课时跟踪检测(11) 微专题——共点力的动态平衡(Word练习)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习

**基本信息** 聚焦共点力动态平衡，通过临界分析、几何关系、整体隔离等方法体系，系统构建从平衡条件到实际应用的知识逻辑链，强化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| |----|-----------|----------|----------| |临界平衡|1题|支持力为零时求极值|平衡条件→临界状态分析| |绳类动态|2、3、5、7、8题|F=mg/(2cosθ)结合几何关系|力的合成→夹角变化对拉力的影响| |多体/场中平衡|4、9题|相似三角形、整体隔离法|平衡条件→矢量关系/系统受力分析| |实际应用|6、10题|矢量三角形、动态矢量圆|平衡条件→实际场景模型化|

课时跟踪检测(十一)　微专题——共点力的动态平衡 1.(2025·河北高考)如图所示,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 2.如图所示,用不可伸长的轻质细绳在竖直平面内悬挂一串钥匙,两钉子等高,不计细绳与钉子和钥匙环之间的摩擦,则下列说法正确的是 (　　) A.两个钉子靠近时,绳子拉力变小 B.两个钉子靠近时,绳子拉力变大 C.两个钉子远离时,绳子对钥匙环的合力变大 D.两个钉子远离时,绳子对钥匙环的合力变小 3.如图所示,两轻质小环a、b套在水平杆上,两根等长细线悬挂一重物处于静止状态。现保持环a的位置不变,将环b往左侧移动一小段距离,a、b仍处于静止状态。则环a受到杆的 (　　) A.支持力不变 B.支持力变小 C.摩擦力不变 D.摩擦力变大 4.如图所示,水平天花板下方固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a与带正电的小球b通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知Ob<OC。若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达O正下方前,下列说法正确的是 (　　) A.a球的质量大于b球的质量 B.b球的轨迹是一段以C点为圆心的圆弧 C.此过程中点电荷对b球的库仑力大小不变 D.此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐变大 5.(2025·贵州铜仁模拟)抖空竹是一种传统杂技节目,也叫“抖空钟”与“扯铃”。表演者用两根短竿系上绳子,将空竹(也有用壶盖或酒瓶)扯动使之旋转,并表演出各种身段。如图所示,表演者保持一只手A不动,另一只手B沿图中的四个方向缓慢移动,忽略空竹转动的影响,不计空竹和轻质细绳间的摩擦力,且认为细绳不可伸长。下列说法正确的是 (　　) A.细绳B端沿虚线a向左移动时,细绳对空竹的合力增大 B.细绳B端沿虚线b向上移动时,细绳的拉力减小 C.细绳B端沿虚线c斜向上移动时,细绳的拉力不变 D.细绳B端沿虚线d向右移动时,细绳的拉力增大 6.(2025·山东烟台二模)黄河铁牛是世界桥梁史上的传世之宝。如图,唐代蒲津浮桥通过两岸的铁牛固定,铁牛底部的铁柱插入地下。铁牛受到3个力:桥索对铁牛的拉力为F1,铁柱对铁牛的作用力为F2,铁牛自身重力为G,则 (　　) A.若F1增大,则F2减小 B.F1与F2的合力竖直向上 C.铁柱对铁牛的作用力F2一定沿着铁柱向上 D.若桥索与竖直方向夹角变大,则F1与F2的合力变小 7.晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,A、B两点等高,无风状态下衣服保持静止。某一时刻衣服受到水平向右的恒定风力而发生滑动,并在新的位置保持静止,如图所示。两杆间的距离为d,绳长为d,衣服和衣架的总质量为m,重力加速度为g,不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,则 (　　) A.相比无风时,在有风的情况下∠AOB更小 B.无风时,轻绳的拉力大小为mg C.衣服在新的平衡位置时,挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等 D.在有风的情况下,绳右侧固定端从A点沿杆缓慢向下移到C点,绳子拉力大小不变 8.(2025·河南郑州三模)蜘蛛通过两根蛛丝OA和OB悬挂在树枝上保持平衡。初始时,蛛丝OA与竖直方向的夹角为θ,蛛丝OB水平,如图所示。若猎物在A点被蛛丝缠住并向右侧移动,蛛丝OB仍保持水平。蜘蛛始终静止,蛛丝形变量可忽略不计且蛛丝未断裂。下列说法正确的是 (　　) A.蛛丝OA的拉力逐渐减小,蛛丝OB的拉力逐渐增大 B.蛛丝OA的拉力逐渐增大,蛛丝OB的拉力逐渐减小 C.蛛丝OA和OB的拉力均逐渐增大 D.蛛丝OA和OB的拉力均逐渐减小 9.如图所示,小球P用系于天花板上a点的倾斜轻绳1和系于墙上b点的水平轻绳2固定,小球Q在水平拉力F和系于P上的倾斜轻绳3作用下静止在图示位置。小球P、Q可视为质点,若不改变力F的方向,绕轻绳3在球P上的固定点使轻绳3沿逆时针方向缓慢转动,直至Q在P的正下方,则此过程中 (　　) A.力F逐渐变大 B.轻绳1中的拉力保持不变 C.轻绳2中的拉力逐渐变大 D.轻绳1、2中拉力的合力保持不变 10.(2025·湖南怀化三模)(多选)如图甲所示,工人用叉车拉石墩时,可简化为如图乙所示的模型,∠BAC=90°,叉车臂AC与水平方向夹角为θ。不计球形石墩表面摩擦,叉车和石墩始终保持相对静止,在叉车匀速运动的过程中,若θ从0°缓慢增加为90°,叉车臂对石墩的作用力FAC和车把对石墩的作用力FAB的大小变化为 (　　) A.FAB一直增大 B.FAB先增大后减小 C.FAC先减小后增大 D.FAC一直减小 11.(12分)如图所示,物块A悬挂在绳PO和PC的结点上,PO偏离竖直方向37°,PC水平,且经光滑定滑轮与木块B相连,连接B的绳与水平方向的夹角为53°。已知A的质量mA=0.8 kg,B的质量mB=2.4 kg,木块B静止在水平面上。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,cos 53°=0.6,sin 53°=0.8,g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求: (1)绳PO的拉力大小;(3分) (2)木块B与水平面间的摩擦力大小;(4分) (3)若木块B和水平面间的动摩擦因数为0.5,要保证木块B相对地面静止,则物块A的质量不能超过多大?(5分) 答案 课时跟踪检测(十一) 1.选B　分析可知当凹槽底部对小球支持力为零时,拉力F最大,根据平衡条件有2Fmcos 45°=G,解得Fm=G,故选B。 2.选A　绳子对钥匙环的合力始终与钥匙的重力等大反向,所以两个钉子远离时,绳子对钥匙环的合力不变,故C、D错误;两个钉子靠近时,钥匙环两侧绳子之间的夹角减小,合力一定,则绳子上的拉力变小,故A正确,B错误。 3.选A　根据题意,设每根细线的拉力为F,细线与竖直方向的夹角为θ,由平衡条件有2Fcos θ=mg,解得F=,设杆对小环a的支持力为FN,摩擦力为f,对小环a受力分析,由平衡条件有f=Fsin θ=,FN=Fcos θ=,将环b往左侧移动一小段距离,θ减小,可知f变小,FN不变。故选A。 4.选D　对b球进行受力分析,受到轻绳的拉力T、重力mbg和库仑力F库,如图所示,由相似三角形可知==,其中T=mag,F库=,整理可得==,由于Ob<OC,因此ma<mb,故A错误;由于mag、mbg、OC均不变,可知Ob不变,故b球的轨迹是一段以O为圆心的圆弧,由于qb减小,bC减小,库仑力减小,故B、C错误;滑轮两侧轻绳的作用力大小均为mag不变,由于bC减小,可知两侧绳夹角减小,所以滑轮受到轻绳的合力增大,故D正确。 5.选D　细绳B端沿虚线a向左移动时,细绳对空竹的合力与空竹所受重力等大反向,可知合力不变,故A错误;设A、B两点水平间距为d,绳长为L,细绳与竖直方向的夹角为θ,由几何关系可知sin θ=,由平衡条件可知绳子拉力F=,细绳B端沿虚线b向上移动时d、L均不变,则θ不变,则细绳的拉力不变,故B错误;细绳B端沿虚线c斜向上移动或沿虚线d向右移动时,d变大、L不变,则θ变大,cos θ变小,可知细绳的拉力增大,故C错误,D正确。 6.选B　根据共点力平衡条件可知,若F1增大,则F2增大,且F1、F2的合力与铁牛重力等大反向,方向竖直向上,故A、D错误,B正确;根据平衡条件可知F2一定与F1和重力的合力方向相反,不一定沿着铁柱向上,故C错误。 7.选A　设无风时挂钩两侧绳子夹角的一半为θ1,绳长为L,有风时挂钩两侧绳子夹角的一半为θ2,两种情况受力如图,有L1+L2=Lsin θ2,d=Lsin θ1,又因为d>L1+L2,所以θ1>θ2,故A正确;无风时,衣服受到重力和挂钩两侧绳子的拉力处于平衡状态,同一条绳子拉力相等,则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等,由几何关系可得sin θ1==,根据平衡条件得mg=2Fcos θ1,解得F==mg,故B错误;由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,则挂钩相当于动滑轮,挂钩左、右两侧绳子的拉力总是相等,故C错误;在有风的情况下,将绳右侧固定端从A点沿杆缓慢向下移到C点,挂钩左、右两侧绳子之间的夹角变小,但是挂钩两侧细绳拉力的合力为恒力,则拉力F变小,故D错误。 8.选D　设蜘蛛的重力为G,蛛丝OA的拉力为F1,蛛丝OB的拉力为F2,由平衡条件有F1sin θ=F2,F1cos θ=G,解得F1=,F2=Gtan θ,当θ减小时,cos θ增大,tan θ减小,故F1减小,F2也减小。故选D。 9.选B　设绳1与水平方向夹角为α,绳3与竖直方向夹角为β,对Q分析,根据平衡条件有T3sin β=F,T3cos β=mQg,可得F=mQgtan β,使轻绳3沿逆时针方向缓慢转动,直至Q在P的正下方,此过程中β减小,则F减小,故A错误;对P、Q整体分析,根据竖直方向平衡条件有T1sin α=mPg+mQg,则轻绳1中的拉力保持不变,故B正确;对P、Q整体分析,根据水平方向平衡条件有T1cos α+F=T2,因为F减小,则轻绳2中的拉力逐渐变小,故C错误;对P、Q整体分析,轻绳1、2中拉力的合力与F和整体重力的合力平衡,因为重力不变,F减小,且两力垂直,则F和整体重力的合力减小,故轻绳1、2中拉力的合力减小,故D错误。 10.选AD　在叉车匀速运动的过程中,对石墩进行受力分析,并将石墩所受的三个力进行平移构成一个首尾相接的矢量三角形,在θ从0°缓慢增加为90°过程中,该矢量三角形的三个顶点应落在一个圆上,如图所示,重力为圆的直径,由图可知,FAB一直增大,FAC一直减小。故选A、D。 11.解析:(1)对P点受力分析,如图甲所示, 由平衡条件得FPOcos 37°=mAg FPOsin 37°=FC 代入数据解得FPO=10 N,FC=6 N。 (2)对B受力分析,如图乙所示, 根据共点力的平衡条件得,水平方向 f=FC'cos 53°=FCcos 53° 代入数据解得f=3.6 N。 (3)设木块B相对地面恰好静止时,PC绳对B的拉力为FC0, 根据共点力的平衡条件得μ(mBg-FC0sin 53°)=FC0cos 53° FC0=FC0'=mA'gtan 37° 解得mA'=1.6 kg 即物块A的质量不能超过1.6 kg。 答案:(1)10 N　(2)3.6 N　(3)1.6 kg 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $