專(zhuān)題02 三種力及靜態(tài)平衡（解析版）-2025版高考物理真題精-選與研析

考情概覽：解讀近年命題思路和內(nèi)容要求，統(tǒng)計(jì)真題考查情況。2024年真題研析：分析命題特點(diǎn)，探尋常考要點(diǎn)，真題分類(lèi)精講。近年真題精選：分類(lèi)精選近年真題，把握命題趨勢(shì)。必備知識(shí)速記：歸納串聯(lián)解題必備知識(shí)，總結(jié)易錯(cuò)易混點(diǎn)。名校模擬探源：精選適量名校模擬題，發(fā)掘高考命題之源。命題解讀考向考查統(tǒng)計(jì)本類(lèi)試題主要考查三種力，力的運(yùn)算以及各種靜態(tài)平衡問(wèn)題。要求能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問(wèn)題。要求體會(huì)等效替代思想，體會(huì)物理學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?？枷蛞灰粚?duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的對(duì)比及重心的考查2024·遼寧卷，32023·浙江6月，22022·浙江1月，42021·廣東卷，3考向二胡克定律與力的合成2024·浙江1月，212023·全國(guó)乙卷，92022·湖南卷，112021·廣東卷，11考向三三力作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題2024·新課標(biāo)卷，112023·浙江1月，22023·浙江6月，62023·河北卷，32022·廣東卷，1考向四三力以上作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題2024·河北卷，52023·江蘇卷，72022·浙江6月，102022·湖南卷，5考向五連接體靜態(tài)平衡問(wèn)題2024·浙江1月，62024·湖北卷，62023·湖北卷，112022·浙江1月，7命題分析2024年高考各卷區(qū)物理試題均考查了三種力，力的運(yùn)算以及各種靜態(tài)平衡問(wèn)題。預(yù)測(cè)2025年高考將一如既往地進(jìn)行考查。試題精講考向一一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的對(duì)比及重心的考查1．（2024年遼寧卷第3題）利用硯臺(tái)將墨條研磨成墨汁時(shí)講究“圓、緩、勻”，如圖，在研磨過(guò)程中，硯臺(tái)始終靜止在水平桌面上。當(dāng)墨條的速度方向水平向左時(shí)，（）A.硯臺(tái)對(duì)墨條的摩擦力方向水平向左B.桌面對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向左C.桌面和墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力是一對(duì)平衡力D.桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力與墨條對(duì)硯臺(tái)的壓力是一對(duì)平衡力【答案】C【解析】A．當(dāng)墨條速度方向水平向左時(shí)，墨條相對(duì)于硯臺(tái)向左運(yùn)動(dòng)，故硯臺(tái)對(duì)墨條的摩擦力方向水平向右，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)牛頓第三定律，墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向左，由于硯臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，故桌面對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向右，故B錯(cuò)誤；C．由于硯臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向桌面和墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力是一對(duì)平衡力，故C正確；D．桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力大小等于硯臺(tái)的重力加上墨條對(duì)其的壓力，故桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力大于墨條對(duì)硯臺(tái)的壓力，故D錯(cuò)誤。故選C?？枷蚨硕膳c力的合成2．（2024年1月浙江卷第21題第（1）問(wèn)）如圖1所示，掃描隧道顯微鏡減振裝置由絕緣減振平臺(tái)和磁阻尼減振器組成。平臺(tái)通過(guò)三根關(guān)于軸對(duì)稱(chēng)分布的相同輕桿懸掛在輕質(zhì)彈簧的下端O，彈簧上端固定懸掛在點(diǎn)，三個(gè)相同的關(guān)于軸對(duì)稱(chēng)放置的減振器位于平臺(tái)下方。如圖2所示，每個(gè)減振器由通過(guò)絕緣輕桿固定在平臺(tái)下表面的線(xiàn)圈和固定在桌面上能產(chǎn)生輻向磁場(chǎng)的鐵磁體組成，輻向磁場(chǎng)分布關(guān)于線(xiàn)圈中心豎直軸對(duì)稱(chēng)，線(xiàn)圈所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。處于靜止?fàn)顟B(tài)的平臺(tái)受到外界微小擾動(dòng)，線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中做豎直方向的阻尼運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的圖像如圖3所示。已知時(shí)速度為，方向向下，、時(shí)刻的振幅分別為，。平臺(tái)和三個(gè)線(xiàn)圈的總質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，每個(gè)線(xiàn)圈半徑為r、電阻為R。