第07讲 牛顿第三定律、共点力的平衡(专项训练)(全国通用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-01
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3份
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58页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 牛顿第三定律,共点力的平衡 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 37.21 MB |
| 发布时间 | 2026-07-01 |
| 更新时间 | 2026-07-01 |
| 作者 | 物理D世界 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-07-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58585878.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“概念辨析-模型应用-方法迁移”为主线,系统整合牛顿第三定律、受力分析、共点力平衡,突出科学思维中的模型建构与科学推理。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|牛顿第三定律|6题|作用力与反作用力关系辨析,平衡力与相互作用力对比|从相互作用本质出发,通过生活情境(赛艇、冬奥会)理解定律应用|
|受力分析|7题|“活结”“死结”“动杆”“定杆”模型识别,多对象受力分析步骤|以平衡条件为基础,通过叠放、斜面等场景构建受力分析框架|
|共点力的平衡|15题|整体法与隔离法应用,动态平衡分析技巧|结合几何关系(如正四面体、圆形晾衣篮),深化力的合成与分解逻辑|
内容正文:
第07讲 牛顿第三定律、共点力的平衡(专项训练)(原卷版)
目录
模拟·基础演练 1
⏳ 题型01 牛顿第三定律 1
⏳ 题型02 受力分析 3
⏳ 题型03 共点力的平衡 6
重难·创新演练 11
真题·实战演练 15
模拟·基础演练
⏳题型01 牛顿第三定律
考查重点:作用力与反作用力的关系、作用力和反作用力与一对平衡力的辨析
1.(2026·福建福州·三模)2025年11月17日,福建省运动员檀儒凯在第十五届全运会海岸赛艇沙滩冲刺赛中获得福建省在该项目的首枚金牌。比赛中,运动员从沙滩起点出发,上艇后由水中A点划行至海上浮标B处后立即调头返回A点。赛艇由A出发到浮标B后回到A过程中,下列说法正确的是( )
A.赛艇的位移大小等于路程
B.赛艇的平均速度为零
C.赛艇加速时惯性变大,减速时惯性变小
D.赛艇加速运动时,水对桨的力大于桨对水的力
2.(2026·江西宜春·模拟预测)在2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会上,中国队斩获5金4银6铜,刷新境外冬奥会参赛最佳战绩。如图为我国部分夺金运动员的比赛现场照片,下列说法正确的是( )
A.甲图中,裁判为腾空完成技巧动作的苏翊鸣打分时,不可将其视为质点
B.乙图中,徐梦桃从跳台斜向上飞出后,先处于超重状态,后处于失重状态
C.丙图中,谷爱凌在形池中滑行时,池对她的支持力大小小于她对池的压力大小
D.丁图中,宁忠岩以1分41秒98的成绩打破速度滑冰1500米奥运纪录,其全程平均速度约为
3.(2026·山西运城·二模)智能防摔马甲是一种面向老年人群体的智能可穿戴防护装备,配备有基于加速度传感的自动充气缓冲系统。当监测到跌倒不可避免时,气体发生器会在人体接触地面(水平)前极短时间内完成气囊展开。假设某次跌倒过程中,老人身体重心始终沿竖直方向向下运动,且在下落阶段可忽略空气阻力的作用。从气囊刚接触地面瞬间开始,到老人速度减为零并稳定静止于地面的整个缓冲过程中,下列说法正确的是( )
A.老人对气囊的作用力与气囊对老人的作用力大小相等
B.老人对气囊的作用力大于气囊对老人的作用力
C.气囊对老人的弹力始终小于老人的重力
D.气囊对老人的弹力的冲量小于老人重力的冲量
4.▶新情境◀(2026·新疆·三模)某机器人的机械手可精准拿取鸡蛋,如图所示。若机械手对鸡蛋的作用力为F,鸡蛋对机械手的反作用力为,鸡蛋的重力为G。下列关于鸡蛋运动时的说法正确的是( )
A.水平加速, B.水平减速, C.向上加速, D.向上减速,
5.(2026·甘肃·一模)两同学借助两个完全相同的平板车在教室地面上探究牛顿运动定律。他们先让平板车边沿对齐地砖上的一条缝隙并保持静止(如图1),然后让左边的甲同学推开右边的乙同学(如图2),最后两小车停在如图3所示位置处。对此现象,下列说法正确的是( )
A.甲同学对乙同学有推力,但乙同学对甲同学未施加力
B.甲同学对乙同学的力大于乙同学对甲同学的力
C.甲同学和车的总质量大于乙同学和车的总质量
D.全过程中乙同学所受小车的摩擦力先向右后向左
6.(2026·河南新乡·三模)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
⏳题型02 受力分析
考查重点:受力分析、“活结”、“死结”、“动杆”、“定杆”模型
7.(2026·广西河池·二模)在广西平陆运河护坡加固施工中,一台工程机械通过牵引绳将护坡加固构件沿倾斜坡面缓慢匀速向上拉动,其简化图如图所示。构件运动过程视为匀速直线运动,处于受力平衡状态,不计空气阻力。在此过程中( )
A.构件匀速运动,合外力不为零,速度越大惯性越大
B.构件受到重力、坡面支持力、牵引力、滑动摩擦力,合力为零
C.坡面给构件的支持力大小等于构件自身的重力大小
D.增大牵引力,构件对坡面压力增大
8.(2026·山西·二模)“晋作家具”作为中国古典家具四大流派之一,具有独特的艺术魅力。如图所示,一茶壶静置在八仙桌的水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.茶壶受到重力、支持力、弹力和摩擦力
B.茶壶受到的重力就是桌子受到的压力
C.茶壶受到的重力和支持力是一对平衡力
D.茶壶对桌面的压力和桌子对地面的压力是一对相互作用力
9.(2026·陕西榆林·模拟预测)如图所示,A、B两物体叠放在一起,以初速度冲上粗糙的斜面,运动中A、B保持相对静止,B上表面水平,上滑过程中B的受力示意图是( )
A. B.
C. D.
10.(2026·北京丰台·一模)如图所示,粗糙的长方体木块A、B叠在一起,放在水平桌面上,木块B受到一水平向右拉力F的作用,A、B始终保持相对静止。下列说法正确的是( )
A.若木块A、B静止,木块A受到3个力作用
B.若木块A、B向右匀速运动,木块A受到3个力作用
C.若木块A、B向右匀速运动,木块B受到6个力作用
D.若木块A、B向右加速运动,木块B受到6个力作用
11.(2025·安徽合肥·模拟预测)如图所示,在某次舞蹈收尾的高难度动作中,甲、乙两人托起丙,三人均处于静止状态。若甲、乙两人斜向上的手对丙的作用力方向形成的角为(钝角),三人的质量均为 ,重力加速度大小为,不计甲、乙对丙的摩擦力,,则甲对丙的作用力大小为( )
A. B. C. D.
12.(2025·广西贵港·模拟预测)(多选)如图所示,长方体物块A、B叠放在固定的斜面上,B受到一个沿斜面方向向上的拉力,两物块保持静止。则B受力的个数可能为( )
A.4个 B.5个 C.6个 D.7个
⏳题型03 共点力的平衡
考查重点:共点力的平衡、整体法和隔离法的应用
13.(2026·山东潍坊·三模)如图所示,把两个篮球a、b放入一圆柱形硬质球筐中,系统静止在水平地面上。把篮球b换为质量相同、半径比b稍小的另一球后(仍未接触筐底),系统再次静止。忽略各接触面上的摩擦,则与换球前相比( )
A.篮球a对球筐侧壁的压力变大 B.篮球a对球筐底的压力变大
C.篮球a对上方球的支持力变小 D.球筐对地面的压力变小
14.▶新情境◀(2026·四川绵阳·一模)2026年2月13日,中国完成首次火箭一级箭体海上搜索与回收任务。假定回收火箭A时,钢索1234刚好处于桁架的正中间,钢索中间的正方形夹住火箭A,火箭A伸出托架压在四条钢索上。平衡时,每条钢索与竖直方向成。已知火箭质量为m,重力加速度为g;则每一条钢索的张力为( )
