2025版高考物理考點題型歸納總結(jié)（含答案）考點9　受力分析　共點力的平衡

考點9受力分析共點力的平衡強基固本對點練知識點1受力分析1．如圖所示，一質(zhì)量為0.3kg的白板擦靜止在豎直磁性白板上，現(xiàn)給白板擦一個恒定的水平推力4.0N，重力加速度g取10m/s2，則推力作用后()A．白板擦可能做水平方向勻速直線運動B．白板擦可能做勻加速直線運動C．白板擦受到的摩擦力大小為5.0ND．白板擦共受6個力2．如圖所示，M、N兩物體疊放在一起，在恒力F作用下，一起沿豎直墻向上做勻加速直線運動，則關(guān)于兩物體受力情況的說法正確的是()A．物體M一定受到5個力B．物體N可能受到4個力C．物體M與墻之間一定有彈力和摩擦力D．物體M與N之間一定有摩擦力3．如圖所示，質(zhì)量為m的物體A放在質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面B上，斜面B置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物體A，使其沿斜面向下勻速運動，斜面B始終靜止不動，則下列說法中不正確的是()A．斜面B相對地面有向左運動的趨勢B．地面對斜面B的靜摩擦力大小為FcosθC．地面對斜面B的支持力大小為(M＋m)g＋FsinθD．斜面B與物體A間的動摩擦因數(shù)為tanθ知識點2共點力的平衡條件及應(yīng)用4．[2023·江蘇卷]如圖所示，“嫦娥五號”探測器靜止在月球平坦表面處．已知探測器質(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eq\f(1,6).每條腿對月球表面壓力的大小為()A．eq\f(mg,4)B．eq\f(mg,4cosθ)C．eq\f(mg,6cosθ)D．eq\f(mg,24)5．[2023·廣東卷]如圖所示，可視為質(zhì)點的機器人通過磁鐵吸附在船舷外壁面檢測船體．壁面可視為斜面，與豎直方向的夾角為θ.船和機器人保持靜止時，機器人僅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面．下列關(guān)系式正確的是()A．Ff＝GB．F＝FNC．Ff＝Gcosθ D．F＝Gsinθ6．[2024·湖南省湖湘教育協(xié)作體聯(lián)考]某同學(xué)研究小蟲子在一圓柱體上的運動，將一只小蟲子置于水平放置的圓柱體頂部A，蟲子在一圓柱體上緩緩爬行，圓柱體的半徑比蟲子大得多，θ＝30°；多次觀察發(fā)現(xiàn)：小蟲子在B點上方時可以正常爬行，一旦由上往下過了B點便會滑落，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，動摩擦因數(shù)為μ，蟲子質(zhì)量為m，蟲子在B點時對圓柱體的壓力為FN，則()A．μ＝eq\f(3,2)B．μ＝eq\r(3)C．FN＝eq\f(\r(3),3)mgD．FN＝eq\f(1,2)mg7．如圖甲所示，用瓦片做屋頂是我國建筑特色之一．屋頂部分結(jié)構(gòu)如圖乙所示，橫截面為圓弧的瓦片靜置在兩根相互平行的椽子正中間．已知椽子間距離為d，與水平面夾角均為θ，瓦片質(zhì)量為m，圓弧半徑為d，忽略瓦片厚度，重力加速度為g，則每根椽子對瓦片的支持力大小為()A．eq\f(1,2)mgB．eq\f(1,2)mgcosθC．eq\f(\r(3),3)mgcosθD．mgcosθ8．如圖所示是一豎直固定的光滑圓環(huán)，中央有孔的小球P和Q套在環(huán)上，由伸直的細繩連接，它們恰好能在圓環(huán)上保持靜止狀態(tài)．