2027届人教版高三物理一轮复习讲义(直击高考)(提高班)(知识点+模拟分类+真题分类)专题三相互作用
2026-07-08
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2份
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57页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 相互作用 |
| 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 | 6.29 MB |
| 发布时间 | 2026-07-08 |
| 更新时间 | 2026-07-08 |
| 作者 | 上帝舞恋 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58701537.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中物理高考复习讲义聚焦相互作用专题,涵盖重力、弹力、摩擦力等基础概念,力的合成与分解、共点力平衡等核心方法,以及动态平衡、整体与隔离法等综合应用,按“概念-方法-应用”逻辑架构知识点,通过考点梳理、方法指导(如图解法、正交分解)、真题训练(含模拟题与高考真题)帮助学生突破难点,体现复习的系统性和针对性。
资料以科学思维培养为核心,创新采用“概念辨析+模型建构+分层训练”教学策略,如动态平衡问题中通过矢量三角形动态分析培养科学推理能力,共点力平衡结合生活情境(如独竹漂、无人机悬停)设计探究问题。设置基础巩固、能力提升、高考真题三个练习层次,配合即时反馈,助力学生高效掌握解题技巧,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
专题三 相互作用
知识点 1 重力 弹力 摩擦力
重力
1.定义:由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。
2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.
3.方向:总是竖直向下(竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心)
4.重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于物体上的一个点,即物体的重心,重心是重力的等效作用点(重心的位置不一定在物体上)。
(1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.
(2)不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法。
弹力
1、形变
(1)形变:物体在力的作用下形状或体积的变化.
(2)弹性形变:物体形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变.
(3)弹性限度
当形变超过一定限度时,撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度.
2. 弹力的定义及产生条件
(1)定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力。
(2)产生条件:
①物体间直接接触;
②接触处发生形变。
(3)弹力的产生过程:
3、弹簧的弹力:应用胡克定律F=kx求解。
a.k为弹簧的劲度系数,k只与弹簧本身有关,由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。它反映了弹簧的软硬程度,k越大,弹簧越硬,其长度越难改变。
b.其中x为弹簧的形变量,不是弹簧形变后的实际长度。(可能为伸长量l-l0,也可能为缩短量l0-l);
摩擦力
1. 摩擦力
(1)定义: 摩擦力是阻碍两个相互接触的物体发生相对运动或相对运动趋势的力。
(2)摩擦力的产生条件 (缺一不可!)
a.接触且挤压: 两个物体必须相互接触,并且彼此间有压力(即存在弹力,通常是正压力FN)。
b.接触面粗糙: 接触面不能是绝对光滑的(现实中不存在绝对光滑的表面)。
c.相对运动或相对运动趋势: 两个物体之间要么正在发生相对运动,要么有发生相对运动的趋势(即“想动但还没动”)。
(3)摩擦力的方向
核心原则: 摩擦力的方向总是沿着接触面的切线方向,并且与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
(4)摩擦力的分类:一般情况下,我们将摩擦力分为滑动摩擦力和静摩擦力。
2.滑动摩擦力
(1)定义: 两个相互接触的物体,当它们沿着接触面发生相对滑动时,在接触面上产生的阻碍相对滑动的力。
(2)大小:f = μFN
(3)方向: 与接触面间相对滑动的方向相反。
(4)特点: 大小确定(由公式计算),方向确定(与相对滑动方向相反)。
3.静摩擦力
(1)定义: 两个相互接触的物体之间有相对运动趋势但尚未发生相对滑动时,在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力。
(2)大小:0<f≤fmax
(3)方向:与接触面间相对运动趋势方向相反 (可变)
知识点 2 合成与分解、共点力平衡
一、力的合成
1. 平行四边形定则:两个共点力的合力,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,对角线即为合力的大小和方向;
2. 三角形定则:将两个力首尾相接,从第一个力的起点到第二个力的终点的有向线段即为合力;
3. 合力范围:两力夹角越大,合力越小;
4. 合力与分力的关系:合力不一定大于分力(夹角大于120°时合力小于分力);
5. 多个力的合成:先合成两个,再与第三个合成,依次进行。
二、力的分解
· 1. 分解原则:力的分解是合成的逆运算,按实际作用效果分解,无唯一解;
· 2. 正交分解法:将力沿相互垂直的两个方向分解,Fx=Fcos,Fy=Fsin,是处理多力平衡问题的通用工具;
· 3. 按效果分解:如斜面上物体重力分解为mgsin(沿斜面)和mgcos(垂直斜面);
· 4. 已知合力与一个分力方向的分解:当F合、F1方向、F2大小已知时,可能有一解、两解或无解(利用正弦定理或作图判断);
· 5. 矢量与标量:矢量合成遵循平行四边形定则(如力、位移、速度),标量合成遵循代数法则(如质量、温度、路程)。
三、受力分析
· 1. 分析顺序:一重(重力)→二弹(弹力)→三摩擦(摩擦力)→四其他(外力、电场力、磁场力等);
· 2. 检查原则:每个力都有施力物体,不遗漏、不多力;
· 3. 整体法与隔离法:分析外力时用整体法(系统内力可不考虑),分析内力时用隔离法(将内力转化为外力);
· 4. 受力分析图规范:标出所有力的符号(如G、N、f、T、F),方向准确,大小关系通过线段长短示意;
· 5. 验证方法:受力分析完成后,结合运动状态(平衡或加速)检验合力方向是否与加速度方向一致。
四、共点力的平衡
· 1. 平衡条件:F合=0,等价于∑Fx=0,∑Fy=0(正交分解形式);
· 2. 静态平衡:物体处于静止状态,各力均为恒力;
· 3. 动态平衡:物体缓慢移动,每个瞬间均视为平衡状态,但力的大小或方向随时间变化;
· 4. 三力平衡推论:若物体受三个共点力平衡,则任意两个力的合力与第三个力等大反向;三力可构成封闭矢量三角形;
· 5. 多力平衡:采用正交分解法,建系原则——让尽可能多的力落在坐标轴上;
· 6. 解题程序:确定研究对象→受力分析→建系列方程→求解。
知识点 3 动态平衡问题
定义: 物体在缓慢移动过程中,始终处于平衡状态。
分析方法:
图解法(矢量三角形法): 适用于三力平衡。根据力的方向变化规律,动态画出闭合矢量三角形,观察边长的变化来判断力的大小变化。
解析法(正交分解): 列出平衡方程,分析角度变化对力的影响。
相似三角形法: 若力的三角形与空间几何三角形相似,可利用比例关系求解。
核心:共点力平衡的基石是F合=0,具体操作的核心是正交分解法(ΣFx=0,ΣFy=0)。掌握三力平衡的三角形法则和动态平衡的图解技巧能提升解题效率。
知识点4 整体法与隔离法
整体法: 将整个系统视为一个研究对象。
优点: 忽略系统内部物体间的相互作用力(内力),只分析外部力(外力),简化受力分析。
适用: 求系统整体的加速度或系统所受的外力。当系统内各物体加速度相同时常用。
隔离法: 将系统中的某个物体单独隔离出来分析。
优点: 能清晰分析该物体受到的所有力(包括其他物体对它的作用力,即内力)。