A. B. C. D.
15.(2026·安徽合肥·三模)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
16.(2026·河北邢台·二模)河北省是农业大省,扁担作为农耕工具承载千万农人的希望与梦想。如图所示,一农民用扁担挑起两个箩筐站定,手握着钩链,使箩筐水平。已知每个箩筐的质量为M,四根长度相同的轻质绳与筐口连接处四等分圆形筐口,且绳长和筐口直径相等,重力加速度为g,则每根轻绳上拉力大小为( )
A. B. C. D.
17.(2026·云南昆明·模拟预测)如图所示,甲、乙两人站在水平地面上,光滑圆环套在不可伸长的轻绳上,圆环下端吊一重物。两人缓慢放绳,在重物竖直向下移动一小段距离的过程中( )
A.地面对甲的支持力保持不变 B.地面对甲的支持力逐渐变大
C.地面对乙的摩擦力保持不变 D.地面对乙的摩擦力逐渐变大
18.(2026·辽宁朝阳·模拟预测)创意水晶灯的主体结构是上下两个环形灯饰用三根拉绳悬吊在灯座上。小明将灯的结构进行简化:三根轻绳绕过质量为的小环,系在质量为的大环上,且三根绳的位置在环上等分。两环均光滑,三根轻绳把整体悬吊起来,平衡时测得上段绳与竖直方向成30°角,下段绳与竖直方向成角,下列说法正确的是( )
A.上段绳的拉力和下段绳的拉力之比为
B.上段绳的拉力和下段绳的拉力之比为
C.两环质量和之比为
D.两环质量和之比为
19.(2026·陕西安康·模拟预测)如图所示是家庭晾晒衣物常用的圆形晾衣篮,四根等长的布条一端等间距固定在晾衣篮边缘,另一端系在挂钩上。若晾衣篮直径为60 cm,每根布条的长度均为50 cm,承受的最大拉力均为30 N,不计晾衣篮质量,重力加速度g取10 m/s2,则篮中放置衣物的最大质量为( )
A.16 kg B.9.6 kg C.8 kg D.7.2 kg
20.(2026·湖北孝感·模拟预测)用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接并悬挂,如图所示。两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c与水平方向的夹角为30°。则细线b对小球2的拉力大小为( )
A.G B. C. D.G
21.(2026·湖北黄冈·三模)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周围,形成正四面体结构。已知小球O质量为2m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.轻杆1对小球d的作用力大小为2mg
B.桌面对小球a的弹力大小为3mg
C.小球O受到四根轻杆的合力大小等于mg
D.轻杆2对小球b的作用力大小为mg
22.▶新情境◀(2026·吉林白山·一模)图甲为悬浮地球仪,其原理如图乙所示:底座的三个相同的磁极对地球仪中心的磁体产生大小均为F的作用力(方向沿磁极与磁体的连线),使地球仪悬浮在空中,此时各磁极和磁体恰好处在正四面体的四个顶点处。已知地球仪的重量为G,则力 F的大小为( )
A.G B. C. G D. G
23.(2026·广东佛山·三模)“十五五”规划将特高压输电作为“西电东送”核心载体。图为相邻竖直铁塔、间某根输电线的示意图,输电线质量为且分布均匀、两端分别固定在、两等高点,两塔间距为,输电线两端的切线与竖直方向的夹角为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.输电线上张力大小处处相等
B.点处拉力大小为
C.若增大,点处张力减小
D.由于热胀冷缩,冬季降温时输电线最低点的张力减小
24.(2026·河南开封·模拟预测)国产XGC88000履带起重机成功吊装800吨的18 MW海上风电机组,尽显大国重器的实力与风采。海上风电机组可简化为圆柱体,质量为,某段时间内用5条长度相同且均匀分布的倾斜吊绳缓慢吊装,如图所示,每条倾斜吊绳与竖直方向的夹角均为,重力加速度为,。不计吊绳的重力,则每条倾斜吊绳中的拉力大小为( )
A. B. C. D.
25.(2026·安徽淮南·模拟预测)春节期间悬挂红灯笼可增添喜庆氛围。如图甲,灯笼竖直悬挂于点,轻绳与竖直方向的夹角为,轻绳水平固定,灯笼静止,此时的拉力为,的拉力为;若灯笼受恒定水平风力作用,与竖直方向成角时再次静止,如图乙,此时拉力为,拉力为。则( )
A., B., C., D.,
26.(2026·山东烟台·一模)如图所示,两根长度相等的轻质细杆AO、BO,一端通过光滑铰链与竖直墙面上A、B两点处连接,另一端栓接在O点。一根轻质弹性细绳CO一端固定在墙上C点,另一端栓接在O点,C点处于AB连线的垂直平分线上,在O点悬挂一质量为m的重物,静止时AOB所在的平面处于水平,,OC连线与水平面的夹角为30°,已知重力加速度为g,则杆AO对墙的作用力大小为( )
A. B.mg C. D.2mg
27.(2026·湖南长沙·模拟预测)图甲所示为玻璃清洁工人在清洁摩天大楼的玻璃幕墙。他所乘坐装置的侧视图如图乙所示:工人坐在简易的小木板BC上,通过楼顶的滑轮和不可伸长的轻绳OA在竖直平面内缓慢下降。小木板的安装方式如图丙所示,小木板BC用两根等长且夹角的不可伸长的轻绳AB、AC连接在OA绳的A点,AB、AC与OA始终在同一倾斜平面内。工作时工人用脚蹬在玻璃墙上,玻璃墙对脚的支持力和摩擦力的合力方向始终沿小腿方向,小腿与竖直玻璃墙夹角恒为,小木板BC始终保持水平且与玻璃墙平行。已知工人及工具的总质量,重力加速度,小木板的质量可忽略不计,某时刻轻绳OA与竖直玻璃墙的夹角。则工人稳定坐在木板BC上且未擦墙时,下列说法正确的是( )
A.此时OA绳的拉力大小为500 N
B.从该时刻起,工人在缓慢下移的过程中,工人所受合力越来越小
C.从该时刻起,工人在缓慢下移的过程中,绳OA的拉力不断减小
D.此时若工人不触碰轻绳,小木板受的压力大小为384 N
28.▶新情境◀(2026·福建厦门·模拟预测)如图甲所示,6颗完全相同的球形珍珠用细线通过沿直径的光滑孔道等间距地串成一个环,并将其套在一表面光滑的圆锥体珠宝展示架上,其俯视图如图乙所示。已知展示架的顶角为60°,珍珠均处于同一水平面内,珍珠间的细线与每颗珍珠孔道方向的夹角均为30°,珍珠质量均为m,重力加速度大小为g,则展示架对每颗珍珠的支持力大小为_______,细线上的张力大小为_______。(结果均用m、g表示)
重难·创新演练
设题创新:结合生活实际(T1);思维提升(T2、T3、T5); 跨章节综合(T4)
1.(2026·湖南郴州·三模)劳动实践中处处蕴含物理智慧。如图甲,施工时利用两根平行固定的粗糙圆柱形钢管、将长方体砖块从屋顶平稳运送至地面。将两根钢管简化为平行倾斜的粗糙圆柱直杆、砖块放置在两钢管上端正中间,由静止开始沿倾斜钢管下滑;图乙为垂直于运动方向的截面图,砖块截面为正方形。忽略砖块侧向滑动,砖块全程沿钢管匀变速下滑。下列说法正确的是( )
A.若只适当增大钢管的间距,每根钢管对砖块的弹力不变
B.若只适当增大钢管的间距,每根钢管对砖块的摩擦力变小
C.若只增大砖块的质量,砖块下滑的加速度变大
D.若只增大钢管与水平方向的夹角,下滑时间不变
2.(2026·安徽·模拟预测)如图所示,竖直方向固定一圆形轨道,轨道内部放置4个半径相同的光滑匀质小球。其中球1、2、3重力均为G,球1的重心与轨道圆心O在同一高度,球3的重心位于轨道圆心O的正下方,球2、4对称分布在球3的两侧,4个小球的重心和圆形轨道的圆心在同一竖直面内。下列说法正确的是( )
A.球2对球1的作用力大小等于G
B.球4的重力大小为2G
C.轨道对球2和球4的作用力大小相等
D.轨道对球3的作用力大小小于4个小球的重力之和
3.(2026·江西·模拟预测)班级文艺晚会上,同学们在教室里挂上了红灯笼。如图所示,四个灯笼相同,AB、BC、CD、DE四根轻绳的长度也相同,绳的悬点A、E在同一水平杆上。下列说法正确的是( )
A.AB绳与DE绳的拉力相同
B.AB绳与BC绳拉力的竖直分量大小相等
C.AB绳的拉力大小可能为BC绳拉力大小的2.5倍
D.BC绳与竖直方向夹角的正切值为AB绳与竖直方向夹角的正切值的2倍
4.(2026·江西·模拟预测)(多选)如图甲,一光滑方形薄铝板固定在水平面上,与水平面的夹角为。一质量为的条形磁铁(极垂直于铝板向下),在铝板上由静止释放,最终贴着薄铝板匀速下滑,侧视图如图乙。磁铁底面是边长为的正方形,磁铁底面正对铝板区域的磁场视为匀强磁场(俯视图如图丙),磁感应强度大小为,铝板厚度为,电阻率为。磁铁底面正对铝板区域切割磁场产生的电动势与铝板的其他部分形成回路,为研究问题方便,铝板中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场,其余电阻和磁场忽略不计,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.磁铁匀速下滑时,磁铁受到的安培力大小为
B.磁铁匀速下滑时,铝板与磁铁正对部分感应电流大小为
C.磁铁匀速下滑时,其速度大小为
D.若速度为时(未匀速),磁铁滑行的距离为,则滑行时间
5.(2026·辽宁大连·模拟预测)我们在一些问题中可以忽略绳子的质量建立理想化物理模型,认为轻质绳上的弹力处处相等,这种理想化的条件与真实情景相比有哪些区别和联系呢?
