位置，已知F最小时，大小为5N，（重力加速度大小为g = 10m/s2）则（   ） A．a物体质量为1kg B．F最小时，方向水平向右 C．F最小时，绳中张力大小为 D．F最小时，b物体受斜面摩擦力大小为 【答案】AD 【详解】ABC．设绳中张力为T，物体a受力示意图如图，可知当拉力F斜向右上与绳子垂直时的拉力最小，根据平衡条件有， 解得，，故A正确、故BC错误； D．当F最小时绳中张力为，根据平衡条件可知，物体b的摩擦力为，故D正确。 故选AD。 30. 如图甲为通过传送带输送小麦的示意图，麦粒离开传送带后可视为竖直下落，形成的麦堆为圆锥状，如图乙所示。麦粒间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，单个麦粒的体积、形状均近似相同，不考虑麦粒的滚动。已知麦堆的总体积为 ，圆锥体的体积公式为 (其中r为圆锥体底面圆半径，h为圆锥体的高度)，则麦堆高度的最大值为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】麦粒堆积时，以麦堆侧面一粒麦粒为研究对象，当mgsinα<μmgcosα时，麦粒能够保持静止，麦堆逐渐堆积增高； 当mgsinα=μmgcosα时，麦堆的斜面倾角不再增大，由此可知μ=tanα，因 ，得 可知   得 故选B。 重难·创新演练 设题创新:传统文化 科技新事物 生活情景 31. （2025·四川自贡·一模）如图所示，某款具有磁吸功能的无线充电宝静置于桌面，当充电宝与水平方向的夹角为时，手机能吸附在充电宝上保持静止，下列说法正确的是（　　） A．充电宝对手机产生2个力的作用 B．充电宝对手机的合力方向竖直向下 C．若减小夹角，充电宝对手机的合力不变 D．若增大夹角，手机仍能保持静止，充电宝对手机的合力变大 【答案】C 【详解】A．由于手机能吸附在充电宝上保持静止，则充电宝对手机有一个垂直于手机屏幕向下的吸引力、一个垂直于手机屏幕向上的弹力和一个沿手机屏幕向上的静摩擦力，所以充电宝对手机产生3个力的作用，故A错误； B．由共点力平衡的推论可知，充电宝对手机产生的3个力的合力应与手机的重力等大反向，即充电宝对手机的合力方向应竖直向上，其大小为手机的重力，故B错误； CD．不管是增大夹角还是减小夹角，只要手机仍能保持静止，则充电宝对手机的合力方向都始终竖直向上，且大小始终等于手机的重力保持不变，故C正确，D错误。 故选C。 32. （2025·广东佛山·一模）某款厨房夹单器采用重力自锁设计，其核心结构简化如图所示。铝合金框架背板固定于竖直墙面，内部放置一颗球形玻璃珠，现沿箭头方向将质量为m的纸质小票插入背板和玻璃珠间，玻璃珠在重力作用下压紧小票，使其静止。已知小票与背板间、小票与玻璃珠间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。插入小票后，下列说法正确的是（　　） A．小票受到5个力 B．玻璃珠对小票的作用力水平向左 C．小票受到的摩擦力大小为 D．取下小票后，框架对玻璃珠的作用力大于玻璃珠的重力 【答案】A 【详解】A．小票受重力、背板和玻璃珠的弹力、背板和玻璃珠的摩擦力，即受5个力，故A正确； B．玻璃珠对小票有水平方向的弹力和竖直方向的摩擦力，可知玻璃珠对小票的作用力不是水平向左，故B错误； C．对小票，根据受力平衡可得小票受到的摩擦力大小为，故C错误； D．取下小票后，对玻璃珠，根据平衡条件可得框架对玻璃珠的作用力等于玻璃珠的重力，故D错误。 故选A。 33. （2025·广东·模拟预测）如图所示，一挑战者用拇指和食指缓慢捏起酒瓶，下列说法正确的是（　　） A．酒瓶受到了4个力作用 B．手指对酒瓶的作用力竖直向上 C．若减小手指的压力后酒瓶仍然静止，则酒瓶受到的合力将减小 D．若手指上沾点水后挑战将更容易成功 【答案】B 【详解】A．酒瓶受到重力、两个手指的弹力和摩擦力，共5个力，故A错误； B．两个手指的作用力与重力平衡，大小一定相等，方向相反，故B正确； C．减小手指的压力后酒瓶仍然静止，则酒瓶受到的合力仍为零，故C错误； D．手指沾水后动摩擦因数减小，最大静摩擦力减小，酒瓶更易滑落，挑战更难成功，故D错误。 故选B。 34. （2026·河南郑州·一模）2025年九三阅兵式上，甲、乙、丙三架直升机分别用轻绳悬挂等质量旗帜，从天安门广场上空水平匀速飞过，如图所示。