已知小球Q的質(zhì)量為m，O、Q連線水平，細繩與水平方向的夾角為30°，重力加速度為g.則()A．細繩對Q球的拉力大小為mgB．環(huán)對Q球的支持力大小為eq\f(\r(3),3)mgC．P球的質(zhì)量為2mD．環(huán)對P球的支持力大小為eq\r(3)mg9．(多選)如圖所示，傾斜直桿的左端固定在水平地面上，與地面成θ角，桿上穿有質(zhì)量為m的小球a和輕質(zhì)環(huán)b，兩者通過一條細繩跨過定滑輪相連接．當a、b靜止時，Oa段繩與桿的夾角也為θ，不計一切摩擦，重力加速度為g.則下列說法正確的是()A．a(chǎn)受桿的彈力方向垂直桿向上B．桿對a的支持力大小為eq\f(mgcosθ,cos2θ)C．繩對a的拉力大小為mgtan2θD．b受到桿的彈力大小為mgtanθ知識點3“活結(jié)”與“死結(jié)”“動桿”與“定桿”10．如圖所示，水平輕桿BC固定，細繩AD跨過BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M的物體，靜止時∠ACB＝30°，重力加速度為g，下列說法正確的是()A．細繩AC段的張力FTAC＝2MgB．輕桿BC對輕質(zhì)定滑輪的彈力FC＝Mg，方向沿BC指向右側(cè)C．若BC桿左端用鉸鏈固定在豎直墻壁上，另一端C通過細繩AC拉住，則輕桿BC對輕質(zhì)定滑輪的彈力FC＝Mg，方向沿BC指向右側(cè)D．若BC桿左端用鉸鏈固定在豎直墻壁上，另一端C通過細繩AC拉住，則細繩AC段的張力FTAC＝2Mg11．(多選)如圖所示，輕桿AB的左端用鉸鏈與豎直墻壁連接，輕桿CD的左端固定在豎直墻上，圖甲中兩輕繩分別掛著質(zhì)量為m1、m2的物體，另一端系于B點，圖乙中兩輕繩分別掛著質(zhì)量為m3、m4的物體，另一端系于D點．四個物體均處于靜止狀態(tài)，圖中輕繩OB、O′D與豎直方向的夾角均為θ＝30°，下列說法一定正確的是()A．m1∶m2＝1∶1B．m1∶m2＝2∶eq\r(3)C．m3∶m4＝2∶eq\r(3)D．m3、m4的關(guān)系不能確定培優(yōu)提能模擬練12．[2024·九省聯(lián)考貴州卷]如圖，一小型卡車行駛在平直公路上，車上裝有三個完全相同、質(zhì)量均為m的光滑圓柱形勻質(zhì)物體，A、B水平固定，C自由擺放在A、B之上．當卡車以某一恒定的加速度剎車時，C對A的壓力恰好為零，已知重力加速度大小為g，則C對B的壓力大小為()A．eq\f(\r(3),3)mgB．eq\f(2\r(3),3)mgC．eq\r(3)mgD．2mg13．[2024·河北省百師聯(lián)盟聯(lián)考]如圖所示，小球A和B套在光滑水平桿上，兩球間連接輕彈簧，A、B分別通過長度相等的輕繩一起吊起質(zhì)量為300g的小球C，當兩繩與水平桿的夾角為37°時恰好處于平衡狀態(tài)，此時彈簧壓縮了2cm.已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2.彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)為()A．200N/mB．100N/mC．50N/mD．1N/m14．[2024·湖南省永州市第一次質(zhì)量檢測]如圖所示，半徑為R的半圓形光滑軌道固定在豎直平面內(nèi)，O為圓心，P為軌道最高點．中間有孔、質(zhì)量為m的小球穿過圓弧軌道，輕彈簧一端固定在P點，另一端與小球相連，小球在M點保持靜止，OM與OP夾角為θ＝60°.