适用: 求系统内部的相互作用力或某个特定物体的受力/加速度。
选用原则:
求外力或整体加速度 → 优先考虑整体法。
求内力 → 必须用隔离法。
复杂问题 → 通常先整体法求加速度,再用隔离法求内力(“先整体,后隔离”)。
1、 重力 弹力 摩擦力
1.(2026·浙江金华·二模)2026年春晚义乌分会场上,仿生机器人“黑悟空”展示了空翻、腾云驾雾等经典动作。下列说法正确的是( )
A.研究“黑悟空”竖直起跳空翻的动作,可将黑悟空视作质点
B.“黑悟空”站在“筋斗云”(无人机道具)上,沿着竖直方向减速上升,“黑悟空”的机械能可能增大
C.“黑悟空”在后空翻的时候,重心位置一定在“黑悟空”的身体上
D.“黑悟空”手持金箍棒,金箍棒对“手”的压力是因为“手”发生了弹性形变
【答案】B
【详解】A.研究“黑悟空”竖直起跳空翻的动作时,黑悟空的形状大小不能忽略不计,不可将黑悟空视作质点,A错误;
B.“黑悟空”站在“筋斗云”(无人机道具)上,沿着竖直方向减速上升,动能减小,但重力势能增大,则“黑悟空”的机械能可能增大,B正确;
C.“黑悟空”在后空翻的时候,身体的形状不断变化,则其重心位置不一定在“黑悟空”的身体上,C错误;
D.“黑悟空”手持金箍棒,金箍棒对“手”的压力是因为金箍棒发生了弹性形变,D错误。
故选B。
2.(2026·黑龙江·模拟预测)如图所示,在2025年第十五届全运会的跳水比赛中,运动员从跳板向上跳起后,在空中翻转多次后入水。已知运动员的头部运动轨迹为曲线,不计空气阻力。关于整个运动过程,下列说法正确的是( )
A.在研究运动员的翻转动作时,可以把运动员视为质点
B.运动员在运动过程中,其重心一直降低
C.在轨迹最高点处,运动员处于失重状态
D.在轨迹最高点处,运动员所受的合力为0
【答案】C
【详解】A.在研究运动员的翻转动作时,不能忽略运动 员的大小和形状,因此不可以把运动员视为质点,故A错误;
B.运动员从跳板向上跳起后,其重心先升高后下降,故B错误;
C.在轨迹最高点处,不考虑空气阻力时,运动员只受 到竖直向下的重力,加速度竖直向下,处于失重状态,故C正确;
D.在轨迹最高点处,不考虑空气阻力时,运动员只受重力,所受的合力不为0,故D错误。
故选C。
3.(2026·浙江宁波·二模)如图所示,不倒翁静止在斜面上,接触点为P。下列说法正确的是( )
A.不倒翁只受重力与弹力作用 B.不倒翁对斜面的作用力方向竖直向下
C.不倒翁的重心可能位于图中的M点 D.斜面对不倒翁的弹力是因为不倒翁发生了形变
【答案】B
【详解】A.不倒翁受重力、弹力和摩擦力的作用,A错误;
B.由平衡可知斜面对不倒翁的作用力与不倒翁的重力等大反向,可知斜面对不倒翁的作用力竖直向上,由牛顿第三定律可知,不倒翁对斜面的作用力方向竖直向下,B正确;
C.不倒翁受过P点垂直斜面向上的支持力、过P点沿斜面向上的摩擦力以及竖直向下的重力作用,因三力为共点力,可知不倒翁的重心不可能位于图中的M点,C错误;
D.斜面对不倒翁的弹力是因为斜面发生了形变,D错误。
故选B。
4.(2026·甘肃陇南·二模)将一轻弹簧竖直固定在天花板上,弹簧的下端挂上质量为的物体A时,弹簧的长度为;弹簧的下端挂上质量为的物体B时,弹簧的长度为。重力加速度g取,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A.弹簧的原长为18cm
B.弹簧的劲度系数为25N/m
C.弹簧的下端同时挂上物体A和B时,弹簧的长度为26cm
D.若弹簧竖直固定在水平地面上,将物体A放在弹簧上端时,弹簧的长度为14cm
【答案】B
【详解】AB.设弹簧原长为,劲度系数为k,根据胡克定律(为形变量)
弹簧下悬挂平衡时,有
弹簧下悬挂平衡时,有
代入数据得,,故A错误,B正确;
C.同时挂A、B时,根据平衡关系
解得弹簧长度为,故C错误;
D.弹簧放地面压缩A时,根据平衡关系
解得弹簧长度为,故D错误。
故选B。
5.(2026·浙江·三模)一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定,随货车一起向左加速运动。已知,空油桶质量均为m,货车加速度为a,则( )
A.桶C一定受到桶A和桶B的支持力作用
B.加速度a增大时,桶A对桶C的支持力增大
C.桶B对桶C的支持力是桶C的弹性形变引起的
D.桶C有可能脱离桶A而运动到桶B的右边
【答案】D
【详解】A.当a足够大时,A对C的支持力可能为零,此时C脱离A,故“一定受到A和B的支持力”不正确。A错误。
B.a增大到一定值时,A对C的支持力减为零,可知a增大时,桶A对桶C的支持力减小,若C已脱离B,则A对C的支持力不变,B错误。
C.桶B对C的支持力是桶B的弹性形变引起的,不是C的弹性形变。C错误。
D.当a足够大时,C可能脱离A移到B右边。D正确。
故选D。
6.(2026·浙江·二模)“靠墙静蹲”是一种简单高效的等长运动,有助于血液循环。如图所示,运动者背部贴墙,缓慢下蹲至大腿与地面平行时,在图示位置保持静止状态,此时运动者受到墙面对其的摩擦力。下列说法正确的是( )
A.地面对运动者的支持力大小等于运动者重力大小
B.地面对运动者的摩擦力可能为零
C.墙面对运动者的摩擦力可能向下
D.墙面对运动者的作用力方向一定斜向上
【答案】D
【详解】A.竖直方向,运动者重力等于支持力与墙面摩擦力的合力。故A错误;
B.地面摩擦力与墙面的支持力平衡。墙面支持力不为零,则地面摩擦力不为零。故B错误;
C.摩擦力起到阻止运动者的运动趋势的作用。运动者的运动趋势向下,因此墙面摩擦力一定向上。故C错误;
D.墙面摩擦力向上,与墙面的支持力的合力方向一定斜向上。故D正确。
故选D。
7.(2026·云南红河·三模)某大型商场智能化电动扶梯的简化图如图所示,当乘客站上扶梯后,先随扶梯逐渐加速再匀速向上运动,则乘客( )
A.在加速过程中处于超重状态
B.在匀速向上运动过程中受到的合力竖直向下
C.在加速过程中所受摩擦力方向与运动方向相反
D.在匀速向上运动过程中受到的支持力大于重力
【答案】A
【详解】A.乘客站上扶梯,电动扶梯缓慢加速阶段,乘客的加速度斜向上,有竖直向上的分加速度和水平向右的分加速度,根据牛顿第二定律,在竖直方向上,扶梯对乘客的支持力大于其重力,乘客处于超重状态,A正确;
B.扶梯匀速向上运动时,乘客受到的合力为0,B错误;
C.在水平方向上,乘客受到水平向右的摩擦力,C错误;
D.扶梯匀速向上运动时,乘客受到的合力为0,故支持力等于重力,D错误。
故选A。
8.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)如图所示,水平冰面上,成人用轻绳拉着小孩乘坐的滑板向右做匀加速直线运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.绳对滑板的拉力大于滑板对绳的拉力
B.冰面对滑板的摩擦力等于绳对滑板的拉力
C.小孩相对于滑板有水平向右运动的趋势
D.小孩相对于滑板有水平向左运动的趋势
【答案】D
【详解】A.绳对滑板的拉力和滑板对绳的拉力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,相互作用力大小始终相等,与运动状态无关,A错误;
B.小孩和滑板整体向右做匀加速直线运动,合外力向右,对整体受力分析可得
因此绳对滑板的拉力大于冰面对滑板的摩擦力,B错误;
CD.小孩随滑板向右匀加速,加速度向右,小孩向右的合力由滑板对小孩的静摩擦力提供,静摩擦力方向向右;而静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,因此小孩相对于滑板有水平向左的运动趋势,C错误,D正确。
故选 D。
9.(2026·山西晋中·三模)先秦《诗经·小雅·斯干》中:“约之阁阁,椓之橐橐。”记载了古人营造宫室的场景,匠人手持绳墨定准方位,用版筑之法夯实土墙。如图所示,古代建筑工地中,绳OP一端连接轻质光滑滑轮,另一端固定在P点,工人抓住跨过滑轮的轻绳一端沿水平地面缓慢向左走动将建材吊起,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳OP上的拉力保持不变 B.绳OP上的拉力逐渐变大
C.地面对人的摩擦力逐渐变大 D.地面对人的支持力逐渐减小
【答案】C
【详解】AB.设滑轮左侧绳子与竖直方向夹角,在此过程中,滑轮两侧的绳子拉力大小T均等于重物重力大小mg,对滑轮,由平衡条件可知,绳OP上的拉力
在此过程中,增大,因此F减小,故AB错误;
CD.根据平衡条件,人在水平方向有
竖直方向上有
在此过程中,增大,因此地面对人的摩擦力逐渐变大,地面对人的支持力逐渐增大,故C正确,D错误。
故选C。
10.(2026·福建泉州·三模)某同学用橡皮擦水平向右擦除作业本上的铅笔字,作业本只与橡皮擦和水平桌面接触,且相对桌面保持静止,则此过程中( )