當(dāng)彈簧形變量為時(shí)，其彈性勢(shì)能為。不計(jì)空氣阻力，求（1）平臺(tái)靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量；【答案】（1）【解析】（1）平臺(tái)靜止時(shí)，穿過(guò)三個(gè)線(xiàn)圈的的磁通量不變，線(xiàn)圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，線(xiàn)圈不受到安培力作用，O點(diǎn)受力平衡，因此由胡克定律可知此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量考向三三力作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題3．（2024年新課標(biāo)卷第11題第（1）問(wèn)）將重物從高層樓房的窗外運(yùn)到地面時(shí)，為安全起見(jiàn)，要求下降過(guò)程中重物與樓墻保持一定的距離。如圖，一種簡(jiǎn)單的操作方法是一人在高處控制一端系在重物上的繩子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的繩子Q，二人配合可使重物緩慢豎直下降。若重物的質(zhì)量，重力加速度大小，當(dāng)P繩與豎直方向的夾角時(shí)，Q繩與豎直方向的夾角（1）求此時(shí)P、Q繩中拉力的大??；【答案】（1），【解析】（1）重物下降的過(guò)程中受力平衡，設(shè)此時(shí)P、Q繩中拉力的大小分別為和，豎直方向水平方向聯(lián)立代入數(shù)值得，考向四三力以上作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題4．（2024年河北卷第5題）如圖，彈簧測(cè)力計(jì)下端掛有一質(zhì)量為的光滑均勻球體，球體靜止于帶有固定擋板的斜面上，斜面傾角為，擋板與斜面夾角為．若彈簧測(cè)力計(jì)位于豎直方向，讀數(shù)為取,擋板對(duì)球體支持力的大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】對(duì)小球受力分析如圖所示由幾何關(guān)系易得力與力與豎直方向的夾角均為，因此由正交分解方程可得，解得故選A。考向五連接體靜態(tài)平衡問(wèn)題5．（2024年1月浙江卷第6題）如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，小球A、B上系有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)a、b、c和d，其中a的上端懸掛于豎直固定的支架上，d跨過(guò)左側(cè)定滑輪、c跨過(guò)右側(cè)定滑輪分別與相同配重P、Q相連，調(diào)節(jié)左、右兩側(cè)定滑輪高度達(dá)到平衡。已知小球A、B和配重P、Q質(zhì)量均為，細(xì)線(xiàn)c、d平行且與水平成（不計(jì)摩擦），則細(xì)線(xiàn)a、b的拉力分別為（）A.， B.， C.， D.，【答案】D【解析】由題意可知細(xì)線(xiàn)c對(duì)A的拉力和細(xì)線(xiàn)d對(duì)B的拉力大小相等、方向相反，對(duì)A、B整體分析可知細(xì)線(xiàn)a的拉力大小為設(shè)細(xì)線(xiàn)b與水平方向夾角為α，對(duì)A、B分析分別有解得故選D。6．（2024年湖北卷第6題）如圖所示，兩拖船P、Q拉著無(wú)動(dòng)力貨船S一起在靜水中沿圖中虛線(xiàn)方向勻速前進(jìn)，兩根水平纜繩與虛線(xiàn)的夾角均保持為30°。假設(shè)水對(duì)三艘船在水平方向的作用力大小均為f，方向與船的運(yùn)動(dòng)方向相反，則每艘拖船發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力大小為（）A. B. C.2f D.3f【答案】B【解析】根據(jù)題意對(duì)S受力分析如圖正交分解可知所以有對(duì)P受力分析如圖則有解得故選B。考向一一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的對(duì)比及重心的考查1．（2023年6月浙江卷第2題）在足球運(yùn)動(dòng)中，足球入網(wǎng)如圖所示，則()A.踢香蕉球時(shí)足球可視為質(zhì)點(diǎn)B.足球在飛行和觸網(wǎng)時(shí)慣性不變C.足球在飛行時(shí)受到腳的作用力和重力D.觸網(wǎng)時(shí)足球?qū)W(wǎng)的力大于網(wǎng)對(duì)足球的力【答案】B解析：香蕉球要考慮足球的轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)足球不可以視為質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)；質(zhì)量是慣性的唯一量度，質(zhì)量不變，慣性不變，B對(duì)；足球在飛行時(shí)，已經(jīng)脫離腳，所以不受腳的作用力，C錯(cuò)；足球?qū)W(wǎng)的力與網(wǎng)對(duì)足球的力是一對(duì)相互作用力，大小相等，D錯(cuò)。2．（2022年浙江1月卷第4題）如圖所示，公園里有一仿制我國(guó)古代欹器的U形水桶，桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水管口持續(xù)有水流出，過(guò)一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是（）