已知重力加速度為g，彈簧的勁度系數(shù)為k，則()A．小球受到兩個力的作用B．小球不可能有形變C．軌道對小球的彈力大小為0.6mgD．輕彈簧的原長為R－eq\f(mg,k)15．[2024·安徽合肥市素質(zhì)拓展訓(xùn)練]如圖，工地上常用夾鉗搬運磚塊．已知磚塊均為規(guī)格相同的長方體，每塊質(zhì)量為2.8kg，夾鉗與磚塊之間的動摩擦因數(shù)為0.56，磚塊之間的動摩擦因數(shù)為0.35，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2.搬運7塊磚時，夾鉗對磚塊豎直一側(cè)壁施加的壓力大小至少應(yīng)為()A．175NB．200NC．392N D．400N16．[2024·江蘇鹽城市聯(lián)盟校學(xué)情調(diào)研]如圖所示，質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上，通過最高點處大小不計的釘子用水平細線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B，重力加速度為g，則()A．A對地面的摩擦力方向向左B．A對地面的摩擦力方向向右C．細線對B的拉力大小為eq\f(r,R)mgD．A對B的支持力大小為mgeq\f(r＋R,R)17．[2024·云南昭通質(zhì)量檢測]如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在水平面上，連接輕滑輪的輕繩懸于O點，繞過輕滑輪的輕繩一端連接在物塊上，在另一端施加豎直向下的拉力F，O點和滑輪間的輕繩與豎直方向的夾角為θ＝30°，逐漸增大拉力F到物塊剛好要滑動．已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計滑輪的摩擦，則滑輪和物塊間的輕繩與豎直方向的夾角α及當物塊剛好滑動時拉力F的大小分別為()A．45°eq\f(mg,2\r(3)＋1)B．45°eq\f(2mg,2\r(3)＋1)C．60°eq\f(mg,2\r(3)＋1)D．60°eq\f(2mg,2\r(3)＋1)18．[2024·江西省南昌市五地聯(lián)考]如圖，“V形”對接的斜面P、Q固定在水平面上，兩斜面與水平面夾角均為θ＝60°，其中P斜面粗糙，Q斜面光滑，兩個質(zhì)量均為m的小滑塊a、b通過輕桿分別靜止在P、Q上，滑塊與輕桿間連有鉸鏈，輕桿垂直于斜面P，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.下列說法正確的是()A．輕桿對a的彈力表現(xiàn)為拉力B．輕桿對a的彈力方向與P不垂直C．輕桿對b的彈力大小為eq\f(\r(3),2)mgD．斜面P對a的摩擦力大小為eq\f(\r(3),2)mg19．[2024·河南省普高聯(lián)考]某小組設(shè)計實驗，利用手中的氫氣球測量風力和氣球所受浮力的大?。畬①|(zhì)量為m的重物懸掛在O點，在水平風力，豎直浮力和繩的拉力作用下，氣球處于靜止狀態(tài)，如圖所示．經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)上段細繩與豎直方向夾角、下段細繩與水平方向的夾角均為30°.已知氫氣球的質(zhì)量是M，重力加速度大小為g，則此時風力和浮力的大小分別是()A．eq\f(\r(3),2)mgeq\f(3,2)mg＋MgB．eq\f(3,2)mgeq\f(\r(3),2)mg＋MgC．eq\f(3,2)mg＋Mgeq\f(\r(3),2)mgD．