A.桌面对作业本无摩擦力
B.桌面对作业本的摩擦力方向水平向右
C.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向左
D.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向右
【答案】D
【详解】AB.作业本相对桌面保持静止,处于平衡状态。水平方向上,作业本受到橡皮擦向右的摩擦力,根据二力平衡可知,桌面对作业本的静摩擦力方向一定水平向左,故A、B错误;
CD.橡皮擦水平向右运动,相对作业本向右滑动,因此橡皮擦对作业本施加的滑动摩擦力方向水平向右,故C错误,D正确。
故选D。
2、 共点力平衡
1.(2026·浙江金华·二模)工人使用专用转运推车搬运圆柱形管道。推车由支架与底板组成,其中支架与底板夹角呈角。将质量均为的相同管道、横放在静止的推车上,保持推车底板水平。不计管道与支架间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.支架对管道的弹力为 B.管道对管道的弹力为
C.底板对管道的弹力大小为 D.支架对管道的弹力大小为
【答案】B
【详解】由题意做出管道、的受力图如下
AB.对管道受力分析可知,管道受重力、支架对管道的弹力、管道对管道的弹力作用,管道受力平衡,其中支架对管道的弹力与水平方向的夹角为,由力的矢量三角形关系可知
代入数据解得
管道对管道的弹力大小为
代入数据解得
根据牛顿第三定律,管道对管道的弹力,故A错误,B正确;
D.由于管道对管道的弹力方向斜向右下,管道有向右运动的趋势,故支架对管道无弹力作用,管道受底板向左的摩擦力作用,故D错误;
C.管道竖直方向受力平衡,底板对管道的弹力大小满足
代入数据解得,故C错误。
故选B。
2.(2026·山东聊城·三模)土砻是古代劳动人民的谷物脱壳工具,如图甲所示,其简化示意图如图乙所示。握把ab和连杆cd位于同一水平面内且相互垂直,c端通过光滑转轴与转盘相连,d为ab中点,c位于轻绳悬点O的正下方。,为等边三角形,握把ab重力为G且质量分布均匀,连杆cd质量忽略不计。人不施加作用力时,ab处于静止状态,则轻绳Oa上的作用力大小为( )
A. B. C. D.2G
【答案】A
【详解】由对称性可知、绳的拉力相等,设两绳的拉力大小为
为等边三角形,,两绳拉力的合力,方向沿dO方向
由几何关系可知,,根据握把ab的受力平衡关系
解得
故选 A。
3.(2026·河南平顶山·三模)如图所示,一个倾角为30°的光滑斜面放置在水平面上,斜面的质量为3m,一个质量为m的物块A放置在该斜面上,两个相同定滑轮固定在天花板的同一高度,物块A和物块B通过跨过两个定滑轮的细线连接。左边滑轮的圆心与斜面最高点处于同一竖直平面内,连接物块A的细线与竖直方向成30°角,整个装置始终保持静止状态。重力加速度为g,忽略滑轮大小及滑轮的阻力,物块视为质点,则( )
A.物块B的质量为 B.细线的拉力为
C.斜面受到的摩擦力为 D.斜面受到地面的支持力为4mg
【答案】A
【详解】AB.对物体进行受力分析,将支持力与细线的拉力合成,如图所示
设B的质量为M、可知,,,解得,细线的拉力等于Mg,即。故A正确、B错误;
CD.将A和斜面视为整体,斜面受到的摩擦力水平向左,即,,地面对斜面的支持力为,故C、D错误。
故选A。
4.(2026·浙江杭州·模拟预测)吃重庆火锅烫毛肚讲究“七上八下”。如图,用筷子夹着一片质量为m的毛肚在空中竖直向上做匀速运动时,筷子与竖直方向夹角为,与毛肚间的动摩擦系数为,若重力加速度为g,不计空气阻力,则筷子对毛肚摩擦力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】毛肚在空中竖直向上做匀速运动,处于平衡状态,合力为零。对毛肚受力分析:毛肚受三个力,竖直向下的重力,筷子对毛肚的支持力与摩擦力。根据三力平衡,受力分析如图,筷子对毛肚摩擦力的大小为
故选D。
5.(2026·河北沧州·二模)如图所示,无人机下方通过轻绳悬吊着质量为m的钢管,钢管水平且恰好为正三角形。重力加速度为g,不计空气对钢管的作用力。当无人机匀速上升时轻绳OA的拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设轻绳 、 的拉力大小均为。由于无人机匀速上升,钢管处于平衡状态,所受合外力为零。对钢管进行受力分析,钢管受到竖直向下的重力 以及两根轻绳沿绳方向斜向上的拉力。 由题意知 为正三角形,则轻绳 、 与水平方向(钢管)的夹角均为 。 根据竖直方向受力平衡可得
解得
故选A。
6.(2026·重庆北碚·模拟预测)装修工人将质量为m的直角三角形置物架靠在竖直墙面上,置物架斜边与墙面夹角为α。工人用一个垂直于斜边BC的推力F按压置物架,使其保持静止状态。则墙面对置物架的摩擦力大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】以置物架为研究对象,置物架保持静止状态,处于平衡状态。在竖直方向上,置物架受到竖直向下的重力、推力沿竖直向下的分力以及墙面对其竖直向上的静摩擦力。
由几何关系可知,推力垂直于斜边,且斜边与竖直方向的夹角为,则推力的方向与水平方向的夹角为,其沿竖直向下的分力大小为
根据竖直方向受力平衡有,故A正确。
故选A。
7.(2026·重庆·模拟预测)放风筝是一项常见的娱乐活动。如图所示,细线对风筝的拉力大小为F,方向与竖直方向的夹角为,若将拉力沿水平和竖直方向进行分解,则拉力在竖直方向的分力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】将拉力沿水平和竖直方向进行分解,则拉力在竖直方向的分力大小为
故选C。
三、动态平衡
1.(2026·安徽合肥·模拟预测)如图所示是某运动员攀岩的情景示意图,通过用力拉手中的绳子使自己身体垂直岩壁缓慢竖直上升,不考虑脚与岩壁的摩擦力,则绳子的拉力F和岩壁对人的支持力FN如何变化( )
A.F变大,FN变大
B.F变大,FN不变
C.F变小,FN变大
D.F变小,FN变小
【答案】A
【详解】设人的质量为,以人为对象,受力分析如图所示
根据平衡条件可得,
可得,
人缓慢竖直上升过程,逐渐变大,则变大,变大。
故选A。
2.(2026·甘肃嘉峪关·三模)如图所示,某同学将一篮球放在光滑的斜坡上用光滑的竖直挡板挡住来探究三力静态平衡和动态平衡。她先挡住篮球让它处于静止状态,然后缓慢地把挡板绕斜坡顶点沿逆时针方向转一个较小角度(小于斜坡的倾角)。已知篮球的重力为G,斜坡的倾角为θ,下列说法正确的是( )
A.篮球处于静止状态时,挡板对篮球的弹力大小为Gcosθ
B.在缓慢转动挡板的过程中,斜坡对篮球的弹力逐渐减小
C.篮球处于静止状态时,斜坡对篮球的弹力大小为Gcosθ
D.在缓慢转动挡板的过程中,挡板对篮球的弹力逐渐增大
【答案】B
【详解】对篮球受力分析,如图所示
设挡板对篮球的弹力大小为,斜坡对篮球的弹力大小为,根据平衡条件可得,
缓慢地把挡板绕其与坡面的接触轴沿逆时针方向转一个较小角度,挡板和斜坡对篮球的弹力的合力始终与重力G等大反向,如图所示
由图解法可知、均减小,故选B。
3.(2026·云南红河·三模)如图所示,轻质细杆上端用铰链固定在水平天花板上,下端连接一质量为m的小球。现用一方向始终与水平方向成θ角的力F缓慢拉小球,使轻杆由竖直位置逆时针缓慢转动到水平位置。此过程中轻杆对小球的作用力最小值为( )
A.mg B.mgcosθ C.mgsinθ D.mgtanθ
【答案】B
【详解】小球受力的矢量三角形如图,由图可知,轻杆对小球的作用力先减小后增大。当时,最小,由几何关系可得,故选B。
4.(2026·河南三门峡·三模)为了晾晒大件物品,某同学在阳台两侧的墙壁之间安装了一根可调节长短的晾衣绳,将绳的两端、固定于同一水平线上,且、间距为,如图所示。当在绳上悬挂一件湿羽绒服后,测得此时衣服两侧的绳与水平方向的夹角均为,且晾衣绳刚好不断。不计一切摩擦和绳的形变量,下列有关说法错误的是( )
A.保持绳长和不变,羽绒服晾干后,绳中张力减小
B.保持绳长和不变,若只将绳的端竖直向上移动一小段距离,绳中张力不变
C.保持不变,若只将绳长调长一些,则晾衣绳一定不会断
D.若想挂更重的物品,该同学需将绳的长度调短一些
【答案】D
【详解】A.设晾衣绳总长为,A、B水平间距为,由几何关系得
即
对衣服受力分析,由竖直方向受力平衡得
整理得绳中张力
绳长和不变,故不变;羽绒服晾干后重力减小,由得张力减小,故A正确,不符合题意;
B.B端竖直上移,A、B水平间距不变、绳长不变,故不变,不变,不变,因此张力不变,故B正确,不符合题意;
C.不变,绳长调长后,减小,增大,增大,由得张力减小;原来绳刚好不断,现在张力变小,因此一定不会断,故C正确,不符合题意;