A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流對(duì)桶撞擊力的大小D.水桶與水整體的重心高低【答案】D【解析】水管口持續(xù)有水流出而過(guò)一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，說(shuō)明主要原因是裝的水到一定量之后，導(dǎo)致水桶與水整體的重心往上移動(dòng)，豎直向下的重力作用線(xiàn)偏離中心轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)致水桶不能穩(wěn)定平衡，發(fā)生翻轉(zhuǎn)，故選D。3.（2021年廣東卷第3題）唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對(duì)直轅犁的優(yōu)勢(shì)之一是起土省力，設(shè)牛用大小相等的拉力F通過(guò)耕索分別拉兩種犁，F(xiàn)與豎直方向的夾角分別為和，，如圖所示，忽略耕索質(zhì)量，耕地過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.耕索對(duì)曲轅犁拉力的水平分力比對(duì)直轅犁的大B.耕索對(duì)曲轅犁拉力的豎直分力比對(duì)直轅犁的大C.曲轅犁勻速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力小于犁對(duì)耕索的拉力D.直轅犁加速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力大于犁對(duì)耕索的拉力【答案】B【解析】A．將拉力F正交分解如下圖所示

則在x方向可得出Fx曲=FsinαFx直=Fsinβ在y方向可得出Fy曲=FcosαFy直=Fcosβ由題知α<β則sinα<sinβcosα>cosβ則可得到Fx曲<Fx直Fy曲>Fy直A錯(cuò)誤、B正確；CD．耕索對(duì)犁的拉力與犁對(duì)耕索的拉力是一對(duì)相互作用力，它們大小相等，方向相反，無(wú)論是加速還是勻速，則CD錯(cuò)誤。故選B?？枷蚨硕膳c力的合成4．（2023年全國(guó)乙卷第9題）在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中使用的器材有：木板、白紙、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細(xì)線(xiàn)和圖釘若干。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：①用圖釘將白紙固定在水平木板上。②將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線(xiàn)也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測(cè)力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌?dòng)兩個(gè)測(cè)力計(jì)，小圓環(huán)停止時(shí)由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力和的大小，并___________。（多選，填正確答案標(biāo)號(hào)）A.用刻度尺量出橡皮條的長(zhǎng)度B.用刻度尺量出兩細(xì)線(xiàn)的長(zhǎng)度C.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置D.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線(xiàn)的方向③撤掉一個(gè)測(cè)力計(jì)，用另一個(gè)測(cè)力計(jì)把小圓環(huán)拉到_________，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力的大小，沿細(xì)線(xiàn)標(biāo)記此時(shí)的方向。④選擇合適標(biāo)度，由步驟②結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作和的合成圖，得出合力的大小和方向；按同一標(biāo)度在白紙上畫(huà)出力的圖示。⑤比較和的________，從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則?！敬鸢浮竣?CD②.相同位置③.大小和方向【解析】②[1]將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線(xiàn)也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測(cè)力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌?dòng)兩個(gè)測(cè)力計(jì)，小圓環(huán)停止時(shí)由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力和的大小，還需要用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置以及用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線(xiàn)的方向。故選CD。③[2]撤掉一個(gè)測(cè)力計(jì)，用另一個(gè)測(cè)力計(jì)把小圓環(huán)拉到相同位置，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力的大小，沿細(xì)線(xiàn)標(biāo)記此時(shí)的方向；⑤[3]比較和的大小和方向，從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。5.（2022年湖南卷第11題）小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為；（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度，記錄數(shù)據(jù)如下表：序號(hào)12345硬幣數(shù)量/枚510152025長(zhǎng)度10.5112.0213.54150516.56（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點(diǎn)，繪制圖線(xiàn)；______

