2-5 共点力平衡条件综合应用 专项训练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦共点力平衡条件综合应用，通过生活、体育等多元场景，系统训练受力分析、正交分解等科学思维方法，构建“平衡条件-模型建构-实际应用”的知识逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |单选|9题（风筝/挂饰/吊环等）|受力分析、正交分解、整体与隔离法|从平衡条件（F合=0）出发，通过力的合成与分解解决单物体平衡问题| |实验|1题（橡皮筋劲度系数测量）|图像斜率法、节点受力平衡|结合实验数据处理，深化平衡条件在动态测量中的应用| |解答|2题（斜面体/圆柱体平衡）|临界状态分析、多体系统整体法|拓展至多体及临界平衡，构建从单一到复杂系统的逻辑递进|

2-5共点力平衡条件综合应用 总共12题，总分100分时间45min 一、单选题 1．春日里，小明在开阔场地放风筝时，通过牵线迎风奔跑使风筝升空并保持静止。已知风对风筝的作用力垂直于迎风面，风向水平向右，为风筝平面，为风筝线。当人站立不动时，下列四图中可能使风筝保持静止的是（　　 ） A． B． C． D． 2．小区休闲区用6个同款装饰小球串接成挂饰，小球的质量均为，彼此由等长轻质细绳相连。挂饰上端系在天花板上，末端用细绳水平拉紧固定在竖直墙面上，整体保持静止。已知最上方细绳与竖直方向的夹角，重力加速度为。下列判断正确的是（     ） A．天花板处细绳的拉力大小为 B．墙面处水平细绳的拉力大小为 C．第1、2两个小球之间细绳拉力的水平分力大于第2、3两个小球之间细绳拉力的水平分力 D．墙面处水平细绳对小球6和墙面的拉力大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力 3．如图所示，方向与水平方向成角、大小为F的恒力作用在质量为m的物体上，物体仍静止在水平地面上。已知物体与水平地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，则物体对地面的摩擦力大小、方向一定分别为（     ） A．、水平向右 B．、水平向左 C．、水平向右 D．、水平向左 4．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． 5．我国运动员在巴黎奥运会体操男子吊环决赛中取得优异成绩。如图所示，在某次体操比赛中，运动员正在吊环上保持静止状态，此时两绳与竖直方向的夹角均为。已知运动员的质量为，重力加速度大小为，忽略吊环和绳子的质量，下列有关说法正确的是（     ） A．单根绳子的拉力大小为 B．单根绳子的拉力大小为 C．越小，单根绳子拉力越小 D．越小，单根绳子拉力越大 6．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． 7．如图，用一根轻质细绳将一幅重力为10N的画框对称悬挂在墙壁上，画框上两个挂钉间的距离为0.5m。已知绳能承受的最大拉力为，要使绳不会被拉断，绳子最短要多长（     ） A． B．1m C．0.5m D． 8．如图所示，质量为的木块恰好能沿倾角为的固定斜面匀速下滑，现用水平向右的力将木块沿斜面匀速向上推，重力加速度大小为，则的大小为（     ） A． B． C． D． 9．如图所示，小张拉着重力为的行李箱在水平地面上做匀速直线运动。人对行李箱的拉力与水平方向的夹角为，地面对行李箱的支持力为、摩擦力为，行李箱始终未离开地面。下列说法正确的是（　　） A． B． C．行李箱所受合力不为零 D．小张对行李箱的拉力大于行李箱对小张的拉力 二、实验题 10．某兴趣小组设计如图所示装置测量橡皮筋劲度系数。如图所示，细绳1、2和橡皮筋相连于点，绳1上端固定在点，绳2下端与水杯相连，橡皮筋的另一端与绳套相连。逐次往杯中加入一定体积的水，然后沿水平方向拉动绳套，使绳1与竖直方向夹角保持不变且橡皮筋水平。待装置稳定后测量橡皮筋长度，并将水的体积及对应橡皮筋总长度记录在表格中。（，）    杯内水体积 0 25 50 75 100 125 橡皮筋总长度 10.38 10.73 11.18 11.51 11.81 回答下列问题： (1)根据实验数据在坐标纸上作出橡皮筋总长度与杯内水体积关系的图像__________； (2)若已知图像斜率为，水密度为，重力加速度为，则橡皮筋的劲度系数__________；（用、、表示） (3)另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲，下列原因可能的是__________。 A．水杯质量过小 B．橡皮筋伸长量过大，弹力与其伸长量不成正比 C．绳套长度过大 三、解答题 11．如图所示，倾角的斜面体放置在水平面上，斜面体上放有质量为的物块，物块与斜面间的动摩擦因数为，跨过定滑轮的绳子一端与物块相连，另一端与竖直轻质弹簧相连。绳子与斜面的夹角为，物块刚好不沿斜面上滑。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。求： (1)弹簧弹力的大小。 (2)斜面体对物块的支持力的大小。 (3)地面对斜面体的摩擦力的大小。 12．半径相同的光滑圆柱体C和半圆柱体A、B，恰好静止在水平地面上，其横截面如图。已知A、B、C的质量分别为、、，重力加速度大小为，A、B与地面间动摩擦因数相同，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求： (1)A、B与地面间动摩擦因数； (2)对A施加水平向右的推力，当B恰好要向右运动时，推力的大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2026年7月19日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 B B A B C C D C B 1．