2022-2024年高考物理試題分類匯編：物體平衡（含解析）

三年真題

4<05物體平衡

宜每冒債。麴題制

考點(diǎn)三年考情（2022-2024）命題趨勢(shì)

2024年1月浙江選考卷：連接體平衡；

2024高考湖北卷：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方向勻速前進(jìn)。

2024高考全國(guó)理綜甲卷:將重物從高層樓房的窗

外運(yùn)到地面。

2023高考江蘇卷：“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器靜止在月

1.物體平衡中高考考查頻率較高的

考點(diǎn)1靜態(tài)平球平坦表面處。

知識(shí)主要是靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡。

衡2023年6月高考浙江選考:水平面上固定兩排平

2.靜態(tài)平衡包括單體靜態(tài)平衡、結(jié)

（5年5考）行的半圓柱體上疊加圓柱體。

點(diǎn)靜態(tài)平衡和連接體靜態(tài)平衡。靜

2022年高考廣東卷：制作豆腐的石磨，三根輕繩

態(tài)平衡一般與力學(xué)中三種力、力的

的結(jié)點(diǎn)平衡。

分解等知識(shí)點(diǎn)綜合考查。

2022高考遼寧物理卷:蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛

3.動(dòng)態(tài)平衡一般難度較大，可以利

在水管上，三根細(xì)線的結(jié)點(diǎn)平衡。

用解析法、動(dòng)態(tài)平衡矢量圖法等分

2022年6月浙江選考:輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地

析解答。

面上平衡。

2022高考河北卷：）如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將

考點(diǎn)2動(dòng)態(tài)平一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的尸點(diǎn)，將木板以

衡底邊腑為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平。

（5年3考）2023高考海南卷:工人利用滑輪組將重物緩慢提

起。

竊窗給綠。圍油送溫

考點(diǎn)01靜態(tài)平衡

1.（2024年1月浙江選考?6）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a、3

c和d,其中。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。己知小球A、B和配重P、Q質(zhì)量均為50g,細(xì)線c、d平行

且與水平成。=30。（不計(jì)摩擦），則細(xì)線a、b的拉力分別為（）

0.5NC.IN,1ND.IN,0.5N

【參考答案】D

【名師解析】由題意可知細(xì)線C對(duì)A的拉力和細(xì)線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a的拉力大小為Ta=（加人+加B）g=IN

設(shè)細(xì)線b與水平方向夾角為a,對(duì)A、B分析分別有

Tbsma+TcsinO=mAg

Tbcosa=Tdcos，

解得7；=0.5N,D正確。

2.（2024高考湖北卷）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方向勻速前進(jìn),

兩根水平纜繩與虛線的夾角均保持為30。。假設(shè)水對(duì)三艘船在水平方向的作用力大小均為了,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（）

Q

A.昱fB.fC.2/D.3/

33

【答案】B

【解析】

根據(jù)題意對(duì)S受力分析如圖

2Tcos30°=f

所以有

Q

則有

+Teos30。J=F2

解得

F=N

3

故選Bo

5.（10分）（2024高考全國(guó)理綜甲卷）

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)量加=42kg,重力加速度大小g=10m/s2,當(dāng)P

繩與豎直方向的夾角a=37°時(shí)，Q繩與豎直方向的夾角0=53°,（sin37°=0.6）

（1）求此時(shí)P、Q繩中拉力的大??；

（2）若開(kāi)始豎直下降時(shí)重物距地面的高度力=10m,求在重物下降到地面的過(guò)程中兩根繩子拉力對(duì)重物做

的總功。

【參考答案】（1）1200N,900N；（2）-4200J

解題思路本題考查的考點(diǎn)：平衡條件動(dòng)能定理

（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7；和馬,豎直方向

工cosa=mg+%cos/3

水平方向

T^sina=T2sin/3

聯(lián)立代入數(shù)值得

Tx=1200N,T2=900N

（2）整個(gè)過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理得

W+mgh=0

解得兩根繩子拉力對(duì)重物做的總功為

W=-4200J

4.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）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。月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的工。每

6

條腿對(duì)月球表面壓力的大小為（）

mg

Dn.---m--g-cmgD.

