内容正文:
第三讲 受力分析 共点力的平衡
一
1.(2023·广东·统考高考真题)如图所示,可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面,与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时,机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用,磁力垂直壁面。下列关系式正确的是 ( )
A.Ff=G B.F=FN
C.Ff=G cos θ D.F=G sin θ
2.(2021·广东·高考真题)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
3.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)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μ、夹角为θ,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.μmgcosθ B.μmg
C.μmg D.0
二 共点力的平衡条件及应用
1.(2023年江苏高考真题)如图所示,“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m,四条腿与竖直方向的夹角均为θ,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为( )
A. B. C. D.
2.(2023年浙江高考真题)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FT,墙壁对足球的支持力为FN,则 ( )
A.FT<FN
B.FT=FN
C.FT>G
D.FT=G
3.(2025·浙江卷)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g=10 m/s2,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605 N
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
学科网(北京)股份有限公司
$
参考答案
第三讲 受力分析 共点力的平衡
一 受力分析
【真题演练】
1.C
【详解】如图所示,将重力垂直于斜面方向和沿斜面方向分解
A C.沿斜面方向,由平衡条件得
Ff=Gcos θ
故A错误,C正确;
B D.垂直斜面方向,由平衡条件得
F=Gsin θ+FN
故BD错误。故选C。
2.B
【详解】A.将拉力F正交分解如下图所示
则在x方向可得出
Fx曲=Fsin α
Fx直=Fsin β
在y方向可得出
Fy曲=Fcos α
Fy直=Fcos β
由题知α <β则
sin α<sin β
cos α> cos β
则可得到
Fx曲 <Fx直
Fy曲 >Fy直
A错误、B正确;
CD.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反,无论是加速还是匀速,则CD错误。故选B。
3.D 【详解】以钢管为研究对象,它受竖直向下的重力mg、地面竖直向上的支持力FN、竖直绳竖直向上的拉力FT以及地面可能存在的摩擦力。以钢管与地面的接触端为转轴,由力矩平衡有FT·L cosθ=mg··cosθ,解得FT=;竖直方向FN+FT=mg,解得FN=。由于钢管所受外力全部沿竖直方向,水平方向合力已为零,故地面对钢管左端的摩擦力大小为0(摩擦力是被动力,并非一定等于μFN)。故选D。
二 共力点的平衡条件及应用
【真题演练】
1.D
【详解】对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN= mg月则对一条腿有FN1=mg月=
根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为。故选D。
2.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FT==,FN=Gtan θ
可知FT>G,FT>FN故选C。
3. D 【详解】A.杠铃重力G=121×10 N=1210 N,双臂对称时两臂作用力的合力等于G,设两臂夹角为2α,则每只手臂的作用力F=,α越大,cos α越小,F越大,即双臂夹角越大受力越大,A错误;B.只有双臂平行竖直时每只手臂作用力才为=605 N,实际双臂有夹角,故每只手臂作用力大于605 N,B错误;C.杠铃对手臂的压力与手臂对杠铃的支持力分别作用在手臂和杠铃两个不同物体上,是一对作用力与反作用力,不是一对平衡力,C错误;D.加速举起杠铃的过程中,人与杠铃组成的整体有向上的加速度,处于超重状态,故地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力,D正确。故选D。
学科网(北京)股份有限公司
$