（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖（c）所示，此時(shí)橡皮筋的長(zhǎng)度為_(kāi)_____；（5）由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為_(kāi)_____（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。【答案】①.見(jiàn)解析②.15.35③.127【解析】（3）[1]根據(jù)表格標(biāo)點(diǎn)連線(xiàn)如圖

（4）[2]由圖可知刻度尺的分度值為1mm，故讀數(shù)；（5）[3]設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為x0，則則橡皮筋的勁度系數(shù)為k從作的l-n圖線(xiàn)讀取數(shù)據(jù)則可得，設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為m1，則有可得6.（2021年廣東卷第11題）某興趣小組測(cè)量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖所示，固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：先沿管軸線(xiàn)方向固定一毫米刻度尺，再將單個(gè)質(zhì)量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個(gè)從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一個(gè)鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)n和彈簧上端對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)，數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計(jì)算彈簧壓縮量，進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù)。n1234568.0410.0312.0514.0716.1118.09（1）利用計(jì)算彈簧的壓縮量：，，______cm，壓縮量的平均值______cm；（2）上述是管中增加______個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；（3）忽略摩擦，重力加速度g取，該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)_____N/m。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】①.6.04②.6.05③.3④.48.6【解析】（1）[1]根據(jù)壓縮量的變化量為[2]壓縮量的平均值為（2）[3]因三個(gè)是相差3個(gè)鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；（3）[4]根據(jù)鋼球的平衡條件有解得考向三三力作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題7．（2023年1月浙江卷第2題）如圖所示，輕質(zhì)網(wǎng)兜兜住重力為G的足球，用輕繩掛于光滑豎直墻壁上的A點(diǎn)，輕繩的拉力為，墻壁對(duì)足球的支持力為，則()A. B. C. D.【答案】C解析：對(duì)足球受力分析，如圖所示，輕繩的拉力與墻壁支持力的合力與重力大小相等、方向相反，由圖可知輕繩的拉力大于支持力，也大于重力，C正確，ABD錯(cuò)誤。8.（2023年6月浙江卷第6題）如圖所示，水平面上固定兩排平行的半圓柱體，重為G的光滑圓柱體靜置其上，為相切點(diǎn)，，半徑Ob與重力的夾角為37°。已知，，則圓柱體受到的支持力大小為()A.， B.，C.， D.，【答案】D解析：以圓柱體為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，兩側(cè)半圓柱體對(duì)圓柱體的支持力的合力與重力等大反向，結(jié)合幾何關(guān)系可知，D對(duì)。9.（2023年河北卷第3題）如圖，輕質(zhì)細(xì)桿上穿有一個(gè)質(zhì)量為的小球，將桿水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系統(tǒng)恰好處于平衡狀態(tài)。已知左側(cè)斜面與水平面成角，則左側(cè)斜面對(duì)桿支持力的大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】對(duì)輕桿和小球組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，如圖設(shè)左側(cè)斜面對(duì)桿AB支持力的大小為，由平衡條件有得故選B。10.（2022年廣東卷第1題）圖是可用來(lái)制作豆腐石磨。木柄靜止時(shí)，連接的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)、和分別表示三根繩的拉力大小，且。下列關(guān)系式正確的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】以點(diǎn)為研究對(duì)象，受力分析如圖由幾何關(guān)系可知由平衡條件可得聯(lián)立可得故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D?？枷蛩娜σ陨献饔孟碌撵o態(tài)平衡問(wèn)題11.（2023年江蘇卷第7題）如圖所示，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器靜止在月球平坦表面處。已知探測(cè)器質(zhì)量為m，四條腿與豎直方向的夾角均為θ，月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的。