熱點1　受力分析和共點力平衡-2025高考物理

熱點1受力分析和共點力平衡［分值：60分］1~10題每題6分，共60分1.(2024·廣西卷·2)工人卸貨時常利用斜面將重物從高處滑下。如圖，三個完全相同的貨箱正沿著表面均勻的長直木板下滑，貨箱各表面材質和粗糙程度均相同。若1、2、3號貨箱與直木板間摩擦力的大小分別為Ff1、Ff2和Ff3，則()A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3答案D解析根據滑動摩擦力的公式Ff=μFN，可知滑動摩擦力的大小與接觸面積無關，只與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關，由題可知三個貨箱各表面材質和粗糙程度均相同，壓力大小也相同，故摩擦力相同，即Ff1=Ff2=Ff3，故選D。2.(2023·山東卷·2)餐廳暖盤車的儲盤裝置示意圖如圖所示，三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上，下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子，取走一個盤子，穩(wěn)定后余下的正好升高補平。已知單個盤子的質量為300g，相鄰兩盤間距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內，每根彈簧的勁度系數為()A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/m答案B解析由題知，取走一個盤子，穩(wěn)定后余下的盤子正好升高補平，則說明一個盤子的重力可以使三根彈簧發(fā)生形變的形變量恰好等于相鄰兩盤間距，則有mg=3kx，解得k=100N/m，故選B。3.(2024·河北衡水市一模)圖甲為簡易壁掛盆架，圖乙為其側視圖。該盆架可以掛尺寸相近、大小不一的盆，圖丙為a、b兩個盆的縱截面圖，兩個盆的質量相同、形狀不同，均能掛在同一個盆架上。不計盆與盆架間的摩擦力，關于兩個盆的受力描述正確的是()A.兩個盆的上沿均可以不受盆架彈力的作用B.a盆上沿所受的彈力小于b盆上沿所受的彈力C.a盆側壁所受的彈力大于b盆側壁所受的彈力D.兩個盆所受盆架的作用力均垂直于側壁向上答案C解析根據題意，對盆受力分析，受重力和垂直側壁向上的彈力，由于不計盆與盆架間的摩擦力，由平衡條件可知，兩個盆的上沿一定受盆架向左的彈力作用，故A錯誤；根據題意，設盆上沿所受的彈力為F1，方向水平向左，盆側壁所受的彈力為F2，方向與豎直方向的夾角為θ，如圖所示由平衡條件有F2cosθ=mg，F2sinθ=F1解得F2=mgcosθ，F1=mgtan由題圖丙可知，a盆側壁所受的彈力與豎直方向的夾角較大，則a盆上沿所受的彈力大于b盆上沿所受的彈力，a盆側壁所受的彈力大于b盆側壁所受的彈力，故B錯誤，C正確；根據題意，對盆受力分析，由平衡條件可知，兩個盆所受盆架的作用力均與盆的重力等大反向，即豎直向上，故D錯誤。4.(2024·湖南省天壹名校聯(lián)盟大聯(lián)考)抖空竹是一種傳統(tǒng)雜技節(jié)目。表演者用兩根短竿系上細線，將空竹(也有用壺蓋或酒瓶)扯動使之旋轉，并表演出各種身段。如圖甲所示，表演者保持一只手A不動，另一只手B沿圖乙中的四個方向緩慢移動，忽略空竹轉動的影響，不計空竹和輕質細線間的摩擦力，且認為細線不可伸長。下列說法正確的是()A.B沿虛線a向左移動時，細線對空竹的合力增大B.B沿虛線b向上移動時，細線的拉力不變C.B沿虛線c斜向上移動時，細線的拉力減小D.B沿虛線d向右移動時，細線的拉力不變答案B解析沿虛線a向左移動時，細線對空竹的合力與空竹的重力等大反向，可知合力不變，故A錯誤；設細線與豎直方向夾角為θ，則有2FTcosθ=mg，FT=mg2cosθ，沿虛線b向上移動時，A、B兩手水平間距不變，細線長不變，可知細線與豎直方向的夾角θ不變，則細線的拉力不變，故沿虛線c斜向上移動時，細線與豎直方向的夾角θ增大，則細線的拉力增大，故C錯誤；沿虛線d向右移動時，細線與豎直方向的夾角θ增大，則細線的拉力增大，故D錯誤。5.(多選)(2024·廣東揭陽市二模)如圖所示，一輕桿通過鉸鏈固定在豎直墻上的O點，輕桿的另一端C用彈性輕繩連接，輕繩的另一端固定在豎直墻上的A點。