eq\f(\r(3),2)mg＋Mgeq\f(3,2)mg20．[2024·湖北黃岡調(diào)研考試]中國燈籠又統(tǒng)稱為燈彩，是一種古老的漢族傳統(tǒng)工藝品，起源于2100多年前的西漢時期，是中國人喜慶的象征．為喜迎中秋佳節(jié)，某同學(xué)家門口掛起兩串燈籠，一串燈籠由五只完全相同的小燈籠組成，相鄰燈籠之間用等長細線連接，每個小燈籠受到的水平風力恒定且大小相等，穩(wěn)定時燈籠在空中的形態(tài)(示意圖)最接近的是()

考點9受力分析共點力的平衡1．答案：B解析：水平推力作用后，重力與推力的合力為5N，白板擦不可能做水平方向運動．若最大靜摩擦力大于5N，則白板擦靜止，若最大靜摩擦力小于5N，則沿重力與推力的合力方向做勻加速直線運動，A錯誤，B正確；此時摩擦力大小與彈力成正比，具體大小未知，C錯誤；推力作用后，白板擦共受重力、彈力、摩擦力、推力、磁力5個力，D錯誤．2．答案：D解析：M、N兩物體一起向上做勻加速直線運動，則合力向上．對M、N整體進行受力分析，受到重力和F；墻對M沒有彈力，否則合力不能向上，也就不可能有摩擦力，C錯誤；對N進行受力分析可得：N受到重力，M對N的支持力，這兩個力的合力不能向上，所以還受到M對N向上的靜摩擦力，共3個力，B錯誤，D正確；對M進行受力分析可得：M受到重力、推力F，N對M的壓力以及N給M沿斜面向下的靜摩擦力，一共4個力，A錯誤．3．答案：D解析：對物體A進行受力分析如圖所示根據(jù)平衡條件有f1＝μN1＝mgsinθ＋F，N1＝mgcosθ，解得μ＝tanθ＋eq\f(F,mgcosθ)，D錯誤；對A、B整體進行受力分析如圖所示根據(jù)平衡條件有f2＝Fcosθ，N2＝（m＋M）g＋Fsinθ，可知，斜面B受到地面水平向右的靜摩擦力，大小為Fcosθ，B相對地面有向左運動的趨勢，地面對斜面B的支持力大小為（M＋m）g＋Fsinθ，A、B、C正確．4．答案：D解析：對“嫦娥五號”探測器受力分析有FN＝mg月，則對一條腿有FN1＝eq\f(1,4)mg月＝eq\f(mg,24)，根據(jù)牛頓第三定律可知每條腿對月球表面的壓力大小為eq\f(mg,24).故選D.5．答案：C解析：eq\a\vs4\al()eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1(沿斜面方向：Ff＝Gcosθ,垂直斜面方向：F＝FN＋Gsinθ))→eq\a\vs4\al\co1(C對，,ABD錯)6．答案：BD解析：如圖所示當小蟲子位于B點時剛好達到最大靜摩擦力，F(xiàn)N＝mgsinθ＝eq\f(1,2)mg，f＝μFN，f＝mgcosθ＝eq\f(\r(3),2)mg，解得μ＝eq\r(3)，B、D正確．7．答案：C解析：根據(jù)題意，垂直于斜面的截面圖及受力分析如圖所示根據(jù)受力平衡并結(jié)合幾何關(guān)系，可得2Ncos30°＝mgcosθ，解得N＝eq\f(\r(3),3)mgcosθ，C正確．8．答案：C解析：對Q球受力分析，如圖所示，由平衡條件可知，在豎直方向上有Fsin30°＝mg，在水平方向上有Fcos30°＝FQ，聯(lián)立解得F＝2mg，F(xiàn)Q＝eq\r(3)mg，A、B錯誤；設(shè)P球的質(zhì)量為M，對P球受力分析，如圖所示，在水平方向上有F′cos30°＝FPsin30°，在豎直方向上有FPcos30°＝Mg＋F′sin30°，F(xiàn)′＝F，聯(lián)立解得M＝2m，F(xiàn)P＝2eq\r(3)mg，C正確，D錯誤．9．