每條腿對(duì)月球表面壓力的大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】對(duì)“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器受力分析有FN=mg月則對(duì)一條腿有根據(jù)牛頓第三定律可知每條腿對(duì)月球表面的壓力為。故選D12.（2022年浙江6月卷第10題）如圖所示，一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同的斜桿垂直，兩斜桿夾角°。一重為的物體懸掛在橫桿中點(diǎn)，則每根斜桿受到地面的（）A.作用力為 B.作用力為C.摩擦力為 D.摩擦力為【答案】B【解析】設(shè)斜桿的彈力大小為，以水平橫桿和重物為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得解得以其中一斜桿為研究對(duì)象，其受力如圖所示可知每根斜桿受到地面的作用力應(yīng)與平衡，即大小為，每根斜桿受到地面的摩擦力為B正確，ACD錯(cuò)誤；故選B。13.（2022年湖南卷第5題）2022年北京冬奧會(huì)跳臺(tái)滑雪空中技巧比賽場(chǎng)地邊，有一根系有飄帶的風(fēng)力指示桿，教練員根據(jù)飄帶的形態(tài)提示運(yùn)動(dòng)員現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力的情況。若飄帶可視為粗細(xì)一致的勻質(zhì)長(zhǎng)繩，其所處范圍內(nèi)風(fēng)速水平向右、大小恒定且不隨高度改變。當(dāng)飄帶穩(wěn)定時(shí)，飄帶實(shí)際形態(tài)最接近的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)風(fēng)速度為，取飄帶上任意長(zhǎng)度為（趨近于0）的質(zhì)量為，飄帶寬度為，則該部分飄帶的重力和所受風(fēng)力分別為，則重力與風(fēng)力的的合力與豎直方向的夾角為整理可得任意長(zhǎng)度為的飄帶重力相等，所受風(fēng)力的大小相等，則恒定，則飄帶為一條傾斜的直線(xiàn)，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A?？枷蛭暹B接體靜態(tài)平衡問(wèn)題14.（2023年湖北卷第11題）某同學(xué)利用測(cè)質(zhì)量的小型家用電子秤，設(shè)計(jì)了測(cè)量木塊和木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。如圖（a）所示，木板和木塊A放在水平桌面上，電子秤放在水平地面上，木塊A和放在電子秤上的重物B通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩相連。調(diào)節(jié)滑輪，使其與木塊A間的輕繩水平，與重物B間的輕繩豎直。在木塊A上放置n（）個(gè)砝碼（電子秤稱(chēng)得每個(gè)砝碼的質(zhì)量為），向左拉動(dòng)木板的同時(shí)，記錄電子秤的對(duì)應(yīng)示數(shù)m。（1）實(shí)驗(yàn)中，拉動(dòng)木板時(shí)__________（填“必須”或“不必”）保持勻速。（2）用和分別表示木塊A和重物B的質(zhì)量，則m和所滿(mǎn)足的關(guān)系式為_(kāi)_________。（3）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制出圖像，如圖（b）所示，可得木塊A和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)_________（保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?不必②.③.0.40【解析】（1）[1]木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力與兩者之間的相對(duì)速度無(wú)關(guān)，則實(shí)驗(yàn)拉動(dòng)木板時(shí)不必保持勻速；（2）[2]對(duì)木塊、砝碼以及重物B分析可知解得（3）[3]根據(jù)結(jié)合圖像可知?jiǎng)tμ=0.4015.（2022年浙江1月卷第7題）如圖所示，水平放置的電子秤上有一磁性玩具，玩具由啞鈴狀物件P和左端有玻璃擋板的凹形底座Q構(gòu)成，其重量分別為和。用手使P的左端與玻璃擋板靠近時(shí)，感受到P對(duì)手有靠向玻璃擋板的力，P與擋板接觸后放開(kāi)手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)（即P和Q的其余部分均不接觸），P與Q間的磁力大小為F。下列說(shuō)法正確的是（）A.Q對(duì)P的磁力大小等于B.P對(duì)Q的磁力方向豎直向下C.Q對(duì)電子秤的壓力大小等于＋FD.電子秤對(duì)Q的支持力大小等于＋【答案】D【解析】AB．由題意可知，因手使P的左端與玻璃擋板靠近時(shí)，感受到P對(duì)手有靠向玻璃擋板的力，即Q對(duì)P有水平向左的磁力；P與擋板接觸后放開(kāi)手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)，則說(shuō)明Q對(duì)P有豎直向上的磁力，則Q對(duì)P的磁力方向斜向左上方向，其磁力F大小大于，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD．對(duì)PQ整體受力分析，豎直方向電子秤對(duì)Q的支持力大小等于＋，即Q對(duì)電子秤的壓力大小等于＋，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。一、三種力1．重力(1)注意：重力不是萬(wàn)有引力，而是萬(wàn)有引力豎直向下的一個(gè)分力．(2)重心：物體的各部分都受到重力的作用，可認(rèn)為重力集中作用于一點(diǎn)，即物體的重心．①影響重心位置的因素：物體的幾何形狀；物體的質(zhì)量分布．②不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法：懸掛法．