某人用豎直向下、大小為F的拉力作用于C點，靜止時AOC構成等邊三角形。下列說法正確的是()A.此時彈性輕繩的拉力大小為FB.此時彈性輕繩的拉力大小為2FC.若緩慢增大豎直向下的拉力，則在OC到達水平位置之前，輕繩AC的拉力增大D.若緩慢增大豎直向下的拉力，則在OC到達水平位置之前，輕桿OC對C點的作用力減小答案AC解析輕桿通過鉸鏈固定在豎直墻上的O點，可知輕桿對C端的支持力方向沿桿的方向，彈性輕繩的拉力FT和大小為F的拉力方向成120°角，輕桿的彈力方向在兩拉力的角平分線上，可知兩拉力大小相等，均為F，故A正確，B錯誤；對C受力分析如圖，三力可構成矢量三角形由相似三角形可知FAO=FT若緩慢增大豎直向下的拉力F，則在OC到達水平位置之前，輕繩AC的拉力FT增大，輕桿OC對C點的作用力FN增大，故C正確，D錯誤。6.(2024·重慶市二模)如圖所示，兩根半圓柱體靜置于粗糙程度處處相同的水平地面上，緊靠但無相互作用力?，F將一根圓柱體輕放在這兩根半圓柱體上，三者均靜止。已知圓柱體和兩半圓柱體的材料、長度、半徑、密度均相同，不考慮它們之間的摩擦，則半圓柱體與水平地面間的動摩擦因數至少為(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()A.39 B.36 C.1答案B解析設圓柱體的質量為m，則半圓柱體的質量為m2，設圓柱體與半圓柱體之間的彈力大小為F2Fcos30°=mg解得F=33令地面對一個半圓柱體的支持力為FN，結合對稱性，對圓柱體與半圓柱體整體進行分析有2FN=(m+m2+m2解得FN=mg三者始終處于靜止狀態(tài)，則有Fsin30°≤μFN解得μ≥3即半圓柱體與水平地面間的動摩擦因數至少為36，故選B7.(2024·山東泰安市二模)中國金都招遠的黃金博物館曾發(fā)起一項名為“單手抓金磚”的挑戰(zhàn)活動。如圖甲所示，某參賽者戴著手套，單手將金磚保持底面水平從桌面上抓起。金磚的橫截面為等腰梯形，底角為θ，如圖乙所示。金磚的重力為G，手套僅與金磚的a、b兩側面相接觸且手套與金磚間的動摩擦因數為μ。若想要成功抓起，手套與金磚之間的壓力至少為()A.G2μsinC.G2(μsin答案C解析對金磚進行受力分析，受力情況如圖所示根據平衡條件可知2Ffsinθ=G+2FcosθFf=μF聯(lián)立解得F=G2(μsin8.(2024·湖南省湘東九校聯(lián)盟一模)如圖所示，固定的傾角為37°的粗糙斜面上放置一長方體物塊，現用一大小等于物塊重力、方向與斜面成37°角斜向下的推力推動物塊(力的作用線在斜面上的投影與斜面底邊平行)，物塊在斜面上恰好做勻速運動。則物塊與斜面間的動摩擦因數為(sin37°=0.6，cos37°=0.8)()A.34 B.54 C.5答案D解析物塊所受支持力FN=mgcos37°+Fsin37°物塊所受摩擦力Ff=μFN重力和F平行于斜面方向的合力F合=(物塊在斜面上恰好做勻速運動，則F合=Ff，又F=mg，聯(lián)立可得μ(mgcos37°+mgsin37°)=mg解得μ=57，故選D9.(2022·湖南卷·5)2022年北京冬奧會跳臺滑雪空中技巧比賽場地邊，有一根系有飄帶的風力指示桿，教練員根據飄帶的形態(tài)提示運動員現場風力的情況。若飄帶可視為粗細一致的勻質長繩，其所處范圍內風速水平向右、大小恒定且不隨高度改變。當飄帶穩(wěn)定時，飄帶實際形態(tài)最接近的是()答案A解析設飄帶的單位長度質量為m0，單位長度所受風力為F0，從底端取飄帶上任意長度為x，G=m0gx，F=F0x，則重力與風力的合力與豎直方向的夾角為tanθ=FG=F0m10.(2024·江蘇淮安市模擬)一傾角α=37°的粗糙斜面，斜面頂端安裝一光滑小滑輪，滑輪大小忽略不計，將斜面固定在地面上，一輕繩跨過定滑輪一端連接放在斜面上的滑塊，另一端懸掛小球。用手按住滑塊使之靜止不動，讓小球在豎直平面內左右擺動，擺動穩(wěn)定后，放開按住滑塊的手，發(fā)現當小球擺動到最高點時，滑塊恰好不下滑，當小球擺到最低點時，滑塊恰好不上滑，如圖所示，已知滑塊的質量為m1，小球的質量為m2，斜面與滑塊間的動摩擦因數μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，則m2m1為A.14 B.715 C.5答案B解析小球擺動到最高點時