北京市海淀区2026-2027学年高三上学期期中备考变式训练专题 共点力的平衡

· 北京市海淀区2027届高三上学期期中备考变式训练专题 · 共点力的平衡 · 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、共点力平衡中的受力分析问题 1．（原创题）如图所示，北京某中学的学生小左乘坐地铁4号线向右上行的智能电动扶梯出站时，他随扶梯先加速，再匀速运动。在此过程中小左与扶梯始终保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A．扶梯加速运动阶段，小左受到重力、支持力和摩擦力 B．扶梯加速运动阶段，小左受到的摩擦力水平向左 C．扶梯匀速运动阶段，小左受到重力、支持力和摩擦力 D．扶梯匀速运动阶段，小左受到的支持力大于重力 变式训练1．（原创题）如图所示，某人乘坐向右上行的智能电动扶梯出站时，他随扶梯先加速，再匀速运动。在此过程中人与扶梯始终保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A．扶梯加速运动阶段，人处于超重状态 B．扶梯加速运动阶段，人受到的摩擦力水平向左 C．扶梯匀速运动阶段，人受到3个力作用 D．扶梯匀速运动阶段，人的机械能守恒 变式训练2．如图所示，、两物体叠放在一起，在竖直向上的恒力作用下，一起沿竖直墙向上做匀速直线运动。关于两物体受力情况的说法正确的是（　　） A．物体M受到6个力 B．物体受到5个力 C．物体受到4个力 D．物体受到4个力 变式训练3．（原创题）如图所示，、两物体叠放在一起，在竖直向上的恒力作用下，一起沿竖直墙向上做匀速直线运动。关于两物体受力情况的说法正确的是（　　） A．物体M受到竖直墙面给它的摩擦力 B．物体受到竖直墙面给它的支持力 C．物体受到物体M给它的摩擦力 D．物体受到4个力，分别是重力、支持力、弹力和恒力F 【答案】C点拨：对物体进行受力分析时，首先，要明确是分析物体受到的力，即研究对象是受力物体，它给其他物体的力不在分析范围之内；其次，要按照重力、弹力、摩擦力和其他力的基本顺序进行分析，避免多力和漏力情况的出现；第三，某些情况下，还需要结合物体的运动情况进行受力分析的辅助判断，即物体处于平衡状态时合力必须等于零，如果多了某个力或者少了某个力，物体的平衡状态无法维持，那就意味着这个力不该多或不该少。 二、共点力平衡中的力的合成与分解问题 2．如图所示，在竖直光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为，网兜的质量不计。下列说法中正确的是（　　） A．悬绳对足球的拉力大小为 B．墙壁对足球的支持力大小为 C．足球所受合力的大小为 D．悬绳和墙壁对足球的合力大小为 变式训练1．如图所示，悬吊重物的轻质细绳被一水平轻质细绳牵引，为结点。绳与竖直方向夹角为。若悬吊物所受重力的大小为，绳和绳所受拉力的大小分别为和，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 变式训练2．（原创题）如图所示，一人通过箱带拉着一个质量为m的旅行箱沿动摩擦因数为的水平地面匀速前进，若箱带对箱子的拉力为F（与水平方向的夹角为θ），地面对箱子的摩擦力为f，则下列说法正确的是（　　） A．f= B．F与f的合力大小等于箱子的重力 C．f= D．F与f的合力方向向左偏上 变式训练3．（原创题）如图所示，质量为m的木块沿着斜面体匀速下滑。已知斜面体的倾角为α、质量为M，始终静止在水平桌面上，已知重力加速度为g。下列说法正确的是 （    ） A．木块受到斜面体的作用力大小是mgcosα B．木块对斜面体的压力大小是mgsinα C．桌面对斜面体的摩擦力大小是0 D．桌面对斜面体的支持力大小是Mg+mgsinα 点拨：力的合成与分解问题中，第一步是画好受力分析图；第二步是通过力的三角形或者正交分解法为建构力平衡方程做好铺垫；第三步就是建立力的平衡方程。 关键点：正确处理力与力之间的三角函数关系。 