(1)如图一所示,质量分布均匀的长绳AB质量为m,长度为l,B端与一质量为M的物块相连,物块可视为质点。现在A端施加一个大小恒定为F的水平外力,使绳拉着物块沿光滑水平面做直线运动。请利用上述物理量,写出绳上距A端x处的拉力与x的关系式,并利用此关系式证明:若绳的质量m远小于物块质量M,可认为绳中拉力处处相等,且等于绳子端点受到的力F。
(2)如果物理情境中是链条,往往不能忽略其质量,链条各处的力也并不相同。如图2所示,悬挂的链条粗细与质量分布均匀,其质量为m,悬点A、B处切线与竖直方向夹角分别和,两切线交点为C,重力加速度为g。可以判断出整个链条F点处弹力最小,请计算出该最小弹力的大小。
真题·实战演练
高频考点:匀变速直线运动的规律、推论,自由落体,刹车问题,多过程问题
1.(2025·浙江·高考真题)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度,下列说法正确的是( )
A.双臂夹角越大受力越小
B.杠铃对每只手臂作用力大小为
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
2.(2024·辽宁·高考真题)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
3.(2025·贵州·高考真题)一不可伸长的轻绳跨过同一水平线上的定滑轮,中间两定滑轮的间距为,在绳中央固定有一轻质吊环,绳两端分别挂有质量均为的配重物,配重物静止在地面上且绳恰好伸直。如图,某同学在健身时把吊环竖直向下缓慢拉的距离后保持静止,已知重力加速度大小为,不计摩擦及滑轮大小,则静止时该同学对吊环的拉力大小为( )
A. B. C. D.
4.(2026·浙江·高考真题)如图所示,一盏重为G的艺术灯用细绳悬挂,左右两侧细绳与水平方向夹角分别为45°和60°,细绳拉力分别为和。A和B是左侧细绳两端点,C和D分别是天花板和灯上的点,CD与AB平行,则( )
A.大于
B.和都小于G
C.用细绳连接C和B后撤去AB绳,可使灯位置不变
D.用细绳连接C和D后撤去AB绳,可使灯位置不变
5.(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.
6.(2025·重庆·高考真题)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. D.
7.(2024·贵州·高考真题)如图(a),一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为( )
A. B. C. D.
8.(2024·浙江·高考真题)如图所示,在同一竖直平面内,小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d,其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上,d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连,调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为,细线c、d平行且与水平成(不计摩擦,重力加速度g=10m/s2),则细线a、b的拉力分别为( )
A., B., C., D.,
9.(2026·四川·高考真题)(多选)如图所示,球心为、半径为的半球体固定于水平地面,质量为的杂技演员依靠双手支撑竖直倒立在球面上。双手对球面压力的作用点的连线是与地面平行、圆心为的小圆的直径,压力大小均为且不超过(为重力加速度大小)。手与球面间动摩擦因数为,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。设长为、则( )
A.时,演员保持平衡状态,大小可能为
B.时,演员可以通过增大往上移动
C.时,演员不可能保持平衡状态
D.演员要保持平衡状态,的最小值为
10.(2026·湖南·高考真题)(多选)如图,某同学将两个相同的球形氦气球用等长的轻绳系在一起,拉着绳使气球随人一起做水平匀速运动。运动过程中,球心始终在绳的延长线上且球心连线水平,两绳所构成的平面与水平面的夹角为(),两球间的弹力为。气球受到空气阻力的大小与相对空气的速率成正比,空气始终相对于地面静止,忽略气球形状的变化。该同学沿原方向运动速度缓慢增大,下列说法正确的是( )
A.增大 B.减小 C.增大 D.减小
11.(2025·山东·高考真题)(多选)球心为O,半径为R的半球形光滑绝缘碗固定于水平地面上,带电量分别为和的小球甲、乙刚好静止于碗内壁A、B两点,过O、A、B的截面如图所示,C、D均为圆弧上的点,OC沿竖直方向,,,A、B两点间距离为,E、F为AB连线的三等分点。下列说法正确的是( )
A.甲的质量小于乙的质量 B.C点电势高于D点电势
C.E、F两点电场强度大小相等,方向相同 D.沿直线从O点到D点,电势先升高后降低
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第07讲 牛顿第三定律、共点力的平衡(专项训练)(答案版)
目录
模拟·基础演练 1
⏳ 题型01 牛顿第三定律 1
⏳ 题型02 受力分析 1
⏳ 题型03 共点力的平衡 2
重难·创新演练 2
真题·实战演练 4
模拟·基础演练
⏳题型01 牛顿第三定律
考查重点:作用力与反作用力的关系、作用力和反作用力与一对平衡力的辨析
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】A
4.【答案】A
5.【答案】C
6.【答案】C
⏳题型02 受力分析
考查重点:受力分析、“活结”、“死结”、“动杆”、“定杆”模型
7.【答案】B
8.【答案】C
9.【答案】C
10.【答案】D
11.【答案】C
12.【答案】BC
⏳题型03 共点力的平衡
考查重点:共点力的平衡、整体法和隔离法的应用
13.【答案】A
14.【答案】A
15.【答案】C
16.【答案】C
17.【答案】A
18.【答案】C
19.【答案】B
20.【答案】A
21.【答案】D
22.【答案】C
23.【答案】B
24.【答案】B
25.【答案】A
26.【答案】B
27.【答案】D
28.【答案】
重难·创新演练
设题创新:结合生活实际(T1);思维提升(T2、T3、T5); 跨章节综合(T4)
1.【答案】A
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】BCD
5.【答案】(1)以物块和绳的整体为研究对象,根据牛顿第二定律有
以物块和与其相连的长为的绳为研究对象,根据牛顿第二定律有
联立解得
由上式可知,当时,对于x在0到l之间取任意值,都有
即若绳质量m远小于物块质量M,可认为绳中拉力处处相等,且等于绳端点受到的力。
(2)
【详解】(1)略;
(2)对整体受力分析,如图所示合成到一个三角形中
有
当选取AF部分链条作为研究对象时,B侧拉力水平向右,如图所示
此处的弹力最小
即
真题·实战演练
高频考点:匀变速直线运动的规律、推论,自由落体,刹车问题,多过程问题
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】B
6.【答案】B
7.【答案】D
8.【答案】D
9.【答案】AD
10.【答案】BC
11.【答案】BD
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第07讲 牛顿第三定律、共点力的平衡(专项训练)(解析版)
目录
模拟·基础演练 1
⏳ 题型01 牛顿第三定律 1
