必刷題04 受力分析 共點力的平衡 專項訓練 2024-2025學年高一上學期期末物理（人教版2019）復習 （原卷版）

必刷04受力分析共點力的平衡001必備知識一、受力分析分析物體的受力，有兩條思路。一是根據(jù)物體運動狀態(tài)的變化來分析和判斷其受力情況；二是根據(jù)各種力的特點，從相互作用的角度來分析物體的受力。二、共點力的平衡1．共點力作用于物體的同一點或作用線相交于一點的幾個力。2．平衡狀態(tài)物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。3．共點力的平衡條件(1)F合＝0或者eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fx＝0，,Fy＝0。))(2)平衡條件的推論①二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等，方向相反。②三力平衡：如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余兩個力的合力大小相等，方向相反；并且這三個力的矢量可以形成一個首尾相接的矢量三角形。③多力平衡：如果物體在多個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余幾個力的合力大小相等，方向相反。002關鍵能力【考點一物體的受力分析】1．受力分析的一般步驟2．整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開來分析的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或求系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意事項對整體進行受力分析時，不再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用一般先隔離受力較少的物體作為突破口【典題例證1】1．（23-24高一上·遼寧·期末）如圖所示，固定的斜面上疊放著A、B兩木塊，木塊A與B的接觸面水平，水平力F作用于木塊A，使木塊A、B保持靜止，且。則下列描述正確的是（

）A．A對B的壓力和B對A的支持力是一對平衡力B．A可能受到3個力作用C．B可能受到4個力作用D．斜面對木塊B的摩擦力方向一定沿斜面向下【關鍵能力提升】受力分析的三個技巧(1)不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆。(2)除了根據(jù)力的性質(zhì)和特點進行判斷，假設法是判斷彈力、摩擦力的存在與否及方向的常用方法。(3)要善于轉(zhuǎn)換研究對象，尤其是對于摩擦力不易判定的情形，可以先分析與之相接觸、受力較少的物體的受力情況，再應用牛頓第三定律判定?！究键c二共點力的平衡】求解共點力的平衡問題的常用方法方法內(nèi)容合成與分解法物體受三個共點力的作用而平衡，將任意兩個力合成，則該合力一定與第三個力大小相等，方向相反；或?qū)⑵渲心骋粋€力沿另外兩個力的反方向分解，則其分力和其他兩個力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個或三個以上力的作用而平衡，將物體所受的力分解到兩個相互垂直的x軸、y軸上，則Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0。選擇x、y軸方向時，要使盡可能多的力落在x軸、y軸上，被分解的力要盡可能是已知力矢量三角形法對受三力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移，使三力組成一個首尾依次相接的矢量三角形，結(jié)合數(shù)學知識求解未知力考向1合成與分解法【典題例證2】（多選）（23-24高一上·河南駐馬店·期末）如圖所示，水平地面上放有兩個邊長為的立方體A、B，重力為的光滑圓柱體C靜置其上，C的半徑為，A、B之間的距離為，設C受到A的支持力大小為，地面對A的摩擦力大小為，則（）A． B． C． D．考向2正交分解法【典題例證3】（23-24高一上·云南保山·期末）某學校組織品格教育活動，小明回家?guī)椭改缸黾覄眨萌鐖D所示的便攜式拖把在水平地板上拖地，他沿桿方向施加恒定推力使拖把向前做勻速直線運動，此時拖桿與豎直方向成53°角。已知拖把頭的質(zhì)量為1kg，拖把頭與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度g取10m/s2，不計拖桿質(zhì)量，sin53°=0.8，cos53°=0.6。下列說法正確的是（）A．拖把頭受到3個力作用 B．地面對拖把頭的支持力大小為16NC．地面對拖把頭的作用力方向豎直向上 D．地面對拖把頭的摩擦力大小為10N考向3矢量三角形法【典題例證4】（2024·高一江蘇鹽城中學·期末）如圖，一螞蟻(可看成質(zhì)點)在半徑為R的半球體表面上緩慢爬行，螞蟻與半球體間的動摩擦因數(shù)為μ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，若螞蟻在爬行過程中不滑離球面，則其距半球體頂點的豎直高度不應超過（）A． B． C． D．【關鍵能力提升】應用共點力平衡條件解題的步驟(1)選取研究對象：根據(jù)解題需要，選取一個平衡體(單個物體或系統(tǒng)，也可以是結(jié)點)作為研究對象。(2)畫受力示意圖：對研究對象進行受力分析，畫出受力示意圖。(3)合成或分解：按照合成與分解法或正交分解法進行合成或分解。(4)列方程求解：根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解平衡方程，對結(jié)果進行討論。003必刷提升練【刷基礎】一、單選題1．（23-24高一下·貴州黔西·期末）小明同學在擦完黑板后，當他把裝有磁鐵的黑板擦吸附在豎直的黑板上時，發(fā)現(xiàn)黑板擦自動緩慢地往下滑，于是他又把黑板擦放到黑板另一位置，黑板擦靜止不動，下列說法正確的是（）A．黑板擦在緩慢下滑過程中，黑板擦受到摩擦力大于重力B．黑板擦緩慢下滑時受到黑板的作用力豎直向上，大小等于重力C．第二次黑板擦靜止時僅受到3個力的作用D．第二次黑板擦靜止時受到的摩擦力小于重力2．（23-24高一上·江蘇南通·期末）如圖所示，一架直梯斜靠在光滑的豎直墻壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯處于靜止.則梯子受到的力為（