特殊处理技巧：如果只是处理受力问题，匀速直线运动的物体可以等效为静止状态的物体进行处理。比如变式训练3中，就可以将木块等效为静止状态，然后将其和斜面体等效为一个物体进行整体分析。 三、共点力平衡中的动态平衡问题 3．如图，将铅球放在固定的斜面上，用竖直挡板挡住并使其处于静止状态。不计一切摩擦。下列说法正确的是（    ） ①铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力 ②铅球对挡板的压力大于铅球对斜面的压力 ③若增大斜面倾角，铅球对挡板的压力增大 ④若增大斜面倾角，铅球对斜面的压力减小 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 变式训练1．如图所示，铅球放在固定斜面上，用竖直挡板挡住并处于静止状态，挡板可绕着末端接触点转动。不计一切摩擦。当挡板绕着接触点逆时针缓慢转动到水平位置的过程中，下列说法正确的是（　　） A．铅球对斜面的压力始终大于铅球所受的重力 B．铅球对挡板的压力始终大于铅球对斜面的压力 C．铅球对挡板的压力先减小后增大 D．铅球对斜面的压力先减小后增大 变式训练2．如图所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间。开始时OB绳处于水平状态。现保持O点位置不变，只通过改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至点，此时与OA之间的夹角。设此过程中OA、OB绳的拉力分别为、，下列说法正确的是（　　） A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大 变式训练3．如图，一小球静止在竖直墙壁和木板之间。现将木板从图示位置沿顺时针方向缓慢旋转至水平位置，下列说法正确的是（　　） A．小球对墙壁的压力变大，对木板的压力变小 B．小球对墙壁的压力变小，对木板的压力变大 C．小球对墙壁的压力变小，对木板的压力变小 D．小球对墙壁的压力变大，对木板的压力变大 变式训练4．如图甲所示，一只蜗牛黏在竖直的葡萄杆上不动。现保持葡萄杆的下端不动，将其上端沿顺时针方向缓慢转动，其简化模型如图乙所示，杆与竖直方向夹角在0~90°的转动过程中，下列分析正确的是（　　） A．初态葡萄杆竖直时蜗牛对葡萄杆的作用力沿杆方向向上 B．葡萄杆对蜗牛的作用力保持不变 C．葡萄杆对蜗牛的作用力小于蜗牛对葡萄杆的作用力 D．蜗牛所受重力的冲量等于零 【答案】B点拨：处理动态平衡问题，首先依然是受力分析；其次是在受力分析的基础上构建起力三角形；第三就是画动态三角形，进而判断相关力大小的变化。 关键点：动态三角形构建的时候，一定要以重力为基础，因为重力在变化的过程中始终保持恒定不变。 四、巩固训练 1．长方体木块A、B叠在一起，放在粗糙水平桌面上。B木块受到一个水平恒力F的作用，两木块始终保持相对静止。下列说法正确的是（　　） A．若A、B在桌面上静止不动，A受到向右的摩擦力 B．若A、B一起向右加速运动，A受到向右的摩擦力 C．若A、B一起向右加速运动，B受到5个力 D．无论A、B一起向右匀速还是加速运动，B受到的摩擦力都相同 2．如图所示，一个轻质网兜把一个足球挂在光滑竖直墙壁上的A点，足球的质量为m，悬绳与竖直墙壁夹角为，重力加速度为g，下列说法中正确的是 A．墙壁对足球的弹力大小为 B．悬绳对足球的拉力大小为 C．若换成同等质量半径更大的足球，墙壁对足球的弹力变小 D．若换成同等质量半径更大的足球，悬绳对足球的拉力变大 3．如图所示，一底面粗糙、斜面光滑、倾角为的斜面体放置在粗糙水平面上，斜面体上一小物块在大小为方向水平向左的拉力作用下保持静止。下列说法正确的是（　　） A．物块所受重力大小为 B．物块所受重力大小为 C．物块对斜面的压力大小为 D．斜面体与水平面间摩擦力大小为 4．如图所示，一个质量为m的物块，在平行于斜面的拉力F的作用下，沿倾角为θ的斜面匀速上滑，已知物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（　　） A．