D.挂更重的物品,变大,要让张力不超过绳的最大承受力,需要减小;由可知,增大时需要增大,即需要增大,由得需要增大绳长L,因此应将绳调长,而非调短,故D错误,符合题意。
故选D。
5.(2026·山西晋中·三模)先秦《诗经·小雅·斯干》中:“约之阁阁,椓之橐橐。”记载了古人营造宫室的场景,匠人手持绳墨定准方位,用版筑之法夯实土墙。如图所示,古代建筑工地中,绳OP一端连接轻质光滑滑轮,另一端固定在P点,工人抓住跨过滑轮的轻绳一端沿水平地面缓慢向左走动将建材吊起,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳OP上的拉力保持不变 B.绳OP上的拉力逐渐变大
C.地面对人的摩擦力逐渐变大 D.地面对人的支持力逐渐减小
【答案】C
【详解】AB.设滑轮左侧绳子与竖直方向夹角,在此过程中,滑轮两侧的绳子拉力大小T均等于重物重力大小mg,对滑轮,由平衡条件可知,绳OP上的拉力
在此过程中,增大,因此F减小,故AB错误;
CD.根据平衡条件,人在水平方向有
竖直方向上有
在此过程中,增大,因此地面对人的摩擦力逐渐变大,地面对人的支持力逐渐增大,故C正确,D错误。
故选C。
6.(多选)(2026·福建莆田·模拟预测)如图所示,一质量分布均匀的光滑重球通过轻绳悬挂在竖直挡板上,轻绳与竖直挡板的夹角,将挡板绕点顺时针缓慢转动到与水平方向夹角。在该过程中细绳对重球的拉力和挡板对重球的弹力的变化情况是( )
A.保持不变 B.一直减小
C.一直增大 D.先增大后减小
【答案】BC
【详解】对重球进行受力分析并画出力的矢量三角形,如图所示:
在力的矢量三角形中,根据正弦定理有
将挡板绕点顺时针缓慢转动到与水平方向夹角时,挡板顺时针转动了,支持力N和拉力也顺时针转动了,在此过程中,保持不变,从逐渐减小到,从逐渐增大到,则一直减小,一直增大,所以拉力一直减小,支持力N一直增大。
故选BC。
四、整体隔离
1.(2026·河南南阳·模拟预测)如图,质量为M的倾角为37°的粗糙斜面体置于水平面上,质量为m的木块放置在斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端固定在木块上,弹簧中轴线与斜面垂直。斜面体与木块均处于静止状态。已知木块与斜面间的动摩擦因数为0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则( )
A.弹簧一定处于拉伸状态
B.木块一定受到四个力的作用
C.斜面体可能受到水平面向左的摩擦力
D.斜面体对水平面的压力大小一定等于Mg+mg
【答案】B
【详解】A.弹簧弹力方向与斜面垂直,因此沿斜面方向只有重力的分力,方向沿斜面向下。
由平衡条件,静摩擦力,方向沿斜面向上。
木块静止要求(为斜面对木块的支持力),代入数据得
垂直斜面方向,重力的分力为,方向垂直斜面向下。
要满足,弹簧必须对木块施加额外的垂直斜面向下的弹力,因此弹簧一定处于压缩状态,故A错误;
B. 木块受重力、弹簧弹力、斜面支持力、静摩擦力,由于弹簧弹力一定不为零,因此木块一定受四个力,故B正确;
C.将视为整体,弹簧对整体的弹力方向垂直斜面向下(向左下),水平分量向左,则有向左的运动趋势,水平面一定给斜面体向右的摩擦力,不可能向左,故C错误;
D.将视为整体,竖直方向,弹簧弹力有向下的竖直分量,因此水平面的支持力
由牛顿第三定律,斜面体对水平面的压力大于,故D错误。
故选B。
2.(2026·海南海口·二模)在风洞实验室中,将两个完全相同的小球用两段轻线连接后悬挂于天花板顶部,两球受到的水平风力相同。两小球处于稳定时,实际位置形态最接近的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设上段绳子与竖直方向的夹角为,风力为,对整体受力分析,整体受力平衡,可得
设下段绳子与竖直方向的夹角为,对下面的小球受力分析,小球受力平衡,可得
可得
由此可知,两段绳子与竖直方向的夹角相同,即两球在同一条倾斜直线上。
故选B。
3.(2026·重庆渝中·模拟预测)如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1kg,木箱的质量为5kg,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.4,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中(未与地面碰撞)地面对木箱的支持力大小为( )
A.65N B.67N C.60N D.58N
【答案】B
【详解】由题意知,物块甲、乙的质量,木箱的质量
研究物块甲,根据牛顿第二定律
研究物块乙,根据牛顿第二定律
解得
以甲、乙和木箱整体为研究对象,设地面对木箱的支持力为,在竖直方向上用系统牛顿第二定律
解得
故选B。
4.(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。
5.(2026·安徽滁州·三模)如图所示,某同学将字典、语文、物理和数学书本叠放在课桌上,他们的质量分别为、、、。该同学右手用力向右抽物理书,用左手挡住部分书本的右侧面,将物理课本从中抽出来而其他书本保持静止不动。假设每本书之间、书和桌面之间的动摩擦因数都相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.左手必须同时挡住字典和语文书,才能让字典和语文书不动
B.力越大,则左手受到的压力也越大
C.无论多大,数学书都不可能动
D.若右手同时将物理和语文书抽出,需要的拉力一定比单独抽出物理书大
【答案】C
【详解】A.设各接触面的动摩擦因数为,物理书向右抽出时,语文书对物理书的滑动摩擦力大小为,方向向左;
根据牛顿第三定律,可知物理书对语文书的滑动摩擦力大小为,方向向右;
若左手对语文书右侧面的作用力
则语文书所受的合外力为零,不会发生运动,而字典与语文之间的摩擦力也为零,字典所受合外力也为零,也不会发生运动,故A错误;
B.根据牛顿第三定律,可知左手受到的压力与左手对语文书的作用力大小相等,当物理书与语文书发生相对运动时,物理书对语文书的滑动摩擦力大小为
语文书保持静止,则左手对语文书的作用力大小为
即左手受到的压力大小为
可知只要物理书与语文书发生相对运动,左手受到压力不变,为,与F的大小无关,故B错误;
C.数学书对物理书的滑动摩擦力大小为,方向向左;
根据牛顿第三定律,可知物理书对数学书的滑动摩擦力大小为,方向向右;
地面对数学书的最大静摩擦力为
故无论多大,数学书都不可能动,故C正确;
D.单独抽出物理书时,语文书对物理书向左的最大静摩擦力为
数学书对物理书向左的最大静摩擦力为
则拉力
同时抽出物理和语文书时,字典对语文书向左的最大静摩擦力为
数学书对物理书向左的最大静摩擦力为
则拉力
可知,故D错误。
故选C。
6.(2026·河南南阳·三模)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。
1、 重力 弹力 摩擦力
1.(多选)(2025年高考广西卷物理真题)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
【答案】CD
【详解】A.选手和楠竹在水里减速滑行,速度在变化,根据牛顿第二定律可知合力不为零,故A错误;
B.楠竹在水平方向有加速度,选手对楠竹的力在竖直方向有压力,水平方向有摩擦力,所以选手对楠竹的力方向不是竖直向下,故B错误;
C.选手和楠竹相对静止,且减速滑行,选手和楠竹的重心要在同一竖直面上才能保持相对稳定,故C正确;
D.选手和楠竹构成的整体在减速滑行,受到的合力不为零,根据力的作用线和重心的关系可知整体的重心与楠竹受到合力作用线应该在同一竖直面上,故D正确。
故选CD。
2.(2024年高考6月浙江卷物理真题)如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,则( )
A.飞行的蝴蝶只受重力的作用
B.蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C.小猫在空中受重力和弹力的作用
D.小猫蹬地时弹力大于所受重力
【答案】D
【详解】A.飞行的蝴蝶除了受到重力的作用还受到空气的作用力,故A错误;
B.蝴蝶转弯时做曲线运动,所受合力与速度方向不在一条直线上,故B错误;
C.小猫在空中与其他物体间没有接触,不受弹力的作用,故C错误;
D.小猫蹬地时有向上的加速过程,故弹力大于所受重力,故D正确。
故选D。
3.(2026年高考黑吉辽蒙卷物理高考真题(网络收集版))秧马是古代插秧时用的一种农具,苏轼用“日行千畦”形容其高效。如图,人抬脚跨坐在秧马上,与其一起向前减速滑行的过程中( )