注意：重心的位置不一定在物體上．2．彈力定義：發(fā)生形變的物體，要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生的力的作用．3．彈力大小的計(jì)算(1)應(yīng)用胡克定律F＝kx計(jì)算彈簧的彈力．注意：x表示形變量．(2)物體靜止或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，用共點(diǎn)力平衡條件來(lái)計(jì)算彈力．(3)物體不處于平衡狀態(tài)時(shí)可應(yīng)用牛頓第二定律計(jì)算彈力．4．輕繩、輕桿、彈性繩和輕彈簧的比較輕繩輕桿彈性繩輕彈簧圖示受外力作用時(shí)形變的種類(lèi)拉伸形變拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變拉伸形變拉伸形變、壓縮形變受外力作用時(shí)形變量大小微小，可忽略微小，可忽略較大，不可忽略較大，不可忽略彈力方向沿著繩，指向繩收縮的方向既能沿著桿，也可以與桿成任意角度沿著繩，指向繩收縮的方向沿著彈簧，指向彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的方向5．“活結(jié)”與“死結(jié)”、“動(dòng)桿”與“定桿”活結(jié)：當(dāng)繩繞過(guò)光滑的滑輪或掛鉤時(shí)，繩上的力是相等的，即滑輪只改變力的方向，不改變力的大小，如圖甲，滑輪B兩側(cè)繩的拉力大小相等．死結(jié)：若結(jié)點(diǎn)不是滑輪，而是固定點(diǎn)時(shí)，稱(chēng)為“死結(jié)”結(jié)點(diǎn)，則兩側(cè)繩上的彈力大小不一定相等，如圖乙，結(jié)點(diǎn)B兩側(cè)繩的拉力大小不相等．動(dòng)桿：若輕桿用光滑的轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接，當(dāng)桿平衡時(shí)，桿所受到的彈力方向一定沿著桿，否則桿會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)．如圖乙所示，若C為轉(zhuǎn)軸，則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中，彈力方向始終沿桿的方向．定桿：若輕桿被固定，不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則桿受到的彈力方向不一定沿桿的方向，如圖甲所示．6．摩擦力方向：與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反．7．摩擦力大小(1)滑動(dòng)摩擦力：Ff＝μFN，μ為動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)靜摩擦力：0<F≤Fmax.二、共點(diǎn)力的合成與分解1．合力與分力關(guān)系：合力與分力是等效替代關(guān)系．2．力的合成的運(yùn)算法則①平行四邊形定則：求兩個(gè)互成角度的分力的合力，可以用表示這兩個(gè)力的有向線(xiàn)段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線(xiàn)就表示合力的大小和方向．如圖甲所示，F(xiàn)1、F2為分力，F(xiàn)為合力．②三角形定則：把兩個(gè)矢量的首尾順次連接起來(lái)，第一個(gè)矢量的起點(diǎn)到第二個(gè)矢量的終點(diǎn)的有向線(xiàn)段為合矢量．如圖乙所示，F(xiàn)1、F2為分力，F(xiàn)為合力．3．力的正交分解法三、一對(duì)平衡力與作用力和反作用力的比較名稱(chēng)項(xiàng)目一對(duì)平衡力作用力和反作用力作用對(duì)象同一個(gè)物體兩個(gè)相互作用的不同物體作用時(shí)間不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失力的性質(zhì)不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消四、受力分析的三個(gè)技巧1.不要把研究對(duì)象所受的力與研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力混淆．2.除了根據(jù)力的性質(zhì)和特點(diǎn)進(jìn)行判斷，假設(shè)法是判斷彈力、摩擦力的有無(wú)及方向的常用方法．3.善于轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，尤其是在彈力、摩擦力的方向不易判定的情形中，可以分析與其接觸物體的受力，再應(yīng)用牛頓第三定律判定．五、共點(diǎn)力的平衡條件及應(yīng)用1．共點(diǎn)力的平衡(1)平衡狀態(tài)：物體靜止或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．(2)平衡條件：F合＝0或Fx＝0，F(xiàn)y＝0.(3)常用推論①若物體受n個(gè)作用力而處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個(gè)力與其余(n－1)個(gè)力的合力大小相等、方向相反．②若三個(gè)共點(diǎn)力的合力為零，則表示這三個(gè)力的有向線(xiàn)段首尾相接組成一個(gè)封閉三角形．2．處理共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的基本思路確定平衡狀態(tài)(加速度為零)→巧選研究對(duì)象(整體法或隔離法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作討論．求解共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的常用方法：（1）．合成法：一個(gè)力與其余所有力的合力等大反向，常用于非共線(xiàn)三力平衡．（2）．正交分解法：Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0，常用于多力平衡．