答案：AD解析：當a、b靜止時，受力分析如圖所示對a由平衡條件可得N1＋Fsinθ＝mgcosθ，mgsinθ＝Fcosθ，聯(lián)立解得N1＝eq\f(mg（1－2sin2θ）,cosθ)＝eq\f(mgcos2θ,cosθ)，F(xiàn)＝mgtanθ，A正確，B、C錯誤；對b分析，由平衡條件可知，b受到桿的彈力大小為N2＝F＝mgtanθ，D正確．10．答案：D解析：水平輕桿BC為“定桿”，細繩AD跨過BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M的物體，定滑輪為“活結(jié)”，滑輪兩側(cè)輕繩中拉力相等，所以細繩AC段的張力FTAC＝Mg，A錯誤；對定滑輪受力分析，由平衡條件可知，輕桿BC對輕質(zhì)定滑輪的彈力FC＝2Mgcos60°＝Mg，方向沿∠ACD的平分線指向C，B錯誤；若BC桿左端用鉸鏈固定在豎直墻壁上，則BC為“活桿”，另一端C通過細繩AC拉住，則輕桿BC中彈力方向沿輕桿方向，對輕桿端點C受力分析，由平衡條件可得tan30°＝eq\f(Mg,FC)，解得輕質(zhì)定滑輪的彈力FC＝eq\f(Mg,tan30°)＝eq\r(3)Mg，方向沿BC指向右側(cè)，C錯誤；由sin30°＝eq\f(Mg,FTAC)，解得細繩AC段的張力FTAC＝2Mg，D正確．11．答案：BD解析：圖甲中，OB繩的張力為T＝m1g，由平衡條件可得m2g＝m1gcosθ，則m1∶m2＝2∶eq\r(3)，A錯誤，B正確；CD桿固定在墻上，桿的彈力方向不確定，則m3、m4的比例不確定，C錯誤，D正確．12．答案：B解析：卡車以某一恒定的加速度剎車時，其加速度水平向左，則C所受的合力水平向左，而C對A的壓力恰好為零，則C只受重力和B對C的支持力，由豎直方向平衡有NBCsin60°＝mg解得B球?qū)球的支持力為NBC＝eq\f(2\r(3),3)mg由牛頓第三定律可知C對B的壓力大小為eq\f(2\r(3),3)mg；故選B.13．答案：B解析：對小球C受力分析可知mg＝2Tsin37°，對彈簧kx＝Tcos37°，解得k＝100N/m，B正確．14．答案：D解析：小球受重力、彈簧的彈力、導(dǎo)軌的彈力三個力作用，A錯誤；小球受到彈力作用，必定有反作用的彈力，小球一定有形變，B錯誤；軌道對小球的彈力方向與彈簧彈力的方向夾角為120°，且兩者都與豎直方向成60°角，根據(jù)對稱性可知，小球處于平衡狀態(tài)時軌道對小球的彈力大小為mg，C錯誤；同理可知，輕彈簧對小球的彈力大小也為mg，根據(jù)胡克定律可得，伸長量為Δx＝eq\f(mg,k)，所以輕彈簧原長為L0＝R－eq\f(mg,k)，D正確．15．答案：B解析：先將7塊磚當作整體受力分析，豎直方向受重力、靜摩擦力，二力平衡，有2μ1F≥7mg，則有F≥175N，再考慮除最外側(cè)兩塊磚的里面5塊磚，受力分析，豎直方向受重力、靜摩擦力，二力平衡，有2μ2F≥5mg，則有F≥200N，解得F≥200N，B正確．16．答案：D解析：對A、B整體受力分析，相對地面無滑動趨勢，故A不受地面的摩擦力，則A對地面無摩擦力，A、B錯誤；對B受力分析，如圖所示．根據(jù)平衡條件可得F＝eq\f(mg,cosθ)，F(xiàn)T＝mgtanθ，其中cosθ＝eq\f(R,R＋r)，tanθ＝eq\f(\r(（R＋r）2－R2),R)＝eq\f(\r(2Rr＋r2),R)，聯(lián)立解得A對B的支持力大小為F＝mgeq\f(r＋R,R)，細線對B的拉力大小為FT＝mgeq\f(\r(2Rr＋r2),R)，C錯誤，D正確．17．答案：D解析：分析滑輪受力，根據(jù)力的平衡條件及對稱性