4cos。6cos。~24

【參考答案】D

【名師解析】

對(duì)“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器受力分析有FN=mg月

則對(duì)一條腿有穌1月=翳

根據(jù)牛頓第三定律可知每條腿對(duì)月球表面的壓力為整。D正確。

24

5.（2023年6月高考浙江選考科目）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，a、b為相切點(diǎn)，ZaOb=90°，半徑ob與重力的夾角為37。。已知sin37。=0,6，cos37°=0.8，

則圓柱體受到的支持力修、用大小為（）

A.F“=0.6G,Fb=QAG

B.Fa=OAG,Fh=0.6G

C.Fa=0.8G,Fb=0.6G

D.Fa=0.6G,Fh=0.8G

【參考答案】D

【名師解析】對(duì)圓柱體受力分析，畫(huà)出所受力的矢量圖，F(xiàn)o=mgsin37°=0.6G,Ffa=mgcos37°=0.8G,

D正確。

【方法歸納】對(duì)于受到三個(gè)力的平衡問(wèn)題，一般是對(duì)研究對(duì)象受力分析，畫(huà)出所受各力的矢量

圖，利用平行四邊形定則，得出三力矢量三角形，利用數(shù)學(xué)知識(shí)得出未知力的大小。

6.（2022?高考廣東物理）圖1是可用來(lái)制作豆腐的石磨。木柄Z5靜止時(shí)，連接的輕繩處于繃緊狀

態(tài)。。點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)、片和《分別表示三根繩的拉力大小，￡=月且2405=60。。下列關(guān)系式

正確的是（）

A.F=RB.F=2Frc.F=3F1D.F=6F]

【參考答案】D

【命題意圖】本題考查對(duì)結(jié)點(diǎn)的受力分析、平衡條件。

【解題思路】

以結(jié)點(diǎn)0為研究對(duì)象，分析受力，由平衡條件?？傻肍=2FiCOs3（T=JJFi，選項(xiàng)D正確。

7.（2022高考遼寧物理）如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。蛛絲（W、ON

與豎直方向夾角分別為a、隊(duì)a>的。用片、鳥(niǎo)分別表示0M、ON的拉力，則（）

A.片的豎直分力大于用的豎直分力

B.片的豎直分力等于8的豎直分力

C.片的水平分力大于己的水平分力

D.片的水平分力等于用的水平分力

【參考答案】D

【命題意圖】本題考查力的分解/物體平衡條件及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn).

【名師解析】

此題的模型屬于死結(jié),對(duì)結(jié)點(diǎn)。受力分析可得，水平方向片sina=8sin?

即尸2的水平分力等于F2的水平分力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；

對(duì)結(jié)點(diǎn)。受力分析可得，豎直方向￡cos（z+gcos￡=冽g,

/_mgsin尸-〃?gsina

1sin(a+/?)，2sin(a+,)

則凡的豎直分量耳=鱉警黑后的豎直分量量"〃'gs：ac?

sm（a+p）sin（a+p）

Fl的豎直分力F2y與Fl的豎直分力Fly之差

mgsmacos/5mgsin^cosamg(sinacos^-sin/3cosa)

Fzy-Fly-

sin(a+/3)sin(a+0)sin(a+P)

因sinacos/3-cosasin￡=sin(a一力)〉0

可知F2y＞耳",選項(xiàng)AB錯(cuò)誤。

8.（2022年6月浙江選考）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9=60。。一重為G的物體懸掛在橫桿中點(diǎn)，則每根斜桿受到地面的

作用力為:

A.作用力為B.

o6

C摩擦力為半G

D.摩擦力為G

8

【參考答案】B

【命題意圖】本題考查受力分析、物體平衡條件，力的分解及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

【解題思路】把輕質(zhì)曬衣架和重物看作整體，設(shè)每根斜桿受到地面的作用力為F,4Fcos300=G,解得

F=X-G,選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；把F沿水平方向和豎直方向分解，在水平方向，每根斜桿受到地面的

6

摩擦力f=Fcos60°=——G,CD錯(cuò)誤。

12

3.（2023高考河北卷）如圖，輕質(zhì)細(xì)桿AB上穿有一個(gè)質(zhì)量為加的小球C,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30。角，則左側(cè)斜面對(duì)桿AB支持力的大小

為（）

1

A.mgB.—mgc.5gD.—mg

【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

mg

設(shè)左側(cè)斜面對(duì)桿AB支持力的大小為義,由平衡條件有

NA=掰geos30°

得

zV3

NR=《mg

故選Bo

考點(diǎn)02動(dòng)態(tài)平衡

1.（2022高考河北）如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的P點(diǎn)，將木板以底邊仞V

為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)

程中（）

A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大

B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小

C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小

D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變

【參考答案】B

【命題意圖】本題考查物體動(dòng)態(tài)平衡及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

【名師解析】

設(shè)兩繩子對(duì)圓柱體的拉力的合力為T，木板對(duì)圓柱體的支持力為N,繩子與木板夾角為a,從右向左看如

在矢量三角形中，根據(jù)正弦定