（3）．矢量三角形法：把表示三個(gè)力的有向線(xiàn)段構(gòu)成一個(gè)閉合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形．1．（2024·安徽池州·二模）某興趣小組研究發(fā)現(xiàn)最大靜摩擦力的大小也與兩物體間的正壓力成正比，查閱資料得知其比例系數(shù)稱(chēng)為靜摩擦因數(shù)。如圖所示，一只螞蟻在半球形碗底想要爬出碗內(nèi)，但它緩慢爬行能達(dá)到的最大高度恰好只有碗的半徑的0.2倍，假設(shè)碗內(nèi)各處的靜摩擦因數(shù)相同，則螞蟻與碗之間的靜摩擦因數(shù)為（）A.0.2 B.0.8C.0.75 D.【答案】C【解析】設(shè)碗的半徑為R，螞蟻在最大高度處，螞蟻受重力mg、支持力FN、摩擦力f作用，如圖與球心的連線(xiàn)與水平方向夾角為θ，則有即螞蟻在最大高度處處于平衡狀態(tài)則靜摩擦因數(shù)故選C。2．（2024·北京首都師大附中·三模）如圖所示，木塊A、B分別重50N和60N，它們與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.20，夾在A、B之間的彈簧被壓縮了1cm，彈簧的勁度系數(shù)為400N/m，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng)（可認(rèn)為木塊與水平地面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。現(xiàn)用的水平拉力作用在木塊B上，此時(shí)木塊A、B所受摩擦力分別記為和，彈簧彈力大小為，則（）A.B.的方向水平向左C.D.【答案】C【解析】C．未加F時(shí)，木塊AB受力平衡，所受靜摩擦力等于彈簧的彈力，彈簧彈力為F1=kx=400N/m×0.01m=4NB木塊與地面間的最大靜摩擦力A木塊與地面間的最大靜摩擦力施加F后，對(duì)木塊B有木塊B仍然靜止，受摩擦力仍為靜摩擦力，其大小fB=F+F1=2N+4N=6N方向水平向左，故C正確；D．因?yàn)锳B仍然靜止，故彈簧彈力不變，故D錯(cuò)誤；AB．施加2N的F之后，木塊A仍然靜止，所受摩擦力仍為靜摩擦力，大小為fA=F1=4N方向水平向右，故AB錯(cuò)誤。故選C。3．（2024·福建省三明市·一模）如圖所示，質(zhì)量為M的斜面置于水平面上，斜面傾角為30°，一根輕繩穿過(guò)光滑固定的定滑輪，繩的兩端分別與A、B兩光滑小球相連，與A相連的部分繩保持豎直，與B相連的右側(cè)部分繩與斜面夾角為37°，A的質(zhì)量為m，，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。斜面對(duì)A的支持力為_(kāi)________N；B的質(zhì)量為_(kāi)________；地面對(duì)斜面的支持力_________A、B和斜面的總重力（填“大于”、“等于”或“小于”）?！敬鸢浮竣?0②.③.小于【解析】[1]根據(jù)題意，對(duì)小球A受力分析可知，由于小球A處于平衡狀態(tài)，則小球A受重力和繩子的拉力，斜面對(duì)A的支持力為0。[2]對(duì)小球B受力分析，如圖所示由平衡條件有解得[3]以整體為對(duì)象，因?yàn)槔K對(duì)小球A有向上的拉力，繩對(duì)小球B有斜向左上的拉力，所以水平面對(duì)斜面的支持力一定小于整體的總重力。4．（2024·廣東4月名校聯(lián)考）在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中使用的器材有：木板、白紙、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細(xì)線(xiàn)和圖釘若干。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：①用圖釘將白紙固定在水平木板上。②將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線(xiàn)也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測(cè)力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌?dòng)兩個(gè)測(cè)力計(jì)，小圓環(huán)停止時(shí)由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力和的大小，并___________。（多選，填正確答案標(biāo)號(hào)）A.用刻度尺量出橡皮條的長(zhǎng)度B.用刻度尺量出兩細(xì)線(xiàn)的長(zhǎng)度C.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置D.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線(xiàn)的方向③撤掉一個(gè)測(cè)力計(jì)，用另一個(gè)測(cè)力計(jì)把小圓環(huán)拉到_________，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力的大小，沿細(xì)線(xiàn)標(biāo)記此時(shí)的方向。④選擇合適標(biāo)度，由步驟②的結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作和的合成圖，得出合力的大小和方向；按同一標(biāo)度在白紙上畫(huà)出力的圖示。⑤比較和的________，從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則?！敬鸢浮竣?CD##DC②.相同位置③.