⏳ 题型02 受力分析 5
⏳ 题型03 共点力的平衡 9
重难·创新演练 19
真题·实战演练 26
模拟·基础演练
⏳题型01 牛顿第三定律
考查重点:作用力与反作用力的关系、作用力和反作用力与一对平衡力的辨析
1.(2026·福建福州·三模)2025年11月17日,福建省运动员檀儒凯在第十五届全运会海岸赛艇沙滩冲刺赛中获得福建省在该项目的首枚金牌。比赛中,运动员从沙滩起点出发,上艇后由水中A点划行至海上浮标B处后立即调头返回A点。赛艇由A出发到浮标B后回到A过程中,下列说法正确的是( )
A.赛艇的位移大小等于路程
B.赛艇的平均速度为零
C.赛艇加速时惯性变大,减速时惯性变小
D.赛艇加速运动时,水对桨的力大于桨对水的力
【答案】B
【详解】A.位移是初位置到末位置的有向线段,路程是运动轨迹的长度。赛艇从A到B再回到A,初末位置相同,位移为0,而路程是A到B距离的2倍,两者不相等,故A错误;
B.平均速度的定义是位移与时间的比值。赛艇的位移为0,所以平均速度为零,故B正确;
C.惯性的大小只与物体的质量有关,与运动速度无关。赛艇的质量不变,惯性大小就不变,故C错误;
D.水对桨的力与桨对水的力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,它们大小始终相等,故D错误。
故选B。
2.(2026·江西宜春·模拟预测)在2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会上,中国队斩获5金4银6铜,刷新境外冬奥会参赛最佳战绩。如图为我国部分夺金运动员的比赛现场照片,下列说法正确的是( )
A.甲图中,裁判为腾空完成技巧动作的苏翊鸣打分时,不可将其视为质点
B.乙图中,徐梦桃从跳台斜向上飞出后,先处于超重状态,后处于失重状态
C.丙图中,谷爱凌在形池中滑行时,池对她的支持力大小小于她对池的压力大小
D.丁图中,宁忠岩以1分41秒98的成绩打破速度滑冰1500米奥运纪录,其全程平均速度约为
【答案】A
【详解】A.裁判为腾空完成技巧动作的苏翊鸣打分时,他的动作细节如姿势、动作、完成技巧是打分的主要参照和标准,故不可将其视为质点,故A正确;
B.徐梦桃从跳台斜向上飞出后,竖直方向先向上减速后向下加速度,则加速度方向一直向下,所以徐梦桃从跳台飞出后一直处于失重状态,故B错误;
C.池对谷爱凌的支持力和谷爱凌对池的压力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,二者大小始终相等,故C错误;
D.即1分41秒98=101.98秒,1500米是宁忠岩速度滑冰运动的路程,所以平均速率为
由于速度滑冰运动的位移明显小于路程,所以平均速度大小一定小于平均速率,故D错误。
故选A。
3.(2026·山西运城·二模)智能防摔马甲是一种面向老年人群体的智能可穿戴防护装备,配备有基于加速度传感的自动充气缓冲系统。当监测到跌倒不可避免时,气体发生器会在人体接触地面(水平)前极短时间内完成气囊展开。假设某次跌倒过程中,老人身体重心始终沿竖直方向向下运动,且在下落阶段可忽略空气阻力的作用。从气囊刚接触地面瞬间开始,到老人速度减为零并稳定静止于地面的整个缓冲过程中,下列说法正确的是( )
A.老人对气囊的作用力与气囊对老人的作用力大小相等
B.老人对气囊的作用力大于气囊对老人的作用力
C.气囊对老人的弹力始终小于老人的重力
D.气囊对老人的弹力的冲量小于老人重力的冲量
【答案】A
【详解】AB.老人对气囊的作用力与气囊对老人的作用力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,二者大小始终相等,故A正确,B错误;
C.缓冲过程中老人初速度向下、末速度为0,存在向下减速的阶段,该阶段合力向上,即气囊弹力大于老人重力,因此弹力不是始终小于重力,故C错误;
D.取竖直向上为正方向,设老人接触气囊时速度大小为v,缓冲过程时长为t,由动量定理得
所以
由此可知,气囊弹力的冲量大于老人重力的冲量,故D错误。
故选A。
4.▶新情境◀(2026·新疆·三模)某机器人的机械手可精准拿取鸡蛋,如图所示。若机械手对鸡蛋的作用力为F,鸡蛋对机械手的反作用力为,鸡蛋的重力为G。下列关于鸡蛋运动时的说法正确的是( )
A.水平加速, B.水平减速, C.向上加速, D.向上减速,
【答案】A
【详解】AB.若鸡蛋有水平方向加速度,根据牛顿第二定律可知,鸡蛋的合力沿水平方向。根据平行四边形定则有,故A正确,B错误;
CD.机械手对鸡蛋的作用力F与鸡蛋对机械手的反作用力F′是一对作用力与反作用力。根据牛顿第三定律,无论鸡蛋处于何种运动状态,二者始终满足,故CD错误。
故选A。
5.(2026·甘肃·一模)两同学借助两个完全相同的平板车在教室地面上探究牛顿运动定律。他们先让平板车边沿对齐地砖上的一条缝隙并保持静止(如图1),然后让左边的甲同学推开右边的乙同学(如图2),最后两小车停在如图3所示位置处。对此现象,下列说法正确的是( )
A.甲同学对乙同学有推力,但乙同学对甲同学未施加力
B.甲同学对乙同学的力大于乙同学对甲同学的力
C.甲同学和车的总质量大于乙同学和车的总质量
D.全过程中乙同学所受小车的摩擦力先向右后向左
【答案】C
【详解】AB.根据牛顿第三定律可知,甲同学对乙同学的作用力与乙同学对甲同学的作用力等大、反向,故AB错误;
C.由图可知,乙向前运动的位移较大,则甲乙分离时乙的速度较大,说明甲乙相互作用阶段乙的加速度大,由于二者间相互作用力大小相等,则乙的质量较小,即甲同学和车的总质量大于乙同学和车的总质量,故C正确;
D.甲乙相互作用阶段,乙同学和小车向右加速,所以乙同学对小车有向右的摩擦力,小车对乙同学有向左的摩擦力,当甲乙同学分离后,乙同学与小车一起向右减速,则小车对乙同学的摩擦力向左,所以全过程中乙同学所受小车的摩擦力一直向左,故D错误。
故选C。
6.(2026·河南新乡·三模)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。
⏳题型02 受力分析
考查重点:受力分析、“活结”、“死结”、“动杆”、“定杆”模型
7.(2026·广西河池·二模)在广西平陆运河护坡加固施工中,一台工程机械通过牵引绳将护坡加固构件沿倾斜坡面缓慢匀速向上拉动,其简化图如图所示。构件运动过程视为匀速直线运动,处于受力平衡状态,不计空气阻力。在此过程中( )
A.构件匀速运动,合外力不为零,速度越大惯性越大
B.构件受到重力、坡面支持力、牵引力、滑动摩擦力,合力为零
C.坡面给构件的支持力大小等于构件自身的重力大小
D.增大牵引力,构件对坡面压力增大
【答案】B
【详解】A.惯性是物体的固有属性,其大小只与质量有关,与速度大小无关,故A错误;
B.构件在斜面上向上运动,受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的牵引力以及沿斜面向下的滑动摩擦力,共四个力作用;由于构件处于平衡状态,根据平衡条件可知合力为零,故B正确;
C.设斜面倾角为,对构件,根据平衡条件可知,坡面给构件的支持力大小
可知坡面给构件的支持力大小小于构件自身的重力大小,故C错误;
D.坡面给构件的支持力大小,根据牛顿第三定律可知,构件对坡面压力也为,与牵引力大小无关,故D错误。
故选B。
8.(2026·山西·二模)“晋作家具”作为中国古典家具四大流派之一,具有独特的艺术魅力。如图所示,一茶壶静置在八仙桌的水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.茶壶受到重力、支持力、弹力和摩擦力
B.茶壶受到的重力就是桌子受到的压力
C.茶壶受到的重力和支持力是一对平衡力
D.茶壶对桌面的压力和桌子对地面的压力是一对相互作用力