A.秧马的加速度方向向后
B.秧马受到秧田的摩擦力方向向前
C.秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对平衡力
D.秧马对人的支持力和人受到的重力是一对作用力与反作用力
【答案】A
【详解】A.秧马向前减速滑行,速度方向向前,减速运动的加速度方向与速度方向相反,因此加速度方向向后,A正确。
B.秧马相对秧田向前运动,秧田对秧马的摩擦力阻碍相对运动,因此摩擦力方向向后,B错误。
C.秧马对人的支持力作用在人身上,人对秧马的压力作用在秧马身上,二者是作用力与反作用力(平衡力要求作用在同一物体上),C错误。
D.作用力与反作用力是两个物体之间的相互作用,秧马对人的支持力是人跟秧马之间的相互作用,人受到的重力是地球对人的引力,二者不是作用力与反作用力,D错误。
故选 A。
4.(2026年高考湖北卷物理高考真题(网络收集版))如图所示,半径为的光滑圆环固定在竖直平面内,原长为的轻质弹簧一端固定在圆环上与圆心等高的位置,另一端连接一个套在圆环上质量为的小球,平衡时弹簧与水平方向的夹角为。弹簧在弹性限度内,重力加速度大小为,弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意,设此时弹簧的长度为,由几何关系有
解得
可知,此时弹簧被压缩,且形变量为
对小球受力分析,如图所示
由平衡条件有,
联立解得
故选C。
5.(2025年高考陕西、山西、青海、宁夏卷物理真题)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。
6.(2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考物理真题)书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A.该过程位移为0 B.该过程路程为0
C.两次过a点时速度方向相同 D.两次过a点时摩擦力方向相同
【答案】A
【详解】A.笔尖由a点经b点回到a点过程,初位置和末位置相同,位移为零,故A正确;
B.笔尖由a点经b点回到a点过程,轨迹长度不为零,则路程不为零,故B错误;
C.两次过a点时轨迹的切线方向不同,则速度方向不同,故C错误;
D.摩擦力方向与笔尖的速度方向相反,则两次过a点时摩擦力方向不同,故D错误。
故选A 。
7.(2024年高考辽宁卷物理真题)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。
二、共点力平衡
8.(2026年高考贵州卷物理高考真题(网络收集版))如图,农民伯伯挑玉米时用双手分别抓住轻绳的O、点处,某时刻绳、与竖直方向的夹角均为,手对绳的作用力分别垂直于、,所有作用力在同一竖直平面内,此时人和物均处于平衡状态。已知每筐玉米质量为,重力加速度大小为,忽略筐和扁担质量,则此时扁担对肩膀的作用力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】对单侧O点受力分析: O点受三个力:向下的玉米重力mg、OA绳的拉力T、手垂直OA的作用力F,系统平衡。
根据平衡条件
则单侧绳对扁担向下的分力为
扁担对肩膀的作用力大小为
解得
故选B。
9.(2026年高考陕晋青宁卷物理高考真题(网络收集版))我国科研人员利用仿生机器鱼研究湖泊生态,当仿生机器鱼在湖中匀速直线下潜时,它受到水的合力方向是( )
A.斜向下 B.竖直向下 C.斜向上 D.竖直向上
【答案】D
【详解】仿生机器鱼做匀速直线运动,处于平衡状态,所受合外力为0。机器鱼受两个外力:竖直向下的重力,以及水对其施加的所有作用力的合力(包含浮力、水的阻力等)。根据平衡条件有
可得
即水的合力与重力大小相等、方向相反,为竖直向上。
故选D。
10.(2025年高考海南卷物理部分真题(1-6,14-18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。
11.(2025年高考重庆卷物理真题(1-11,15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。
12.(2025年高考福建卷物理真题)“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。
3、 动态平衡
13.(2026年1月浙江省选考物理试题)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。
14.(多选)(2026年高考湖南卷物理高考真题(网络收集版))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。
15.(2023年高考海南卷物理真题)如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
【答案】B
【详解】AB.对人受力分析有
则有
FN+FT= mg
其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力,A错误、B正确;
CD.对滑轮做受力分析有
则有
则随着重物缓慢拉起过程,θ逐渐增大,则FT逐渐增大,CD错误。
故选B。
16.(2023年1月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题)如图所示,轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点,轻绳的拉力为,墙壁对足球的支持力为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】对网兜和足球受力分析,设轻绳与竖直墙面夹角为θ,由平衡条件
可知
,
故选C。
四、整体隔离
17.(2025年高考北京卷物理真题)如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【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B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,则受沿斜面向上的摩擦力,即B受6个力作用。
故选C。
18.(2022·海南·高考真题)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为,不计石块间的摩擦,则为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【详解】六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为,每块石块对应的圆心角为,对第块石块受力分析如图
结合力的合成可知
对第2块和第三块石块整体受力分析如图
解得
故选D。
19.(2022·浙江·高考真题)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成,其重量分别为和。用手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P对手有靠向玻璃挡板的力,P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态(即P和Q的其余部分均不接触),P与Q间的磁力大小为F。下列说法正确的是( )
A.Q对P的磁力大小等于
B.P对Q的磁力方向竖直向下
C.Q对电子秤的压力大小等于+F
D.电子秤对Q的支持力大小等于+
【答案】D
【详解】AB.由题意可知,因手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P对手有靠向玻璃挡板的力,即Q对P有水平向左的磁力;P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态,则说明Q对P有竖直向上的磁力,则Q对P的磁力方向斜向左上方向,其磁力F大小大于,选项AB错误;
CD.对PQ的整体受力分析,竖直方向电子秤对Q的支持力大小等于+,即Q对电子秤的压力大小等于+,选项C错误,D正确。
故选D。
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专题三 相互作用
知识点 1 重力 弹力 摩擦力
重力
1.定义:由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。
2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.
3.方向:总是竖直向下(竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心)
4.重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于物体上的一个点,即物体的重心,重心是重力的等效作用点(重心的位置不一定在物体上)。
(1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.
(2)不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法。
弹力
1、形变
(1)形变:物体在力的作用下形状或体积的变化.
(2)弹性形变:物体形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变.
(3)弹性限度
当形变超过一定限度时,撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度.
2. 弹力的定义及产生条件
(1)定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力。
(2)产生条件:
①物体间直接接触;
②接触处发生形变。
(3)弹力的产生过程:
3、弹簧的弹力:应用胡克定律F=kx求解。
a.k为弹簧的劲度系数,k只与弹簧本身有关,由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定。它反映了弹簧的软硬程度,k越大,弹簧越硬,其长度越难改变。
b.其中x为弹簧的形变量,不是弹簧形变后的实际长度。(可能为伸长量l-l0,也可能为缩短量l0-l);
摩擦力
1. 摩擦力
(1)定义: 摩擦力是阻碍两个相互接触的物体发生相对运动或相对运动趋势的力。
(2)摩擦力的产生条件 (缺一不可!)
a.接触且挤压: 两个物体必须相互接触,并且彼此间有压力(即存在弹力,通常是正压力FN)。
b.接触面粗糙: 接触面不能是绝对光滑的(现实中不存在绝对光滑的表面)。
c.相对运动或相对运动趋势: 两个物体之间要么正在发生相对运动,要么有发生相对运动的趋势(即“想动但还没动”)。
(3)摩擦力的方向
核心原则: 摩擦力的方向总是沿着接触面的切线方向,并且与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
(4)摩擦力的分类:一般情况下,我们将摩擦力分为滑动摩擦力和静摩擦力。
2.滑动摩擦力
(1)定义: 两个相互接触的物体,当它们沿着接触面发生相对滑动时,在接触面上产生的阻碍相对滑动的力。
(2)大小:f = μFN
(3)方向: 与接触面间相对滑动的方向相反。
(4)特点: 大小确定(由公式计算),方向确定(与相对滑动方向相反)。
3.静摩擦力
(1)定义: 两个相互接触的物体之间有相对运动趋势但尚未发生相对滑动时,在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力。
(2)大小:0<f≤fmax
(3)方向:与接触面间相对运动趋势方向相反 (可变)
知识点 2 合成与分解、共点力平衡
一、力的合成
1. 平行四边形定则:两个共点力的合力,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,对角线即为合力的大小和方向;
2. 三角形定则:将两个力首尾相接,从第一个力的起点到第二个力的终点的有向线段即为合力;
3. 合力范围:两力夹角越大,合力越小;
4. 合力与分力的关系:合力不一定大于分力(夹角大于120°时合力小于分力);
5. 多个力的合成:先合成两个,再与第三个合成,依次进行。
二、力的分解
· 1. 分解原则:力的分解是合成的逆运算,按实际作用效果分解,无唯一解;
· 2. 正交分解法:将力沿相互垂直的两个方向分解,Fx=Fcos,Fy=Fsin,是处理多力平衡问题的通用工具;
· 3. 按效果分解:如斜面上物体重力分解为mgsin(沿斜面)和mgcos(垂直斜面);
· 4. 已知合力与一个分力方向的分解:当F合、F1方向、F2大小已知时,可能有一解、两解或无解(利用正弦定理或作图判断);
· 5. 矢量与标量:矢量合成遵循平行四边形定则(如力、位移、速度),标量合成遵循代数法则(如质量、温度、路程)。
三、受力分析
· 1. 分析顺序:一重(重力)→二弹(弹力)→三摩擦(摩擦力)→四其他(外力、电场力、磁场力等);
· 2. 检查原则:每个力都有施力物体,不遗漏、不多力;
· 3. 整体法与隔离法:分析外力时用整体法(系统内力可不考虑),分析内力时用隔离法(将内力转化为外力);
· 4. 受力分析图规范:标出所有力的符号(如G、N、f、T、F),方向准确,大小关系通过线段长短示意;
· 5. 验证方法:受力分析完成后,结合运动状态(平衡或加速)检验合力方向是否与加速度方向一致。
四、共点力的平衡
· 1. 平衡条件:F合=0,等价于∑Fx=0,∑Fy=0(正交分解形式);
· 2. 静态平衡:物体处于静止状态,各力均为恒力;
· 3. 动态平衡:物体缓慢移动,每个瞬间均视为平衡状态,但力的大小或方向随时间变化;
· 4. 三力平衡推论:若物体受三个共点力平衡,则任意两个力的合力与第三个力等大反向;三力可构成封闭矢量三角形;
· 5. 多力平衡:采用正交分解法,建系原则——让尽可能多的力落在坐标轴上;
· 6. 解题程序:确定研究对象→受力分析→建系列方程→求解。
知识点 3 动态平衡问题
定义: 物体在缓慢移动过程中,始终处于平衡状态。
分析方法:
图解法(矢量三角形法): 适用于三力平衡。根据力的方向变化规律,动态画出闭合矢量三角形,观察边长的变化来判断力的大小变化。
解析法(正交分解): 列出平衡方程,分析角度变化对力的影响。
相似三角形法: 若力的三角形与空间几何三角形相似,可利用比例关系求解。
核心:共点力平衡的基石是F合=0,具体操作的核心是正交分解法(ΣFx=0,ΣFy=0)。掌握三力平衡的三角形法则和动态平衡的图解技巧能提升解题效率。
知识点4 整体法与隔离法
整体法: 将整个系统视为一个研究对象。
优点: 忽略系统内部物体间的相互作用力(内力),只分析外部力(外力),简化受力分析。
适用: 求系统整体的加速度或系统所受的外力。当系统内各物体加速度相同时常用。
隔离法: 将系统中的某个物体单独隔离出来分析。
优点: 能清晰分析该物体受到的所有力(包括其他物体对它的作用力,即内力)。
适用: 求系统内部的相互作用力或某个特定物体的受力/加速度。
选用原则:
求外力或整体加速度 → 优先考虑整体法。
求内力 → 必须用隔离法。
复杂问题 → 通常先整体法求加速度,再用隔离法求内力(“先整体,后隔离”)。
1、 重力 弹力 摩擦力
1.(2026·浙江金华·二模)2026年春晚义乌分会场上,仿生机器人“黑悟空”展示了空翻、腾云驾雾等经典动作。下列说法正确的是( )
A.研究“黑悟空”竖直起跳空翻的动作,可将黑悟空视作质点