拉力F大小等于 B．物块受到的摩擦力大小为 C．物块受到的摩擦力的方向沿斜面向下 D．物块受到的重力和拉力的合力垂直斜面向下 5．如图所示，质量为，倾角的粗糙斜面置于水平面上，质量为的物块在水平向右的推力作用下，沿斜面向上匀速运动，物块上滑过程中斜面体始终静止。下列结论正确的是（　　） A．物块一定不受摩擦力作用 B．由于不知道的大小，所以物块可能受到沿斜面向上的摩擦力 C．水平面对斜面体的摩擦力大小为 D．水平面对斜面体的支持力大小为 6．如图所示，两个彩灯用电线1、2、3连接，悬吊在墙角，电线1与竖直方向的夹角，电线3与水平方向的夹角，不计电线的重力，，，则电线1、3上的拉力之比为（    ） A．5：6 B．6：5 C．8：5 D．5：8 7．在工地上，经常用如图甲所示的推车搬运水泥，为保证水泥不滑落，推车的支架与底板会设计成钝角，且为，其侧视图如图乙所示。工人现将一袋质量为的水泥横放在推车底板上，水泥袋和支架接触工人用双手缓慢压下把手直至底板与水平面间的夹角为。不计这袋水泥与支架及底板间的摩擦，并把这袋水泥简化为圆柱体，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．当底板与水平面间的夹角为时，底板对这袋水泥的支持力为 B．当底板与水平面间的夹角为时，支架对这袋水泥的支持力为 C．缓慢压下把手的过程中，支架对这袋水泥的支持力一直增大 D．缓慢压下把手的过程中，底板对这袋水泥的支持力一直增大 8．如图所示，竖直墙壁O处用光滑铰链铰接一轻质杆的一端，杆的另一端固定小球（可以看成质点），轻绳的一端悬于P点，另一端与小球相连。已知轻质杆长度为R，轻绳的长度为L，且R<L<2R。A、B是墙上两点，且OA=OB=R。现将轻绳的上端点P沿墙壁缓慢下移至A点， 此过程中轻绳对小球的拉力F1及轻质杆对小球的支持力F2的大小变化情况为（　　） A．F1和F2均增大 B．F1保持不变，F2先增大后减小 C．F1和F2均减小 D．F1先减小后增大，F2保持不变 学科网（北京）股份有限公司 $ · 北京市海淀区2027届高三上学期期中备考变式训练专题 · 共点力的平衡 · 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、共点力平衡中的受力分析问题 1．（原创题）如图所示，北京某中学的学生小左乘坐地铁4号线向右上行的智能电动扶梯出站时，他随扶梯先加速，再匀速运动。在此过程中小左与扶梯始终保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A．扶梯加速运动阶段，小左受到重力、支持力和摩擦力 B．扶梯加速运动阶段，小左受到的摩擦力水平向左 C．扶梯匀速运动阶段，小左受到重力、支持力和摩擦力 D．扶梯匀速运动阶段，小左受到的支持力大于重力 【答案】A 变式训练1．（原创题）如图所示，某人乘坐向右上行的智能电动扶梯出站时，他随扶梯先加速，再匀速运动。在此过程中人与扶梯始终保持相对静止，下列说法正确的是（　　） A．扶梯加速运动阶段，人处于超重状态 B．扶梯加速运动阶段，人受到的摩擦力水平向左 C．扶梯匀速运动阶段，人受到3个力作用 D．扶梯匀速运动阶段，人的机械能守恒 【答案】A 变式训练2．如图所示，、两物体叠放在一起，在竖直向上的恒力作用下，一起沿竖直墙向上做匀速直线运动。关于两物体受力情况的说法正确的是（　　） A．物体M受到6个力 B．物体受到5个力 C．物体受到4个力 D．物体受到4个力 【答案】C 变式训练3．（原创题）如图所示，、两物体叠放在一起，在竖直向上的恒力作用下，一起沿竖直墙向上做匀速直线运动。关于两物体受力情况的说法正确的是（　　） A．物体M受到竖直墙面给它的摩擦力 B．物体受到竖直墙面给它的支持力 C．物体受到物体M给它的摩擦力 D．物体受到4个力，分别是重力、支持力、弹力和恒力F 【答案】C点拨：对物体进行受力分析时，首先，要明确是分析物体受到的力，即研究对象是受力物体，它给其他物体的力不在分析范围之内；其次，要按照重力、弹力、摩擦力和其他力的基本顺序进行分析，避免多力和漏力情况的出现；第三，某些情况下，还需要结合物体的运动情况进行受力分析的辅助判断，即物体处于平衡状态时合力必须等于零，如果多了某个力或者少了某个力，物体的平衡状态无法维持，那就意味着这个力不该多或不该少。 