【答案】C
【详解】A.茶壶静置在水平桌面上,没有相对桌面的运动趋势,因此不受摩擦力;桌面给茶壶的支持力本质上就是弹力,所以茶壶实际只受重力和支持力(弹力)两个力,故A错误;
B.壶受到的重力,施力物体是地球,受力物体是茶壶;桌子受到的压力,施力物体是茶壶,受力物体是桌子。两者的受力物体、施力物体都不同,也不是同一种力,因此不是同一个力,故B错误;
C.茶壶静止在水平桌面上,处于平衡状态,受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;
D.相互作用力作用在两个不同的物体上,且性质相同。茶壶对桌面的压力作用在桌面上,桌子对地面的压力作用在地面上,这两个力方向相同,不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
9.(2026·陕西榆林·模拟预测)如图所示,A、B两物体叠放在一起,以初速度冲上粗糙的斜面,运动中A、B保持相对静止,B上表面水平,上滑过程中B的受力示意图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】整体向上做匀减速直线运动,加速度方向沿斜面向下,则A的加速度方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律知,A的合力沿斜面向下,则A一定受到水平向右的摩擦力以及重力和支持力;结合牛顿第三定律可知,B受重力、斜面的支持力、摩擦力、A对B的向下的压力、A对B向左的摩擦力5个力的作用。
故选C。
10.(2026·北京丰台·一模)如图所示,粗糙的长方体木块A、B叠在一起,放在水平桌面上,木块B受到一水平向右拉力F的作用,A、B始终保持相对静止。下列说法正确的是( )
A.若木块A、B静止,木块A受到3个力作用
B.若木块A、B向右匀速运动,木块A受到3个力作用
C.若木块A、B向右匀速运动,木块B受到6个力作用
D.若木块A、B向右加速运动,木块B受到6个力作用
【答案】D
【详解】AB.若木块A、B静止或向右匀速运动,A均处于平衡状态,水平方向不受外力,无相对运动趋势或合力为零,故不受摩擦力,只受重力和支持力2个力作用,故AB错误;
C.若木块A、B向右匀速运动,B处于平衡状态,竖直方向受重力、A对B的压力、地面的支持力,水平方向受拉力和地面的滑动摩擦力,共5个力作用,故C错误;
D.若木块A、B向右加速运动,A具有向右的加速度,受B对A向右的静摩擦力,根据牛顿第三定律,A对B有向左的静摩擦力。对B受力分析,竖直方向受重力、A对B的压力、地面的支持力,水平方向受拉力、地面的滑动摩擦力、A对B的静摩擦力,共6个力作用,故D正确。
故选D。
11.(2025·安徽合肥·模拟预测)如图所示,在某次舞蹈收尾的高难度动作中,甲、乙两人托起丙,三人均处于静止状态。若甲、乙两人斜向上的手对丙的作用力方向形成的角为(钝角),三人的质量均为 ,重力加速度大小为,不计甲、乙对丙的摩擦力,,则甲对丙的作用力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】丙在竖直方向上受力平衡,甲、乙两人斜向上的手对丙的作用力方向成角,根据平衡条件可得
由于,角为钝角,则有
由
联立解得,
即甲、乙两人斜向上的手对丙的作用力大小均为。
故选C。
12.(2025·广西贵港·模拟预测)(多选)如图所示,长方体物块A、B叠放在固定的斜面上,B受到一个沿斜面方向向上的拉力,两物块保持静止。则B受力的个数可能为( )
A.4个 B.5个 C.6个 D.7个
【答案】BC
【详解】根据题意,对A受力分析可知,受重力、B的支持力,由于A静止,则A还受到B对其产生的沿斜面向上的静摩擦力,对B受力分析可知,受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,是否受斜面的摩擦力,方向取决于和重力沿斜面向下的分力和A对B摩擦力的大小,故B可能受5个或6个力作用。故选BC。
⏳题型03 共点力的平衡
考查重点:共点力的平衡、整体法和隔离法的应用
13.(2026·山东潍坊·三模)如图所示,把两个篮球a、b放入一圆柱形硬质球筐中,系统静止在水平地面上。把篮球b换为质量相同、半径比b稍小的另一球后(仍未接触筐底),系统再次静止。忽略各接触面上的摩擦,则与换球前相比( )
A.篮球a对球筐侧壁的压力变大 B.篮球a对球筐底的压力变大
C.篮球a对上方球的支持力变小 D.球筐对地面的压力变小
【答案】A
【详解】AC.对b球受力分析,受自身重力,球筐侧壁的水平弹力与a对球b的支持力N ,设N与竖直方向夹角为θ,竖直方向列平衡方程得
水平方向列平衡方程得
联立解得
上方球半径减小,则θ增大,cosθ减小,tanθ增大,因此N 与增大,对a、b两球整体受力分析可知,球筐对a的弹力与球筐对b的弹力N1等大反向,根据牛顿第三定律,a对筐侧壁的压力变大,故A正确,C错误;
B.a、b两球质量不变,竖直方向,球筐对a球的支持力大小等于a、b两球的重力,根据牛顿第三定律可知,篮球a对球筐底的压力不变,B错误;
D.对球筐与两球整体进行受力分析,整体重力不变,因此地面对筐的支持力不变,根据牛顿第三定律可知,球筐对地面的压力不变,D错误。
故选 A。
14.▶新情境◀(2026·四川绵阳·一模)2026年2月13日,中国完成首次火箭一级箭体海上搜索与回收任务。假定回收火箭A时,钢索1234刚好处于桁架的正中间,钢索中间的正方形夹住火箭A,火箭A伸出托架压在四条钢索上。平衡时,每条钢索与竖直方向成。已知火箭质量为m,重力加速度为g;则每一条钢索的张力为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】在竖直方向上,每一条钢索的合力大小
设每一条钢索的张力为,则有
解得
故选A。
15.(2026·安徽合肥·三模)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。
16.(2026·河北邢台·二模)河北省是农业大省,扁担作为农耕工具承载千万农人的希望与梦想。如图所示,一农民用扁担挑起两个箩筐站定,手握着钩链,使箩筐水平。已知每个箩筐的质量为M,四根长度相同的轻质绳与筐口连接处四等分圆形筐口,且绳长和筐口直径相等,重力加速度为g,则每根轻绳上拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为四根长度相同的轻质绳与筐口连接处四等分圆形筐口,且绳长和筐口直径相等,所以两根相对的绳子与直径构成等边三角形。每根绳子与竖直方向的夹角为,设每根绳子的拉力为,则
解得
故选C。
17.(2026·云南昆明·模拟预测)如图所示,甲、乙两人站在水平地面上,光滑圆环套在不可伸长的轻绳上,圆环下端吊一重物。两人缓慢放绳,在重物竖直向下移动一小段距离的过程中( )
A.地面对甲的支持力保持不变 B.地面对甲的支持力逐渐变大
C.地面对乙的摩擦力保持不变 D.地面对乙的摩擦力逐渐变大
【答案】A
【详解】CD.分析可知,圆环套在绳子上可视为活结模型,环两端绳子上的拉力大小相等,根据平行四边形定则,做出力的平行四边形如图所示
设绳子与竖直方向的夹角为,绳子上的拉力为,根据力的平行四边形可知,当缓慢放绳时,绳子上拉力与竖直方向的夹角减小,而根据平衡条件有
可知,当减小时,绳上的拉力减小,对乙分析,在水平方向,乙受到地面对乙的静摩擦力与绳子上的拉力在水平方向的分力而平衡,则有
在缓慢放绳时,减小,则地面对乙的摩擦力逐渐变小,故CD错误;
AB.根据平衡条件可知,每段绳子上的拉力在竖直方向的分力不变,即
对甲分析,设地面对甲的支持力为,根据平衡条件有
可知地面对甲的支持力不变,故A正确,B错误。
故选A。