）A．2個 B．3個 C．4個 D．5個3．（23-24高一上·黑龍江齊齊哈爾·期中）如圖所示，靜止的車廂頂部用細線豎直懸掛一小球，小球下方與一光滑斜面接觸。關于小球的受力，下列說法正確的是（）A．小球受重力和斜面對它的支持力B．小球受重力和細線對它的拉力C．小球受細線對它的拉力和斜面對它的支持力D．小球受重力、細線對它的拉力和斜面對它的彈力4．（23-24高一上·全國·期末）如圖所示，平板C置于光滑的水平面上，平板C上面放置一直角三角形斜面B，其中直角面靠著豎直墻壁，斜面上靜止有滑塊A，現(xiàn)A、B、C三者均處于靜止狀態(tài)。則此時斜面B、平板C的受力個數(shù)分別為（）A．3，4 B．4，3 C．5，4 D．6，55．（23-24高一上·新疆烏魯木齊·期中）如圖所示，M、N兩物體疊放在一起，在恒力作用下，一起沿豎直墻向上做勻速直線運動，則關于兩物體受力情況的說法正確的是（）A．物體M一定受到6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6．（23-24高一上·浙江·期中）在戶外親子活動中，小李同學和家人一起搭了天幕，還裝飾了氣球。有一個氫氣球脫手后，飄上去停在傾斜的天幕頂下，如圖所示，關于該氫氣球的受力，下列說法正確的是（）A．氫氣球共受到三個力的作用 B．氫氣球?qū)μ炷坏哪Σ亮ρ靥炷恍毕蛳翪．氫氣球和天幕之間可能不存在摩擦力 D．氣球受到天幕的作用力豎直向下7．（23-24高一上·湖北荊州·期末）如圖所示，一重力為10N的光滑小球受到一通過球心、大小為20N的作用力F，F(xiàn)與豎直方向夾角為60°，小球靜止在固定于豎直墻上的斜面上，下列說法正確的是（）A．小球可能不受墻的彈力B．小球一定受到墻的彈力且方向水平向左C．小球可能受到斜面的彈力且方向垂直斜面向上D．小球一定同時受到斜面與墻的彈力8．（23-24高一上·山東淄博·期末）明代徐光啟《農(nóng)政全書》記載了戽斗（hùdou）是一種小型的人力提水灌田農(nóng)具，如圖所示。兩人雙手執(zhí)繩牽斗取水，忽略繩子質(zhì)量，戽斗裝滿水被提起后平衡時，每人的手相對地面的高度不變，兩人之間的距離不變，則此時（

）A．繩子越短，繩子對人的作用力越大 B．繩子越長，繩子對人的作用力越大C．繩子越短，繩子對戽斗的作用力的合力越大 D．繩子越長，繩子對戽斗的作用力的合力越大9．（23-24高一上·內(nèi)蒙古烏蘭察布·期末）圖甲為雪后學生上街鏟雪的勞動圖，圖乙為鐵鍬鏟雪的簡化模型圖，設該同學以大小為F=10N沿桿的方向斜向下推動鐵鍬，鐵鍬桿的質(zhì)量可以忽略，鐵鍬和雪恰好一起在地面上做勻速直線運動。設鐵鍬與地面的摩擦因數(shù)μ=0.2，鐵鍬的質(zhì)量m=2kg，鐵鍬桿與水平方向的夾角θ=37°。則鐵鍬上雪的質(zhì)量為（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）（）