B 【详解】对风筝受力分析，受到自身的重力G，垂直于风筝平面的风力F，沿牵线方向的拉力T。 A．分析选项A，如图 风力与拉力共线，没有力平衡重力沿风筝面方向的分量，无法平衡，故A错误； B．分析选项B，如图 风力斜向右上，可分解为水平向右分量（平衡拉力的水平向左分量）、竖直向上分量（平衡重力和拉力的竖直向下分量），三个力合力可以为零，能保持静止，故B正确； C．分析选项C，如图 牵线与重力在风力反方向的分力与风力为一对平衡力，垂直于风力向上的方向没有力，无法平衡，故C错误； D．分析选项D，如图 MN水平，风力竖直向上，水平方向拉力有向左的分量，没有向右的力平衡，水平方向合力不为零，无法平衡，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】A．以6个小球组成的整体为研究对象，在竖直方向上受重力和天花板细绳拉力的竖直分力平衡，有 解得天花板处细绳的拉力大小，故A错误； B．以6个小球组成的整体为研究对象，在水平方向上受墙面细绳拉力和天花板细绳拉力的水平分力平衡，有，故B正确； C．以第2、3、4、5、6号小球及它们之间的细绳为整体，水平方向受第1、2号小球间细绳拉力的水平分力（向左）和墙面细绳拉力（向右）而平衡，则 同理以第3、4、5、6号小球及它们之间的细绳为整体，可知第2、3号小球间细绳拉力的水平分力 所以，故C错误； D．墙面处水平细绳对小球6的拉力，施力物体是细绳，受力物体是小球6；细绳对墙面的拉力，施力物体是细绳，受力物体是墙面。这两个力方向相反（一个向右，一个向左），但施力物体相同，不是一对作用力与反作用力，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】对物体受力分析，如图所示： 物体保持静止，水平方向上受力平衡，则物体受到的摩擦力方向水平向左，大小为 由牛顿第三定律，物体对地面的摩擦力大小和相等、方向相反，水平向右。 故选A。 4．B 【详解】对单侧O点受力分析，O点受三个力：方向向下的玉米重力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。 5．C 【详解】AB．对运动员进行受力分析，运动员处于静止状态，合力为零。设单根绳子的拉力大小为，运动员受到竖直向下的重力以及两根绳子沿绳方向的拉力。 将绳子的拉力进行正交分解，在竖直方向上，根据平衡条件有 解得单根绳子的拉力大小为，故A、B错误； CD．由拉力的表达式可知，在的范围内，当越小时，的值越大。由于在分母位置，分母变大，所以单根绳子的拉力越小。故C正确，D错误。 故选C。 6．C 【详解】根据题意，设甲对丙的作用力大小为，对丙受力分析，由平衡条件有 解得 故选C。 7．D 【详解】画框受力分析如图所示 受到重力mg和两个大小相等的细绳拉力F的作用而处于静止状态，当时，对应于细绳不被拉断的最小长度为L，设此时F与竖直方向的夹角为，由平衡条件知 解得 可得 根据几何关系可得绳子的最小长度为 故选D。 8．C 【详解】木块恰好能沿斜面匀速下滑，根据平衡条件有 解得动摩擦因数 当用水平力推木块匀速上滑时，木块受重力、推力、支持力和沿斜面向下的滑动摩擦力。 垂直斜面方向有 沿斜面方向有 联立解得 整理得 解得推力大小 故选C。 9．B 【详解】A．竖直方向受力平衡，满足 整理得，故A错误； B．水平方向受力平衡，拉力的水平分量与摩擦力平衡，满足，故B正确； C．匀速直线运动是平衡状态，行李箱所受合力为零，故C错误； D．小张对行李箱的拉力和行李箱对小张的拉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B。 10．(1) (2) (3)B 【详解】（1）绘制出的图像如图所示。 （2）节点P的受力分析如图所示。 将细绳1的拉力沿水平、竖直分解，由受力平衡可得， 又水杯和水的总重力 橡皮筋的拉力 联立得 变形得 图像斜率 解得 （3）A．图像斜率 水杯质量不影响图像斜率，故A错误； B．图像斜率 橡皮筋伸长量过大，弹力与其伸长量不成正比，即值发生变化，斜率也随之改变，故B正确； C．图像斜率 绳套长度过大，可能使拉力方向偏离水平方向，但并不会影响图像斜率，故C错误。 故选B。 11．(1) (2) (3) 【详解】（1）对物块进行受力分析如图所示 设支持力与摩擦力的合力与垂直斜面方向之间的夹角为，根据三角函数可知，又， 解得 则 根据几何关系可知，绳子与竖直方向和水平方向的夹角均为，绳子拉力与支持力、摩擦力的合力与竖直方向夹角均为，两者大小相等，且合力大小等于重力大小，结合对称性可知 解得 （2）斜面对物块的支持力 （3）把物块和斜面体看成一个整体，则地面对斜面体的摩擦力等于绳子拉力的水平分力，即弹簧弹力的水平分力，根据几何关系可知，其与水平面的夹角为，则 12．(1) (2) 【详解】（1） 受力分析如上图，设半径，由几何关系易知，A、B对C的支持力、与竖直方向夹角均为 C受力平衡，竖直方向，水平方向 解得 由牛顿第三定律，C对A、B的压力大小 A受力平衡，竖直方向，其中为地面对A支持力；水平方向，其中为A所受摩擦力。 解得， 若此时达到最大静摩擦力，则 解得 B受力平衡，竖直方向，其中为地面对B支持力；水平方向，其中为B所受摩擦力。 解得， 若此时达到最大静摩擦力，则 解得 ，若取为共同动摩擦因数，则不满足A静止条件，因此，此时B未达到最大静摩擦力。 （2）施加后，B恰好要向右滑动，此时A、B所受摩擦力均向左，系统静止，处于临界状态，整体分析 解得 或设此时A、B之间挤压产生弹力为 对A，水平方向上 对B，水平方向上 联立解得， 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $