第2章 第3讲 受力分析 共点力的平衡(练习Word版)-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮课时作业

**基本信息** 以“受力分析-平衡条件-实际应用”为逻辑主线，通过分层训练构建共点力平衡问题的解题方法体系，渗透科学思维与模型建构素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础落实练|8题|整体法/隔离法、正交分解、合成法|从二力平衡到多力平衡，构建“受力分析→列平衡方程→求解”完整链条| |能力综合练|3题|动态平衡分析、对称性应用、矢量三角形法|拓展连接体、斜面模型，强化力的合成与分解的灵活应用| |素养培优练|1题|临界条件分析、数学推理|结合实际情境，提升科学论证与问题解决能力|

课时冲关9　受力分析　 共点力的平衡 学生用书　P352　 [基础落实练] 1．(2025·福建卷，1)如图所示，山崖上有一个风动石，无风时地面对风动石的作用力是F1，当受到一个水平风力时，风动石依然静止，地面对风动石的作用力是F2，关于F1和F2的大小关系，以下正确的是(　　) A．F2大于F1 B．F1大于F2 C．F1等于F2 D．F1和F2的大小关系与风力大小有关 解析：A　[无风时，地面对风动石的作用力方向竖直向上，与重力平衡，大小为F1＝mg，当受到一个水平风力时，风动石受到地面对风动石的作用力、竖直向下的重力及水平方向的风力F，这三力平衡，根据平衡条件可知，地面对风动石的作用力大小为F2＝，故F2大于F1.故选A.] 2．(2025·河北卷，4)如图，内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上，左右边沿等高．该截面内，一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球，一端固定于凹槽左边沿，另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F.小球半径远小于凹槽半径，所受重力大小为G.若小球始终位于内壁最低点，则F的最大值为(　　 ) A.G　　　　　　　 B.G C．G D.G 解析：B　[分析可知当凹槽底部对小球支持力为零时，此时拉力F最大，根据平衡条件有2Fm cos45°＝G，解得Fm＝G.故选B.] 3.如图，我国古代将墨条研磨成墨汁时，讲究“圆、缓、匀”．当墨条的速度方向水平向右时，砚台始终静止在水平桌面上．下列说法正确的是(　　) A．砚台对墨条的摩擦力水平向右 B．桌面对砚台的摩擦力水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对作用力与反作用力 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 解析：B　[墨条水平向右运动，则墨条相对砚台向右运动，砚台对墨条的摩擦力水平向左，故A错误；根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力水平向右，砚台保持静止，根据平衡条件可知，桌面对砚台的摩擦力水平向左，故B正确；桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C错误；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．] 4.据考古记载我国在春秋战国时期就开始利用杆秤来称量物体的质量．如图所示，秤盘及盘中物体的总重力为mg.悬挂秤盘的三根细绳等长且与竖直方向的夹角始终都为θ，当将秤提起，杆秤平衡时(　　) A．手提杆秤的力等于秤盘及盘中物体的总重力 B．手提杆秤的力与杆秤对手的力是一对平衡力 C．此时每根细绳的拉力等于 D．此时每根细绳的拉力等于 解析：D　[以秤和秤盘及盘中物体整体为研究对象，根据平衡条件可知手提杆秤的力等于秤和秤盘及盘中物体的总重力，故A错误；根据牛顿第三定律可知手提杆秤的力与杆秤对手的力是一对相互作用力，故B错误；秤盘及盘中物体总重力为mg，根据平衡条件可得3Tcosθ＝mg，解得每根细绳的拉力T＝，故C错误，D正确．] 5.如图所示，水平地面上固定有倾角为45°的斜面体A，A的斜面上垂直固定有一挡板B，一小球C静止放置在斜面体与挡板之间，A的斜面与挡板B均光滑，球C对斜面的压力大小为F1，对挡板的压力大小为F2，则(　　) A．F1＝F2　　　　 B．F1＝F2 C．F1＝F2 D．F1＝F2 解析： B　[根据题意，对小球C进行受力分析，如图所示 则有FN1＝FN2，由牛顿第三定律有FN1＝F1，FN2＝F2，则球对斜面的压力和对挡板的压力大小相等．