已知，由于风力大小不同，甲、乙、丙的轻绳与竖直方向的夹角分别为、、，且均保持不变，风力均视为水平，则（　　） A．甲所受轻绳拉力最大 B．乙所受轻绳拉力最大 C．丙所受轻绳拉力最大 D．甲、乙、丙所受轻绳拉力大小相等 【答案】C 【详解】以旗帜为研究对象，进行受力分析如图，由几何关系可知，悬绳对旗帜的拉力大小 又因为夹角，所以 故选C。 35. 风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为θ，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角θ不变，再次平衡后相比于风力变化之前（　　） A．风筝距离地面的高度变大 B．风筝所受的合力变大 C．拉线对风筝的拉力变小 D．拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小 【答案】A 【详解】BCD．对风筝受力分析如下图 风力变化之前，风力为F，风筝重力为G，拉线拉力为T；当风力增大，风力变为F1，风筝重力不变，拉线拉力变为T1，矢量三角形如图所示，风筝悬停在空中，可得风筝所受的合力始终为零，保持不变，由图可以看出，再次平衡后相比于风力变化之前，拉线拉力变大，拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角α变大，故B、C、D错误； A．设拉线长为L，则风筝距地面高度h＝Lsinα，再次平衡后相比于风力变化之前，风筝距离地面的高度变大，故A正确。 故选A。 真题·实战演练 高频考点：受力分析，动态平衡的方法（辅助圆，相似三角形），临界和极值问题 36. （2025·陕晋青宁卷·高考真题）如图，质量为m的均匀钢管，一端支在粗糙水平地面上，另一端被竖直绳悬挂，处于静止状态，钢管与水平地面之间的动摩擦因数为、夹角为，重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为（　　） A． B． C． D．0 【答案】D 【详解】对钢管受力分析，如图所示 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。ABC错误，D正确。 故选D。 37. （2025·海南·高考真题）如图所示，光滑圆弧竖直固定，用轻绳连接两个小球P、Q，两小球套在圆环上且均处于平衡状态，两小球与圆弧的圆心连线夹角分别为和，则两球质量之比为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】方法一：以小球P和Q为系统，根据力矩平衡有 可得 方法二：对P受力分析，受重力、圆弧轨道的支持力和轻绳的拉力，将重力和绳子拉力沿着垂直半径方向分解，根据平衡条件可得 可得 同理可得 则 故选B。 38. （2025·福建·高考真题）“风动石”是福建省著名的自然景观，如图所示。无风时，“风动石”在重力和底部巨石作用力F1的作用下静止不动。若“风动石”受到一水平方向的风力作用时仍保持静止，此时底部巨石对其作用力为F2，则（　　） A．F1的大小比F2的小 B．F1的大小比F2的大 C．F1与F2大小相等 D．F1与F2方向相同 【答案】A 【详解】无风时，底面巨石对“风动石”的作用力方向竖直向上，与重力平衡，大小为 当受到一个水平风力时，底面巨石对“风动石”的作用力与竖直向下的重力及水平方向的风力F，三力平衡。根据平衡条件可知，底面巨石对“风动石”的作用力大小为，故F2大于F1。 故选A。 39. （2022·重庆·高考真题）如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（　　） A．大小等于 B．大小等于 C．方向竖直向上 D．方向水平向左 【答案】B 【详解】对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示 水平方向上拉力与擦窗工具所受摩擦力水平分量等大反向，竖直方向上重力与擦窗工具所摩擦力竖直分量等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中所示，大小为 故选B。 1 / 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