B.“黑悟空”站在“筋斗云”(无人机道具)上,沿着竖直方向减速上升,“黑悟空”的机械能可能增大
C.“黑悟空”在后空翻的时候,重心位置一定在“黑悟空”的身体上
D.“黑悟空”手持金箍棒,金箍棒对“手”的压力是因为“手”发生了弹性形变
2.(2026·黑龙江·模拟预测)如图所示,在2025年第十五届全运会的跳水比赛中,运动员从跳板向上跳起后,在空中翻转多次后入水。已知运动员的头部运动轨迹为曲线,不计空气阻力。关于整个运动过程,下列说法正确的是( )
A.在研究运动员的翻转动作时,可以把运动员视为质点
B.运动员在运动过程中,其重心一直降低
C.在轨迹最高点处,运动员处于失重状态
D.在轨迹最高点处,运动员所受的合力为0
3.(2026·浙江宁波·二模)如图所示,不倒翁静止在斜面上,接触点为P。下列说法正确的是( )
A.不倒翁只受重力与弹力作用 B.不倒翁对斜面的作用力方向竖直向下
C.不倒翁的重心可能位于图中的M点 D.斜面对不倒翁的弹力是因为不倒翁发生了形变
4.(2026·甘肃陇南·二模)将一轻弹簧竖直固定在天花板上,弹簧的下端挂上质量为的物体A时,弹簧的长度为;弹簧的下端挂上质量为的物体B时,弹簧的长度为。重力加速度g取,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A.弹簧的原长为18cm
B.弹簧的劲度系数为25N/m
C.弹簧的下端同时挂上物体A和B时,弹簧的长度为26cm
D.若弹簧竖直固定在水平地面上,将物体A放在弹簧上端时,弹簧的长度为14cm
5.(2026·浙江·三模)一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定,随货车一起向左加速运动。已知,空油桶质量均为m,货车加速度为a,则( )
A.桶C一定受到桶A和桶B的支持力作用
B.加速度a增大时,桶A对桶C的支持力增大
C.桶B对桶C的支持力是桶C的弹性形变引起的
D.桶C有可能脱离桶A而运动到桶B的右边
6.(2026·浙江·二模)“靠墙静蹲”是一种简单高效的等长运动,有助于血液循环。如图所示,运动者背部贴墙,缓慢下蹲至大腿与地面平行时,在图示位置保持静止状态,此时运动者受到墙面对其的摩擦力。下列说法正确的是( )
A.地面对运动者的支持力大小等于运动者重力大小
B.地面对运动者的摩擦力可能为零
C.墙面对运动者的摩擦力可能向下
D.墙面对运动者的作用力方向一定斜向上
7.(2026·云南红河·三模)某大型商场智能化电动扶梯的简化图如图所示,当乘客站上扶梯后,先随扶梯逐渐加速再匀速向上运动,则乘客( )
A.在加速过程中处于超重状态
B.在匀速向上运动过程中受到的合力竖直向下
C.在加速过程中所受摩擦力方向与运动方向相反
D.在匀速向上运动过程中受到的支持力大于重力
8.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)如图所示,水平冰面上,成人用轻绳拉着小孩乘坐的滑板向右做匀加速直线运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.绳对滑板的拉力大于滑板对绳的拉力
B.冰面对滑板的摩擦力等于绳对滑板的拉力
C.小孩相对于滑板有水平向右运动的趋势
D.小孩相对于滑板有水平向左运动的趋势
9.(2026·山西晋中·三模)先秦《诗经·小雅·斯干》中:“约之阁阁,椓之橐橐。”记载了古人营造宫室的场景,匠人手持绳墨定准方位,用版筑之法夯实土墙。如图所示,古代建筑工地中,绳OP一端连接轻质光滑滑轮,另一端固定在P点,工人抓住跨过滑轮的轻绳一端沿水平地面缓慢向左走动将建材吊起,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳OP上的拉力保持不变 B.绳OP上的拉力逐渐变大
C.地面对人的摩擦力逐渐变大 D.地面对人的支持力逐渐减小
10.(2026·福建泉州·三模)某同学用橡皮擦水平向右擦除作业本上的铅笔字,作业本只与橡皮擦和水平桌面接触,且相对桌面保持静止,则此过程中( )
A.桌面对作业本无摩擦力
B.桌面对作业本的摩擦力方向水平向右
C.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向左
D.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向右
2、 共点力平衡
1.(2026·浙江金华·二模)工人使用专用转运推车搬运圆柱形管道。推车由支架与底板组成,其中支架与底板夹角呈角。将质量均为的相同管道、横放在静止的推车上,保持推车底板水平。不计管道与支架间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.支架对管道的弹力为 B.管道对管道的弹力为
C.底板对管道的弹力大小为 D.支架对管道的弹力大小为
2.(2026·山东聊城·三模)土砻是古代劳动人民的谷物脱壳工具,如图甲所示,其简化示意图如图乙所示。握把ab和连杆cd位于同一水平面内且相互垂直,c端通过光滑转轴与转盘相连,d为ab中点,c位于轻绳悬点O的正下方。,为等边三角形,握把ab重力为G且质量分布均匀,连杆cd质量忽略不计。人不施加作用力时,ab处于静止状态,则轻绳Oa上的作用力大小为( )
A. B. C. D.2G
3.(2026·河南平顶山·三模)如图所示,一个倾角为30°的光滑斜面放置在水平面上,斜面的质量为3m,一个质量为m的物块A放置在该斜面上,两个相同定滑轮固定在天花板的同一高度,物块A和物块B通过跨过两个定滑轮的细线连接。左边滑轮的圆心与斜面最高点处于同一竖直平面内,连接物块A的细线与竖直方向成30°角,整个装置始终保持静止状态。重力加速度为g,忽略滑轮大小及滑轮的阻力,物块视为质点,则( )
A.物块B的质量为 B.细线的拉力为
C.斜面受到的摩擦力为 D.斜面受到地面的支持力为4mg
4.(2026·浙江杭州·模拟预测)吃重庆火锅烫毛肚讲究“七上八下”。如图,用筷子夹着一片质量为m的毛肚在空中竖直向上做匀速运动时,筷子与竖直方向夹角为,与毛肚间的动摩擦系数为,若重力加速度为g,不计空气阻力,则筷子对毛肚摩擦力的大小为( )
A. B. C. D.
5.(2026·河北沧州·二模)如图所示,无人机下方通过轻绳悬吊着质量为m的钢管,钢管水平且恰好为正三角形。重力加速度为g,不计空气对钢管的作用力。当无人机匀速上升时轻绳OA的拉力大小为( )
A. B. C. D.
6.(2026·重庆北碚·模拟预测)装修工人将质量为m的直角三角形置物架靠在竖直墙面上,置物架斜边与墙面夹角为α。工人用一个垂直于斜边BC的推力F按压置物架,使其保持静止状态。则墙面对置物架的摩擦力大小为( )
A. B.
C. D.
7.(2026·重庆·模拟预测)放风筝是一项常见的娱乐活动。如图所示,细线对风筝的拉力大小为F,方向与竖直方向的夹角为,若将拉力沿水平和竖直方向进行分解,则拉力在竖直方向的分力大小为( )
A. B. C. D.
三、动态平衡
1.(2026·安徽合肥·模拟预测)如图所示是某运动员攀岩的情景示意图,通过用力拉手中的绳子使自己身体垂直岩壁缓慢竖直上升,不考虑脚与岩壁的摩擦力,则绳子的拉力F和岩壁对人的支持力FN如何变化( )
A.F变大,FN变大
B.F变大,FN不变
C.F变小,FN变大
D.F变小,FN变小
2.(2026·甘肃嘉峪关·三模)如图所示,某同学将一篮球放在光滑的斜坡上用光滑的竖直挡板挡住来探究三力静态平衡和动态平衡。她先挡住篮球让它处于静止状态,然后缓慢地把挡板绕斜坡顶点沿逆时针方向转一个较小角度(小于斜坡的倾角)。已知篮球的重力为G,斜坡的倾角为θ,下列说法正确的是( )
A.篮球处于静止状态时,挡板对篮球的弹力大小为Gcosθ
B.在缓慢转动挡板的过程中,斜坡对篮球的弹力逐渐减小
C.篮球处于静止状态时,斜坡对篮球的弹力大小为Gcosθ
D.在缓慢转动挡板的过程中,挡板对篮球的弹力逐渐增大
3.(2026·云南红河·三模)如图所示,轻质细杆上端用铰链固定在水平天花板上,下端连接一质量为m的小球。现用一方向始终与水平方向成θ角的力F缓慢拉小球,使轻杆由竖直位置逆时针缓慢转动到水平位置。此过程中轻杆对小球的作用力最小值为( )
A.mg B.mgcosθ C.mgsinθ D.mgtanθ
4.(2026·河南三门峡·三模)为了晾晒大件物品,某同学在阳台两侧的墙壁之间安装了一根可调节长短的晾衣绳,将绳的两端、固定于同一水平线上,且、间距为,如图所示。当在绳上悬挂一件湿羽绒服后,测得此时衣服两侧的绳与水平方向的夹角均为,且晾衣绳刚好不断。不计一切摩擦和绳的形变量,下列有关说法错误的是( )
A.保持绳长和不变,羽绒服晾干后,绳中张力减小
B.保持绳长和不变,若只将绳的端竖直向上移动一小段距离,绳中张力不变
C.保持不变,若只将绳长调长一些,则晾衣绳一定不会断
D.若想挂更重的物品,该同学需将绳的长度调短一些
5.(2026·山西晋中·三模)先秦《诗经·小雅·斯干》中:“约之阁阁,椓之橐橐。”记载了古人营造宫室的场景,匠人手持绳墨定准方位,用版筑之法夯实土墙。如图所示,古代建筑工地中,绳OP一端连接轻质光滑滑轮,另一端固定在P点,工人抓住跨过滑轮的轻绳一端沿水平地面缓慢向左走动将建材吊起,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳OP上的拉力保持不变 B.绳OP上的拉力逐渐变大
C.地面对人的摩擦力逐渐变大 D.地面对人的支持力逐渐减小
6.(多选)(2026·福建莆田·模拟预测)如图所示,一质量分布均匀的光滑重球通过轻绳悬挂在竖直挡板上,轻绳与竖直挡板的夹角,将挡板绕点顺时针缓慢转动到与水平方向夹角。在该过程中细绳对重球的拉力和挡板对重球的弹力的变化情况是( )
A.保持不变 B.一直减小
C.一直增大 D.先增大后减小
四、整体隔离
1.(2026·河南南阳·模拟预测)如图,质量为M的倾角为37°的粗糙斜面体置于水平面上,质量为m的木块放置在斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端固定在木块上,弹簧中轴线与斜面垂直。斜面体与木块均处于静止状态。已知木块与斜面间的动摩擦因数为0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则( )
A.弹簧一定处于拉伸状态
B.木块一定受到四个力的作用
C.斜面体可能受到水平面向左的摩擦力
D.斜面体对水平面的压力大小一定等于Mg+mg
2.(2026·海南海口·二模)在风洞实验室中,将两个完全相同的小球用两段轻线连接后悬挂于天花板顶部,两球受到的水平风力相同。两小球处于稳定时,实际位置形态最接近的是( )
A. B.
C. D.
3.(2026·重庆渝中·模拟预测)如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1kg,木箱的质量为5kg,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.4,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中(未与地面碰撞)地面对木箱的支持力大小为( )
A.65N B.67N C.60N D.58N
4.(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
5.(2026·安徽滁州·三模)如图所示,某同学将字典、语文、物理和数学书本叠放在课桌上,他们的质量分别为、、、。该同学右手用力向右抽物理书,用左手挡住部分书本的右侧面,将物理课本从中抽出来而其他书本保持静止不动。假设每本书之间、书和桌面之间的动摩擦因数都相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A.左手必须同时挡住字典和语文书,才能让字典和语文书不动
B.力越大,则左手受到的压力也越大
C.无论多大,数学书都不可能动
D.若右手同时将物理和语文书抽出,需要的拉力一定比单独抽出物理书大
6.(2026·河南南阳·三模)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
1、 重力 弹力 摩擦力
1.(多选)(2025年高考广西卷物理真题)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
2.(2024年高考6月浙江卷物理真题)如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,则( )
A.飞行的蝴蝶只受重力的作用
B.蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C.小猫在空中受重力和弹力的作用
D.小猫蹬地时弹力大于所受重力
3.(2026年高考黑吉辽蒙卷物理高考真题(网络收集版))秧马是古代插秧时用的一种农具,苏轼用“日行千畦”形容其高效。如图,人抬脚跨坐在秧马上,与其一起向前减速滑行的过程中( )
A.秧马的加速度方向向后
B.秧马受到秧田的摩擦力方向向前
C.秧马对人的支持力和人对秧马的压力是一对平衡力
D.秧马对人的支持力和人受到的重力是一对作用力与反作用力
4.(2026年高考湖北卷物理高考真题(网络收集版))如图所示,半径为的光滑圆环固定在竖直平面内,原长为的轻质弹簧一端固定在圆环上与圆心等高的位置,另一端连接一个套在圆环上质量为的小球,平衡时弹簧与水平方向的夹角为。弹簧在弹性限度内,重力加速度大小为,弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
5.(2025年高考陕西、山西、青海、宁夏卷物理真题)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
6.(2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考物理真题)书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A.该过程位移为0 B.该过程路程为0
C.两次过a点时速度方向相同 D.两次过a点时摩擦力方向相同
7.(2024年高考辽宁卷物理真题)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
二、共点力平衡
8.(2026年高考贵州卷物理高考真题(网络收集版))如图,农民伯伯挑玉米时用双手分别抓住轻绳的O、点处,某时刻绳、与竖直方向的夹角均为,手对绳的作用力分别垂直于、,所有作用力在同一竖直平面内,此时人和物均处于平衡状态。已知每筐玉米质量为,重力加速度大小为,忽略筐和扁担质量,则此时扁担对肩膀的作用力大小为( )
A. B. C. D.
9.(2026年高考陕晋青宁卷物理高考真题(网络收集版))我国科研人员利用仿生机器鱼研究湖泊生态,当仿生机器鱼在湖中匀速直线下潜时,它受到水的合力方向是( )
A.斜向下 B.竖直向下 C.斜向上 D.竖直向上
10.(2025年高考海南卷物理部分真题(1-6,14-18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.
11.(2025年高考重庆卷物理真题(1-11,15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.
12.(2025年高考福建卷物理真题)“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
3、 动态平衡
13.(2026年1月浙江省选考物理试题)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
14.(多选)(2026年高考湖南卷物理高考真题(网络收集版))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
15.(2023年高考海南卷物理真题)如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
16.(2023年1月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题)如图所示,轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点,轻绳的拉力为,墙壁对足球的支持力为,则( )
A. B.
C. D.
四、整体隔离
17.(2025年高考北京卷物理真题)如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
18.(2022·海南·高考真题)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为,不计石块间的摩擦,则为( )
A. B. C.1 D.2
19.(2022·浙江·高考真题)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成,其重量分别为和。用手使P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到P对手有靠向玻璃挡板的力,P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态(即P和Q的其余部分均不接触),P与Q间的磁力大小为F。下列说法正确的是( )
A.Q对P的磁力大小等于
B.P对Q的磁力方向竖直向下
C.Q对电子秤的压力大小等于+F
D.电子秤对Q的支持力大小等于+
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