18.(2026·辽宁朝阳·模拟预测)创意水晶灯的主体结构是上下两个环形灯饰用三根拉绳悬吊在灯座上。小明将灯的结构进行简化:三根轻绳绕过质量为的小环,系在质量为的大环上,且三根绳的位置在环上等分。两环均光滑,三根轻绳把整体悬吊起来,平衡时测得上段绳与竖直方向成30°角,下段绳与竖直方向成角,下列说法正确的是( )
A.上段绳的拉力和下段绳的拉力之比为
B.上段绳的拉力和下段绳的拉力之比为
C.两环质量和之比为
D.两环质量和之比为
【答案】C
【详解】AB.因为小环光滑,同一根绳子上的张力大小相等,所以上段绳的拉力等于下段绳的拉力,即,A、B项错误;
CD.每根绳子的拉力均为,根据平衡条件,对小环有,对大环有,联立解得,C项正确,D项错误。
故选C。
19.(2026·陕西安康·模拟预测)如图所示是家庭晾晒衣物常用的圆形晾衣篮,四根等长的布条一端等间距固定在晾衣篮边缘,另一端系在挂钩上。若晾衣篮直径为60 cm,每根布条的长度均为50 cm,承受的最大拉力均为30 N,不计晾衣篮质量,重力加速度g取10 m/s2,则篮中放置衣物的最大质量为( )
A.16 kg B.9.6 kg C.8 kg D.7.2 kg
【答案】B
【详解】晾衣篮直径,故半径,布条长。
设布条与竖直方向的夹角为,由勾股定理得布条竖直方向的分量长度
因此
当布条拉力达到最大值时,衣物质量最大。
不计晾衣篮质量,竖直方向受力平衡,四根布条拉力的竖直分量之和等于衣物重力
代入数据
故选B。
20.(2026·湖北孝感·模拟预测)用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接并悬挂,如图所示。两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c与水平方向的夹角为30°。则细线b对小球2的拉力大小为( )
A.G B. C. D.G
【答案】A
【详解】将1与2两个小球作为整体进行受力分析,如下图所示
三力平衡可围成三角形,所以
单独对球2受力分析,如图所示
由于自身重力G与大小相等,且夹角为120°,所以第三个力
方向也与重力G成120°。
故选A。
21.(2026·湖北黄冈·三模)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周围,形成正四面体结构。已知小球O质量为2m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.轻杆1对小球d的作用力大小为2mg
B.桌面对小球a的弹力大小为3mg
C.小球O受到四根轻杆的合力大小等于mg
D.轻杆2对小球b的作用力大小为mg
【答案】D
【详解】A.对小球d,根据平衡条件可得轻杆1对小球d的作用力大小为,故A错误;
B.对整体,根据平衡条件可得
解得,故B错误;
C.对小球O,根据平衡条件可得,故C错误;
D.对小球b,由于水平桌面光滑,轻杆2对b弹力只能沿竖直方向,根据平衡条件可得
所以轻杆2对小球b的作用力大小为,故D正确。
故选D。
22.▶新情境◀(2026·吉林白山·一模)图甲为悬浮地球仪,其原理如图乙所示:底座的三个相同的磁极对地球仪中心的磁体产生大小均为F的作用力(方向沿磁极与磁体的连线),使地球仪悬浮在空中,此时各磁极和磁体恰好处在正四面体的四个顶点处。已知地球仪的重量为G,则力 F的大小为( )
A.G B. C. G D. G
【答案】C
【详解】令正四面体的棱长为L,地球仪中的磁体到下侧磁极之间连线与竖直方向夹角为,根据几何关系有
可知
根据对称性可知,每个磁极对磁体的作用力大小均相等,对磁体进行分析,根据平衡条件有
解得
故选C。
23.(2026·广东佛山·三模)“十五五”规划将特高压输电作为“西电东送”核心载体。图为相邻竖直铁塔、间某根输电线的示意图,输电线质量为且分布均匀、两端分别固定在、两等高点,两塔间距为,输电线两端的切线与竖直方向的夹角为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.输电线上张力大小处处相等
B.点处拉力大小为
C.若增大,点处张力减小
D.由于热胀冷缩,冬季降温时输电线最低点的张力减小
【答案】B
【详解】对输电线整体进行受力分析,其受到两端固定点的拉力和重力作用,由对称性可知,两端拉力大小相等:
A.由于输电线各部分的重力分布,输电线上各点的张力方向和大小沿曲线不断变化,两端张力最大,最低点张力最小且方向水平,故A错误;
B.在竖直方向上,根据平衡条件有
解得,故B正确;
C.若增大,输电线将被拉得更紧更平直,导致两端切线与竖直方向的夹角增大,根据
可得
可知减小,则点处张力增大,故C错误;
D.由于热胀冷缩,冬季降温时输电线收缩变紧,导致两端切线与竖直方向的夹角增大,对半根输电线分析可知最低点的张力为
因增大,最低点的张力增大,故D错误。
故选B。
24.(2026·河南开封·模拟预测)国产XGC88000履带起重机成功吊装800吨的18 MW海上风电机组,尽显大国重器的实力与风采。海上风电机组可简化为圆柱体,质量为,某段时间内用5条长度相同且均匀分布的倾斜吊绳缓慢吊装,如图所示,每条倾斜吊绳与竖直方向的夹角均为,重力加速度为,。不计吊绳的重力,则每条倾斜吊绳中的拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据受力分析,竖直方向合力为零,即
解得每条倾斜吊绳中的拉力大小为
故选B。
25.(2026·安徽淮南·模拟预测)春节期间悬挂红灯笼可增添喜庆氛围。如图甲,灯笼竖直悬挂于点,轻绳与竖直方向的夹角为,轻绳水平固定,灯笼静止,此时的拉力为,的拉力为;若灯笼受恒定水平风力作用,与竖直方向成角时再次静止,如图乙,此时拉力为,拉力为。则( )
A., B., C., D.,
【答案】A
【详解】甲图(无风情况)
对结点和灯笼整体受力分析,受重力、拉力、拉力
竖直方向平衡
水平方向平衡
乙图(有风情况)
对结点和灯笼整体受力分析,受重力、水平向右风力、拉力、拉力
竖直方向平衡
水平方向平衡
联立可得,
故选A。
26.(2026·山东烟台·一模)如图所示,两根长度相等的轻质细杆AO、BO,一端通过光滑铰链与竖直墙面上A、B两点处连接,另一端栓接在O点。一根轻质弹性细绳CO一端固定在墙上C点,另一端栓接在O点,C点处于AB连线的垂直平分线上,在O点悬挂一质量为m的重物,静止时AOB所在的平面处于水平,,OC连线与水平面的夹角为30°,已知重力加速度为g,则杆AO对墙的作用力大小为( )
A. B.mg C. D.2mg
【答案】B
【详解】设杆AO对墙的作用力大小为,则轻质细杆AO、BO的合力大小为
对结点O受力分析,设弹性细绳上的弹力大小为,根据平衡条件可得,
联立解得
故选B。
27.(2026·湖南长沙·模拟预测)图甲所示为玻璃清洁工人在清洁摩天大楼的玻璃幕墙。他所乘坐装置的侧视图如图乙所示:工人坐在简易的小木板BC上,通过楼顶的滑轮和不可伸长的轻绳OA在竖直平面内缓慢下降。小木板的安装方式如图丙所示,小木板BC用两根等长且夹角的不可伸长的轻绳AB、AC连接在OA绳的A点,AB、AC与OA始终在同一倾斜平面内。工作时工人用脚蹬在玻璃墙上,玻璃墙对脚的支持力和摩擦力的合力方向始终沿小腿方向,小腿与竖直玻璃墙夹角恒为,小木板BC始终保持水平且与玻璃墙平行。已知工人及工具的总质量,重力加速度,小木板的质量可忽略不计,某时刻轻绳OA与竖直玻璃墙的夹角。则工人稳定坐在木板BC上且未擦墙时,下列说法正确的是( )
A.此时OA绳的拉力大小为500 N
B.从该时刻起,工人在缓慢下移的过程中,工人所受合力越来越小
C.从该时刻起,工人在缓慢下移的过程中,绳OA的拉力不断减小
D.此时若工人不触碰轻绳,小木板受的压力大小为384 N
【答案】D
【详解】A.设 绳拉力为(与竖直方向夹角 ),墙对脚的作用力 (沿小腿方向,与竖直方向夹角 )
对工人和木板整体进行受力分析有水平方向
竖直方向
联立解得 ,,故A错误;
B.工人缓慢下移过程中,始终处于平衡状态,合力始终为零,不会越来越小,故B错误;
C.璃墙对脚的作用力方向不变,下滑过程中,绳与该作用力的夹角为锐角且减小,又合力等于重力不变,则绳OA的拉力增大,故C错误;
D.“不触碰轻绳”即工人不直接接触 绳,绳拉力不直接作用在工人身上。对工人单独受力分析,墙对脚的力(与竖直方向成 ,竖直分量为 向上)
竖直方向有
由牛顿第三定律,木板受的压力大小等于工人受的支持力大小,故D正确。
故选D。
28.▶新情境◀(2026·福建厦门·模拟预测)如图甲所示,6颗完全相同的球形珍珠用细线通过沿直径的光滑孔道等间距地串成一个环,并将其套在一表面光滑的圆锥体珠宝展示架上,其俯视图如图乙所示。已知展示架的顶角为60°,珍珠均处于同一水平面内,珍珠间的细线与每颗珍珠孔道方向的夹角均为30°,珍珠质量均为m,重力加速度大小为g,则展示架对每颗珍珠的支持力大小为_______,细线上的张力大小为_______。(结果均用m、g表示)
【答案】
【详解】[1]对任意一颗珍珠进行受力分析,珍珠受到竖直向下的重力、垂直于圆锥面指向斜上方的支持力以及两根细线的拉力。由题意知圆锥顶角为,则圆锥母线与竖直方向夹角为,根据几何关系可知,支持力与竖直方向夹角为。在竖直方向上,由平衡条件可得
解得
[2]在水平方向上,支持力的水平分力
方向背离圆心。珍珠在水平面内处于平衡状态,细线拉力的合力必须与支持力的水平分力平衡,即
方向指向圆心。由俯视图可知,6颗珍珠等间距分布,细线构成正六边形,相邻两边夹角为。两根细线拉力大小均为,夹角为,其合力大小
联立解得
重难·创新演练
设题创新:结合生活实际(T1);思维提升(T2、T3、T5); 跨章节综合(T4)
1.(2026·湖南郴州·三模)劳动实践中处处蕴含物理智慧。如图甲,施工时利用两根平行固定的粗糙圆柱形钢管、将长方体砖块从屋顶平稳运送至地面。将两根钢管简化为平行倾斜的粗糙圆柱直杆、砖块放置在两钢管上端正中间,由静止开始沿倾斜钢管下滑;图乙为垂直于运动方向的截面图,砖块截面为正方形。忽略砖块侧向滑动,砖块全程沿钢管匀变速下滑。下列说法正确的是( )
A.若只适当增大钢管的间距,每根钢管对砖块的弹力不变
B.若只适当增大钢管的间距,每根钢管对砖块的摩擦力变小
C.若只增大砖块的质量,砖块下滑的加速度变大
D.若只增大钢管与水平方向的夹角,下滑时间不变
【答案】A
【详解】A.假定两钢管与地面倾角为、砖块的质量为,每一根钢管对砖块的支持力为,以砖块为研究对象,只在垂直于钢管平面内对其受力分析,如图所示
依题意有
解得
若仅适当增大钢管的间距,由于支持力垂直于接触面,角保持不变,不变,则不变,故A正确;
B.假定砖块与钢管的动摩擦因数为,则摩擦力为
由于不变,则下滑过程中钢管对砖块的摩擦力不变,故B错误;
C.根据牛顿第二定律有
解得
可知砖块的加速度与砖块的质量无关,故C错误;
D.设钢管的长度为,由可知,砖块下滑时间
由于
若只增大钢管与水平方向的夹角,则增大,减小,砖块下滑的加速度增大,砖块下滑时间减小,故D错误。
故选A。
2.(2026·安徽·模拟预测)如图所示,竖直方向固定一圆形轨道,轨道内部放置4个半径相同的光滑匀质小球。其中球1、2、3重力均为G,球1的重心与轨道圆心O在同一高度,球3的重心位于轨道圆心O的正下方,球2、4对称分布在球3的两侧,4个小球的重心和圆形轨道的圆心在同一竖直面内。下列说法正确的是( )
A.球2对球1的作用力大小等于G
B.球4的重力大小为2G
C.轨道对球2和球4的作用力大小相等
D.轨道对球3的作用力大小小于4个小球的重力之和
【答案】D
【详解】A.设轨道圆心为,小球半径为,轨道半径为。球1、2、3半径相同且紧密排列,球1球心与等高,球3球心在正下方,可知球1、2、3的球心在半径为的圆周上,且圆心角
对球1受力分析,受重力、轨道水平向左的支持力、球2沿连线指向右上方的支持力。由几何关系,与水平方向夹角为
竖直方向平衡有
解得,故A错误;
BC.对球3水平方向分析
球2对球3的压力水平分量与球4对球3的压力水平分量平衡,由对称性知两压力大小相等,即
球2受球1挤压,球4不受上方球挤压,要产生相同的挤压力
对2球受力分析,受重力、3对2和1对2及轨道对2的弹力,沿垂直半径和沿半径方向分解,两方向合力为零,可知
对3分析可知
结合牛顿第三定律
结合几何关系可知
即
所以球4重力
且轨道对球4的支持力大于对球2的支持力,故B、C错误;
D.对4个小球整体受力分析,竖直方向上,轨道对球1支持力水平,对球2、4支持力指向圆心,对球3支持力竖直向上。由平衡条件可知,轨道对球3的支持力加上球2、4支持力的竖直分量等于总重力,即
因为,所以,故D正确。
故选D。
3.(2026·江西·模拟预测)班级文艺晚会上,同学们在教室里挂上了红灯笼。如图所示,四个灯笼相同,AB、BC、CD、DE四根轻绳的长度也相同,绳的悬点A、E在同一水平杆上。下列说法正确的是( )
A.AB绳与DE绳的拉力相同
B.AB绳与BC绳拉力的竖直分量大小相等
C.AB绳的拉力大小可能为BC绳拉力大小的2.5倍
D.BC绳与竖直方向夹角的正切值为AB绳与竖直方向夹角的正切值的2倍
【答案】D
【详解】A.设每个灯笼的质量为,重力加速度为。设绳与竖直方向夹角为,绳与竖直方向夹角为。由对称性可知,绳与竖直方向夹角也为,绳与竖直方向夹角也为,且与拉力大小相等,与拉力大小相等。
对节点受力分析,竖直方向上,绳和绳拉力的竖直分量之和平衡点下方两个灯笼的重力,即
解得
对节点受力分析,竖直方向上,绳拉力的竖直分量平衡点下方一个灯笼的重力以及绳拉力的竖直分量,即
将代入,得
水平方向上,点受力平衡,有
绳与绳的拉力大小相等,但方向不同,力是矢量,所以拉力不相同,故A错误;
B.绳拉力的竖直分量为
绳拉力的竖直分量为
两者大小不相等,故B错误;
D.由,,
可得,
比较可知
即绳与竖直方向夹角的正切值为绳与竖直方向夹角的正切值的2倍,故D正确;
C.绳拉力
绳拉力
则
因为
且均为锐角,所以,则,故,故C错误。
故选D。
4.(2026·江西·模拟预测)(多选)如图甲,一光滑方形薄铝板固定在水平面上,与水平面的夹角为。一质量为的条形磁铁(极垂直于铝板向下),在铝板上由静止释放,最终贴着薄铝板匀速下滑,侧视图如图乙。磁铁底面是边长为的正方形,磁铁底面正对铝板区域的磁场视为匀强磁场(俯视图如图丙),磁感应强度大小为,铝板厚度为,电阻率为。磁铁底面正对铝板区域切割磁场产生的电动势与铝板的其他部分形成回路,为研究问题方便,铝板中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场,其余电阻和磁场忽略不计,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.磁铁匀速下滑时,磁铁受到的安培力大小为
B.磁铁匀速下滑时,铝板与磁铁正对部分感应电流大小为
C.磁铁匀速下滑时,其速度大小为
D.若速度为时(未匀速),磁铁滑行的距离为,则滑行时间
【答案】BCD
【详解】A.磁铁匀速下滑,由平衡条件有,A错误;
B.根据前面的结论,且
解得,B正确;
C.匀速运动时,由于切割产生的感应电动势,由闭合电路欧姆定律有
由电阻定律有正对区域的电阻
解得,C正确;
D.对加速过程,取极短时间,由动量定理有
其中,
两边累积求和,有
解得,D正确。
故选BCD。
5.(2026·辽宁大连·模拟预测)我们在一些问题中可以忽略绳子的质量建立理想化物理模型,认为轻质绳上的弹力处处相等,这种理想化的条件与真实情景相比有哪些区别和联系呢?