故选B.] 6．如图所示为嫦娥六号着陆器着陆月球背面时的现场照片，已知嫦娥六号在月球表面的重力为G，着陆在水平面上时由四只支架支撑，且每只支架与竖直方向的夹角都为θ，则嫦娥六号在月球表面静止时，每只支架对地面的压力大小为(　　) A. B. C. D. 解析：A　[对整体受力分析，结合对称性可知，每只支架受到地面的支持力相同，都为，根据牛顿第三定律可知每只支架对地面的压力大小为.故选A.] 7.如图所示，天花板下悬挂着一块磁性很强的条形磁铁，磁铁下吸着一铁块，铁块的上边呈水平状，则铁块受到的力是(　　) A．重力 B．重力和摩擦力 C．重力、磁铁的引力和弹力 D．重力、磁铁的引力、弹力和摩擦力 解析：C　[根据平衡条件可知铁块水平方向不受力，即铁块不受摩擦力作用，竖直方向，铁块受到重力、磁铁的引力和向下的弹力．故选C.] 8．如图所示，卡车运送质量为m的圆柱形工件匀速行驶，工件放置在倾角分别为37°的斜面A和倾角为53°的斜面B上，不计两斜面与工件之间的摩擦，若斜面A对工件的支持力用FNA表示、斜面B对工件的支持力用FNB表示，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为g.则下列关系式正确的是(　　) A．FNA＝mg，FNB＝mg B．FNA＝mg，FNB＝mg C．FNA＝mg，FNB＝mg D．FNA＝mg，FNB＝mg 解析： D　[工件所受重力mg与FNA和FNB组成如图所示的矢量三角形，由图可知， FNA＝mg，FNB＝mg，故选D.] [能力综合练] 9．明代徐光启《农政全书》记载了戽斗(hùdoǔ)是一种小型的人力提水灌田农具．如图所示，两人双手各执一绳牵斗取水，戽斗装满水后被缓慢提起(牵引底部的两绳处于松弛状态)．假设戽斗和水总质量为m，忽略绳子质量，当牵引斗口的两绳与水平方向夹角均为60°时，牵引斗口的每根绳子上拉力大小为(　　) A.mg　 B．mg　 C.mg　　 D.mg 解析：D　[对戽斗受力分析，受重力，两根绳的拉力，由合成法可得2Tcos30°＝mg， 可得每根绳子上拉力大小为T＝mg，故选D.] 10.如图所示，一根光滑轻绳两端固定于直杆上的A、B两点，轻绳穿过两个质量分别为m1、m2的小环，直杆与水平面夹角为θ，在杆上套有一光滑轻质小环，轻绳穿过轻环并使m1、m2在轻环两侧，系统处于静止状态时轻环、小环m2的连线与直杆的夹角为φ.则＝(　　) A. B. C. D. 解析：A　[由于杆上的小环为轻环，重力不计，故该轻环受两边细线的拉力的合力与杆垂直，且细绳拉力大小相等，该环与m2之间的细绳与竖直方向的夹角为90°－(φ－θ)，环与m1之间的细绳与竖直方向的夹角为90°－(φ＋θ)，A点与m1之间的细绳与竖直方向的夹角也为90°－(φ＋θ)，m2与B点之间的细绳与竖直方向的夹角为90°－(φ－θ)，根据平衡条件，对m1，有m1g＝2Fcos[90°－(φ＋θ)]，对m2，有m2g＝2Fcos[90°－(φ－θ)] 联立可得＝，故选A.] 11.2026是公元第2026个年份，四个数字蕴藏着沈阳的城市密码．如图所示，某同学设计了4个完全相同的木块，紧密并排放在固定的斜面上，分别标记(号)为“2,0,2,6”，不计所有接触处的摩擦，则0号木块左右两侧面所受的弹力之比为(　　) A．3∶2 B．2∶3 C．4∶3 D．1∶2 解析：A　[设每个木块的质量为m，斜面倾角为θ；以上方三个木块为整体，根据受力平衡可得0号木块左侧面所受的弹力大小为F1＝3mgsinθ，以上方两个木块为整体，根据受力平衡可得F2′＝2mgsinθ，则0号木块右侧面所受的弹力大小为F2＝F2′＝2mgsinθ， 则0号木块左右两侧面所受的弹力之比为 F1∶F2＝3∶2，故选A.] [素养培优练] 12．如图所示，某小朋友设计了一个“平衡”的小游戏，他将质量为M的小物块A放在水平桌面上，质量为m的小物块B通过轻绳与A相连，水平拉力F(大小未知)作用在物块B上，当轻绳与竖直方向的夹角调整为θ时，小物块A刚好在桌面不滑动，系统处于平衡状态．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度为g.求： (1)拉力F和轻绳A、B间的拉力大小； (2)小物块A与桌面间的动摩擦因数μ. 解析：(1)对B受力分析，由平衡条件得mg＝Tcosθ，F＝Tsinθ， 联立得F＝mgtanθ，T＝. (2)以A为对象，平衡条件可得Tsinθ＝f，Tcosθ＋Mg＝FN， 又f＝μFN， 联立可得μ＝. 答案：(1)F＝mgtanθ，T＝； (2)μ＝ 学科网（北京）股份有限公司 $