二、共点力平衡中的力的合成与分解问题 2．如图所示，在竖直光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为，网兜的质量不计。下列说法中正确的是（　　） A．悬绳对足球的拉力大小为 B．墙壁对足球的支持力大小为 C．足球所受合力的大小为 D．悬绳和墙壁对足球的合力大小为 【答案】B 变式训练1．如图所示，悬吊重物的轻质细绳被一水平轻质细绳牵引，为结点。绳与竖直方向夹角为。若悬吊物所受重力的大小为，绳和绳所受拉力的大小分别为和，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 变式训练2．（原创题）如图所示，一人通过箱带拉着一个质量为m的旅行箱沿动摩擦因数为的水平地面匀速前进，若箱带对箱子的拉力为F（与水平方向的夹角为θ），地面对箱子的摩擦力为f，则下列说法正确的是（　　） A．f= B．F与f的合力大小等于箱子的重力 C．f= D．F与f的合力方向向左偏上 【答案】C 变式训练3．（原创题）如图所示，质量为m的木块沿着斜面体匀速下滑。已知斜面体的倾角为α、质量为M，始终静止在水平桌面上，已知重力加速度为g。下列说法正确的是 （    ） A．木块受到斜面体的作用力大小是mgcosα B．木块对斜面体的压力大小是mgsinα C．桌面对斜面体的摩擦力大小是0 D．桌面对斜面体的支持力大小是Mg+mgsinα 【答案】C 点拨：力的合成与分解问题中，第一步是画好受力分析图；第二步是通过力的三角形或者正交分解法为建构力平衡方程做好铺垫；第三步就是建立力的平衡方程。 关键点：正确处理力与力之间的三角函数关系。 特殊处理技巧：如果只是处理受力问题，匀速直线运动的物体可以等效为静止状态的物体进行处理。比如变式训练3中，就可以将木块等效为静止状态，然后将其和斜面体等效为一个物体进行整体分析。 三、共点力平衡中的动态平衡问题 3．如图，将铅球放在固定的斜面上，用竖直挡板挡住并使其处于静止状态。不计一切摩擦。下列说法正确的是（    ） ①铅球对斜面的压力大于铅球所受的重力 ②铅球对挡板的压力大于铅球对斜面的压力 ③若增大斜面倾角，铅球对挡板的压力增大 ④若增大斜面倾角，铅球对斜面的压力减小 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】A 变式训练1．如图所示，铅球放在固定斜面上，用竖直挡板挡住并处于静止状态，挡板可绕着末端接触点转动。不计一切摩擦。当挡板绕着接触点逆时针缓慢转动到水平位置的过程中，下列说法正确的是（　　） A．铅球对斜面的压力始终大于铅球所受的重力 B．铅球对挡板的压力始终大于铅球对斜面的压力 C．铅球对挡板的压力先减小后增大 D．铅球对斜面的压力先减小后增大 【答案】C 变式训练2．如图所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间。开始时OB绳处于水平状态。现保持O点位置不变，只通过改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至点，此时与OA之间的夹角。设此过程中OA、OB绳的拉力分别为、，下列说法正确的是（　　） A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【答案】B 变式训练3．如图，一小球静止在竖直墙壁和木板之间。现将木板从图示位置沿顺时针方向缓慢旋转至水平位置，下列说法正确的是（　　） A．小球对墙壁的压力变大，对木板的压力变小 B．小球对墙壁的压力变小，对木板的压力变大 C．小球对墙壁的压力变小，对木板的压力变小 D．小球对墙壁的压力变大，对木板的压力变大 【答案】C 变式训练4．如图甲所示，一只蜗牛黏在竖直的葡萄杆上不动。现保持葡萄杆的下端不动，将其上端沿顺时针方向缓慢转动，其简化模型如图乙所示，杆与竖直方向夹角在0~90°的转动过程中，下列分析正确的是（　　） A．初态葡萄杆竖直时蜗牛对葡萄杆的作用力沿杆方向向上 B．葡萄杆对蜗牛的作用力保持不变 C．葡萄杆对蜗牛的作用力小于蜗牛对葡萄杆的作用力 D．蜗牛所受重力的冲量等于零 【答案】B点拨：处理动态平衡问题，首先依然是受力分析；其次是在受力分析的基础上构建起力三角形；第三就是画动态三角形，进而判断相关力大小的变化。 关键点：动态三角形构建的时候，一定要以重力为基础，因为重力在变化的过程中始终保持恒定不变。 四、巩固训练 1．长方体木块A、B叠在一起，放在粗糙水平桌面上。B木块受到一个水平恒力F的作用，两木块始终保持相对静止。下列说法正确的是（　　） A．若A、B在桌面上静止不动，A受到向右的摩擦力 B．若A、B一起向右加速运动，A受到向右的摩擦力 C．若A、B一起向右加速运动，B受到5个力 D．无论A、B一起向右匀速还是加速运动，B受到的摩擦力都相同 【答案】B 2．如图所示，一个轻质网兜把一个足球挂在光滑竖直墙壁上的A点，足球的质量为m，悬绳与竖直墙壁夹角为，重力加速度为g，下列说法中正确的是 A．墙壁对足球的弹力大小为 B．悬绳对足球的拉力大小为 C．若换成同等质量半径更大的足球，墙壁对足球的弹力变小 D．若换成同等质量半径更大的足球，悬绳对足球的拉力变大 【答案】D 3．如图所示，一底面粗糙、斜面光滑、倾角为的斜面体放置在粗糙水平面上，斜面体上一小物块在大小为方向水平向左的拉力作用下保持静止。下列说法正确的是（　　） A．物块所受重力大小为 B．物块所受重力大小为 C．物块对斜面的压力大小为 D．斜面体与水平面间摩擦力大小为 【答案】B 4．如图所示，一个质量为m的物块，在平行于斜面的拉力F的作用下，沿倾角为θ的斜面匀速上滑，已知物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（　　） A．拉力F大小等于 B．物块受到的摩擦力大小为 C．物块受到的摩擦力的方向沿斜面向下 D．物块受到的重力和拉力的合力垂直斜面向下 【答案】C 5．如图所示，质量为，倾角的粗糙斜面置于水平面上，质量为的物块在水平向右的推力作用下，沿斜面向上匀速运动，物块上滑过程中斜面体始终静止。下列结论正确的是（　　） A．物块一定不受摩擦力作用 B．由于不知道的大小，所以物块可能受到沿斜面向上的摩擦力 C．水平面对斜面体的摩擦力大小为 D．水平面对斜面体的支持力大小为 【答案】C 6．如图所示，两个彩灯用电线1、2、3连接，悬吊在墙角，电线1与竖直方向的夹角，电线3与水平方向的夹角，不计电线的重力，，，则电线1、3上的拉力之比为（    ） A．5：6 B．6：5 C．8：5 D．5：8 【答案】C 7．在工地上，经常用如图甲所示的推车搬运水泥，为保证水泥不滑落，推车的支架与底板会设计成钝角，且为，其侧视图如图乙所示。工人现将一袋质量为的水泥横放在推车底板上，水泥袋和支架接触工人用双手缓慢压下把手直至底板与水平面间的夹角为。不计这袋水泥与支架及底板间的摩擦，并把这袋水泥简化为圆柱体，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．当底板与水平面间的夹角为时，底板对这袋水泥的支持力为 B．当底板与水平面间的夹角为时，支架对这袋水泥的支持力为 C．缓慢压下把手的过程中，支架对这袋水泥的支持力一直增大 D．缓慢压下把手的过程中，底板对这袋水泥的支持力一直增大 【答案】C 8．如图所示，竖直墙壁O处用光滑铰链铰接一轻质杆的一端，杆的另一端固定小球（可以看成质点），轻绳的一端悬于P点，另一端与小球相连。已知轻质杆长度为R，轻绳的长度为L，且R<L<2R。A、B是墙上两点，且OA=OB=R。现将轻绳的上端点P沿墙壁缓慢下移至A点， 此过程中轻绳对小球的拉力F1及轻质杆对小球的支持力F2的大小变化情况为（　　） A．F1和F2均增大 B．F1保持不变，F2先增大后减小 C．F1和F2均减小 D．F1先减小后增大，F2保持不变 【答案】A 学科网（北京）股份有限公司 $