大小和方向【解析】②[1]將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線(xiàn)也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測(cè)力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌?dòng)兩個(gè)測(cè)力計(jì)，小圓環(huán)停止時(shí)由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力和的大小，還需要用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置以及用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線(xiàn)的方向。故選CD。③[2]撤掉一個(gè)測(cè)力計(jì)，用另一個(gè)測(cè)力計(jì)把小圓環(huán)拉到相同位置，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力的大小，沿細(xì)線(xiàn)標(biāo)記此時(shí)的方向；⑤[3]比較和的大小和方向，從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。5．（2024·海南省四校聯(lián)考）如圖，物體A、B相對(duì)靜止，共同沿粗糙斜面勻速下滑，若默認(rèn)最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.A與B之間可能沒(méi)有摩擦力B.B受到斜面的滑動(dòng)摩擦力大于C.B與斜面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)D.A與B的滑動(dòng)摩擦因數(shù)一定等于B與斜面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)【答案】B【解析】BC．對(duì)AB整體，受力情況如圖所示由共點(diǎn)力平衡條件得滑動(dòng)摩擦力為由以上三式可以解得故B正確，C錯(cuò)誤；AD．對(duì)A物體，受力情況如圖所示由共點(diǎn)力平衡條件可得滑動(dòng)摩擦力為又有fmax≥fA聯(lián)立以上等式和不等式可解得μAB≥tanθ＝μ故AD錯(cuò)誤。故選C。6．（2024·河北省金科大聯(lián)考·二模）如圖所示，完全相同的a、b兩小球用輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)1，2懸掛在天花板上，現(xiàn)用一水平拉力F作用在b球上，a、b再次靜止時(shí)，細(xì)線(xiàn)1與豎直方向的夾角為，細(xì)線(xiàn)2與豎直方向夾角為，則等于（）A. B. C. D.【答案】A【解析】對(duì)b球，根據(jù)平衡條件及力的平行四邊形法則可知把兩球以及它們間的連線(xiàn)看成整體，根據(jù)平衡條件及力的平行四邊形法則可知?jiǎng)t=故選A。7．（2024·河北·三模）（多選）取碗夾是一種用于夾取碗或者其他容器廚房用具，如圖甲所示。某人用取碗夾夾取質(zhì)量為m的碗，碗靜止于空中，其簡(jiǎn)化示意圖如圖乙所示，碗一側(cè)可認(rèn)為是傾角為的斜面，取碗夾對(duì)碗的彈力方向與該斜面垂直，重力加速度大小為g，則碗受力情況正確的是（）A.取碗夾對(duì)碗的彈力大小為 B.取碗夾對(duì)碗的彈力大小為C.取碗夾對(duì)碗的摩擦力大小為 D.取碗夾對(duì)碗的摩擦力大小為【答案】BC【解析】AB．碗處于平衡狀態(tài)，受到重力、碗夾的彈力和摩擦力，根據(jù)平衡條件可知A錯(cuò)誤，B正確；CD．同理可知，碗受到的摩擦力C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。8．（2024·江蘇省4月大聯(lián)考）如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平面上，B置于斜面上，通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與A相連接，連接B的一段細(xì)繩與斜面平行，A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)。則（）A.B受到C的摩擦力一定不為零B.C受到水平面的摩擦力一定不為零C.水平面對(duì)C的摩擦力方向可能向右D.水平面對(duì)C的支持力大于B、C的總重力【答案】B【解析】A．當(dāng)B的重力沿斜面向下的分力等于繩子的拉力時(shí)，B不受摩擦力，當(dāng)B的重力沿斜面向下的分力不等于繩子的拉力時(shí)，B受摩擦力，所以B受到C的摩擦力不一定為零，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；BC．以BC組成的整體為研究對(duì)象，分析受力，畫(huà)出力圖如圖所示由平衡條件，水平面對(duì)C的摩擦力為方向水平向左，故B正確，C錯(cuò)誤；D．由之前的分析可知，豎直方向有解得故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。9．（2024·內(nèi)蒙古呼和浩特市·一模）如圖所示，在傾角為的玻璃棚上放有一質(zhì)量為m的物體A，連接在豎直墻壁上O點(diǎn)的細(xì)繩拴住物體A起保護(hù)作用，細(xì)繩剛好伸直且細(xì)繩質(zhì)量不計(jì)，與玻璃棚的夾角，若由于下雨等因素導(dǎo)致物體A與玻璃棚之間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小為，導(dǎo)致細(xì)繩張緊且物體A受到的靜摩擦力達(dá)到最大，此時(shí)細(xì)繩上拉力的大小T及物體所受摩擦力的大小f，重力加速度為，則：（）A. B.C. D.【答案】A【解析】對(duì)物體受力分析，則沿斜面方向垂直斜面方向其中解得故選A。10．（2024·陜西省商洛市·二模）彈簧是生活中比較常見(jiàn)的物體。實(shí)驗(yàn)室中有五根一模一樣的彈簧，某同學(xué)想測(cè)量這批彈簧的勁度系數(shù)，將彈簧等間距懸掛在水平鐵架臺(tái)上，如圖甲所示，1號(hào)彈簧不掛鉤碼，2號(hào)彈簧掛1個(gè)鉤碼，3號(hào)彈簧掛2個(gè)鉤碼，依此類(lèi)推，鉤碼的質(zhì)量均相同。固定在彈簧下端的輕指針