(1)如图一所示,质量分布均匀的长绳AB质量为m,长度为l,B端与一质量为M的物块相连,物块可视为质点。现在A端施加一个大小恒定为F的水平外力,使绳拉着物块沿光滑水平面做直线运动。请利用上述物理量,写出绳上距A端x处的拉力与x的关系式,并利用此关系式证明:若绳的质量m远小于物块质量M,可认为绳中拉力处处相等,且等于绳子端点受到的力F。
(2)如果物理情境中是链条,往往不能忽略其质量,链条各处的力也并不相同。如图2所示,悬挂的链条粗细与质量分布均匀,其质量为m,悬点A、B处切线与竖直方向夹角分别和,两切线交点为C,重力加速度为g。可以判断出整个链条F点处弹力最小,请计算出该最小弹力的大小。
【答案】(1)以物块和绳的整体为研究对象,根据牛顿第二定律有
以物块和与其相连的长为的绳为研究对象,根据牛顿第二定律有
联立解得
由上式可知,当时,对于x在0到l之间取任意值,都有
即若绳质量m远小于物块质量M,可认为绳中拉力处处相等,且等于绳端点受到的力。
(2)
【详解】(1)略;
(2)对整体受力分析,如图所示合成到一个三角形中
有
当选取AF部分链条作为研究对象时,B侧拉力水平向右,如图所示
此处的弹力最小
即
真题·实战演练
高频考点:匀变速直线运动的规律、推论,自由落体,刹车问题,多过程问题
1.(2025·浙江·高考真题)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度,下列说法正确的是( )
A.双臂夹角越大受力越小
B.杠铃对每只手臂作用力大小为
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力
D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力
【答案】D
【详解】AB.杠铃的重力为
手臂与水平的杠铃之间有夹角,假设手臂与竖直方向夹角为,根据平衡条件可知
可知,双臂夹角越大,F越大;结合,解得杠铃对手臂的弹力,而杠铃对手臂的作用力是弹力和摩擦力的合力,可知杠铃对每只手臂作用力大小大于,AB错误;
C.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力,C错误;
D.加速举起杠铃,人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上,系统处于超重状态,因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力,D正确。
故选D。
2.(2024·辽宁·高考真题)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;
B.根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B错误;
C.由于砚台处于静止状态,水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故C正确;
D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力,故D错误。
故选C。
3.(2025·贵州·高考真题)一不可伸长的轻绳跨过同一水平线上的定滑轮,中间两定滑轮的间距为,在绳中央固定有一轻质吊环,绳两端分别挂有质量均为的配重物,配重物静止在地面上且绳恰好伸直。如图,某同学在健身时把吊环竖直向下缓慢拉的距离后保持静止,已知重力加速度大小为,不计摩擦及滑轮大小,则静止时该同学对吊环的拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据几何关系可知,吊环两边的细绳与竖直方向的夹角为45°,则由平衡可知
其中T=mg,可得
故选A。
4.(2026·浙江·高考真题)如图所示,一盏重为G的艺术灯用细绳悬挂,左右两侧细绳与水平方向夹角分别为45°和60°,细绳拉力分别为和。A和B是左侧细绳两端点,C和D分别是天花板和灯上的点,CD与AB平行,则( )
A.大于
B.和都小于G
C.用细绳连接C和B后撤去AB绳,可使灯位置不变
D.用细绳连接C和D后撤去AB绳,可使灯位置不变
【答案】B
【详解】AB.对艺术灯受力分析,如图所示
将、和三力平移后,构成矢量三角形,如图
根据矢量三角形可知,故A错误,B正确;
CD.用细绳连接C和B后撤去AB绳或用细绳连接C和D后撤去AB绳,如图所示
若艺术灯位置保持不变,则三力不能交汇一点,即无法保持平衡,故CD错误。
故选B。
5.(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。
6.(2025·重庆·高考真题)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. D.
【答案】B
【详解】以钢管为研究对象,设轻绳的拉力为,根据对称性可知两边绳子拉力相等,根据平衡条件
可得
故选B。
7.(2024·贵州·高考真题)如图(a),一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】对球进行受力分析如图,设球的半径为R,根据几何知识可得
根据平衡条件得
解得
根据牛顿第三定律得球对横杆的压力大小为
故选D。
8.(2024·浙江·高考真题)如图所示,在同一竖直平面内,小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d,其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上,d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连,调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为,细线c、d平行且与水平成(不计摩擦,重力加速度g=10m/s2),则细线a、b的拉力分别为( )
A., B., C., D.,
【答案】D
【详解】由题意可知细线c对A的拉力和细线d对B的拉力大小相等、方向相反,对A、B整体分析可知细线a的拉力大小为
设细线b与水平方向夹角为α,对A、B分析分别有
解得
故选D。
9.(2026·四川·高考真题)(多选)如图所示,球心为、半径为的半球体固定于水平地面,质量为的杂技演员依靠双手支撑竖直倒立在球面上。双手对球面压力的作用点的连线是与地面平行、圆心为的小圆的直径,压力大小均为且不超过(为重力加速度大小)。手与球面间动摩擦因数为,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。设长为、则( )
A.时,演员保持平衡状态,大小可能为
B.时,演员可以通过增大往上移动
C.时,演员不可能保持平衡状态
D.演员要保持平衡状态,的最小值为
【答案】AD
【详解】设球心O到单侧手的作用点连线与竖直轴的夹角为,由几何关系得,
演员受力平衡:水平分量抵消,竖直方向两个手的支持力和摩擦力的竖直分量平衡重力,整理得
最大静摩擦力满足
当静摩擦力取最大值时,联立可得
A.时,代入数据解得
由于
可知的范围为
大小可能为,故A正确;
B.根据题目分析可知时,演员可以处于平衡状态,在保持平衡状态的前提下,当增大时,静摩擦力变小,合力始终不变,能否上升与N无关,故B错误;
C.根据结合题意
当时,解得平衡临界,故C错误;
D.根据结合辅助角公式可得
可得的最小值,故D正确。
故选AD。
10.(2026·湖南·高考真题)(多选)如图,某同学将两个相同的球形氦气球用等长的轻绳系在一起,拉着绳使气球随人一起做水平匀速运动。运动过程中,球心始终在绳的延长线上且球心连线水平,两绳所构成的平面与水平面的夹角为(),两球间的弹力为。气球受到空气阻力的大小与相对空气的速率成正比,空气始终相对于地面静止,忽略气球形状的变化。该同学沿原方向运动速度缓慢增大,下列说法正确的是( )
A.增大 B.减小 C.增大 D.减小
【答案】BC
【详解】AB.根据题意,设每根绳子的拉力为,两根绳子之间的夹角为,每个气球受到空气阻力,浮力为,对整体受力分析,由平衡条件,竖直方向上有
水平方向上有
整理可得
运动速度缓慢增大,减小,则减小,增大,故A错误,B正确;
CD.对单个气球受力分析,由平衡条件有
由于不变,增大,则增大,故C正确,D错误。
故选BC。
11.(2025·山东·高考真题)(多选)球心为O,半径为R的半球形光滑绝缘碗固定于水平地面上,带电量分别为和的小球甲、乙刚好静止于碗内壁A、B两点,过O、A、B的截面如图所示,C、D均为圆弧上的点,OC沿竖直方向,,,A、B两点间距离为,E、F为AB连线的三等分点。下列说法正确的是( )
A.甲的质量小于乙的质量 B.C点电势高于D点电势
C.E、F两点电场强度大小相等,方向相同 D.沿直线从O点到D点,电势先升高后降低
【答案】BD
【详解】A.对甲、乙两小球受力分析如图所示,甲、乙两小球分别受到重力、支持力、库仑力作用保持平衡。
设与线段交点为点,由几何关系
解得
因此有,
根据正弦定理,对甲有
对乙有
因为
是一对相互作用力,可得
A错误;
B.根据点电荷场强公式,由场强叠加知识,可知C到D之间的圆弧上各点场强方向都向右下方,若有一正试探电荷从C运动到D的过程中,电场力做正功,电势能减小,故可判断C点电势高于D点电势,B正确;
C.两带电小球连线上的电场分布可以等效成一对等量异种点电荷的电场和在点带电量为的正点电荷的电场相互叠加的电场。在等量异种点电荷的电场中E、F两点电场强度大小相等,方向相同。但是点带电量为的正点电荷在E、F两点的电场强度不同。E、F两点电场强度大小不同,C错误;
D.电势是标量,与线段的交点距离两带电小球最近,所以该点电势最大,那么沿直线从O点到D点,电势先升高后降低,D正确。
故选BD。
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