A．1.4kg B．2.0kg C．2.6kg D．3.4kg10．（23-24高一上·安徽·期末）如圖所示，在傾角的光滑斜面上固定一個光滑豎直擋板，三個質(zhì)量均為的正方形物塊A、B、C用輕桿連接，構(gòu)成一個等邊三角形放在斜面與擋板之間。A與光滑豎直擋板接觸，B放于光滑斜面上，C位于B的正上方，三個小物塊均處于靜止狀態(tài)，重力加速度為，則B對斜面的作用力大小為（）A． B． C． D．11．（23-24高一上·湖南張家界·期末）春節(jié)期間人們都喜歡在陽臺上掛一些燈籠來作為喜慶的象征。如圖所示，由四根等長的輕質(zhì)細繩懸掛起三個質(zhì)量相等的燈籠1、2、3，中間的兩根細繩BC和CD的夾角θ=120°，則下列選項中正確的是（）A．AB與豎直方向的夾角為60°B．AB的拉力為單個燈籠重力的2倍C．繩AB與繩BC的彈力大小之比為2∶1D．繩AB與繩BC的彈力大小之比為二、多選題12．（23-24高一上·四川攀枝花·期末）如圖所示，輕質(zhì)滑輪用細線懸掛在天花板上，質(zhì)量分別為m，M的物塊P、Q用細線通過滑輪后連接在一起，物塊Р懸空，物塊Q靜止在水平地面上，連接物塊Q部分的細線與水平方向的夾角。已知重力加速度為g，細線重力均不計，則下列說法中正確的是（）A．細線對物塊P的拉力大小為mgB．天花板受到的拉力大小為2mgC．水平地面對物塊Q的支持力大小為MgD．水平地面對物塊Q的摩擦力大小為13．（23-24高一上·山東臨沂·期末）在特高壓領域，我國曾經(jīng)落后西方40年，如今成為我國另一個“國之重器”。如圖為架空輸電線的示意圖，電線桿高度相同，間距相等，相鄰的電線桿之間的輸電線長度也都相等，受重力影響，電線會自然下垂，電線切線與電線桿之間的夾角稱之為切線角α。由于熱脹冷縮，夏季兩相鄰電線桿之間的電線長度會略有伸長，則夏季與冬季相比（）A．切線角會減小B．中間電線桿受到右側(cè)電線的作用力增加C．中間電線桿受到左右兩側(cè)電線的合力不變D．電線最低處的張力增加14．（23-24高一下·新疆·期末）如圖所示，三段輕繩在點打結(jié)，點下方的輕繩與甲物體相連，點左側(cè)的輕繩的一端固定在墻上，點右側(cè)的輕繩通過光滑定滑輪與乙物體相連，點兩側(cè)的輕繩與豎直方向的夾角均為。下列說法正確的是（）A．點左、右兩側(cè)輕繩的拉力大小之比為B．點左、右兩側(cè)輕繩的拉力大小之比為C．甲、乙的質(zhì)量之比為D．甲、乙的質(zhì)量之比為15．（23-24高一上·河南信陽·期末）如圖所示，在傾角為的粗糙斜面上靜止放置質(zhì)量分別為和的A、B兩物體，斜面與兩物體間的動摩擦因數(shù)均為0.8，用一條不可伸長的細繩通過輕滑輪將兩物體相連，現(xiàn)對滑輪施加豎直向上由零緩慢增大的拉力，直到物塊A或B將要發(fā)生滑動，但剛好沒有滑動。已知繩與豎直方向的夾角均為，用分別表示斜面對兩物體的摩擦力，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，在此過程中，關于摩擦力大小的變化情況描述正確的是（，，）（）A．地面對斜面的摩擦力為零B．拉力持續(xù)增大，物體B將先發(fā)生滑動C．可能先平行于斜面向上再平行于斜面向下D．一直不變16．（23-24高一下·湖南·期末）建筑裝修中工人把建材吊運到樓上，為了避免建材與墻壁或窗戶發(fā)生碰撞，靜止站在地面上的工人將建材拉離墻面一定距離，上料機緩慢向上拉繩。距地面高度為9m的上料機A拉著質(zhì)量為的建材B往高處運送，一質(zhì)量為的工人C在地面上離墻9m處拉繩，在某一時刻，建材B距離上料機A豎直高度為2m，與墻面的距離為1m，人拉繩端離地面的高度為1m，情景簡化如圖所示。若繩子可視為輕質(zhì)細繩，工人與地面沒有相對滑動，重力加速度g取，取2.24。下列說法正確的是（

）A．輕繩AB的拉力大小為627.2N B．輕繩BC的拉力大小為500NC．人對地面的壓力大小為510N D．人與地面的摩擦力大小為280N三、解答題17．（23-24高一上·湖北荊門·期末）傾角為30°的斜面固定在水平地面上，質(zhì)量為2kg的物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求：（1）如圖甲所示，若將物體輕放在斜面上，其受到的摩擦力；（2）如圖乙所示，若對物體施加沿斜面向上的恒定外力F，物體沿斜面向上做勻速直線運動，則外力F的大??；（3）如圖丙所示，若對物體施加與斜面平行且沿圖中虛線（虛線與斜面的底邊AD平行）的恒定外力F，物體在斜面內(nèi)沿某方向做勻速直線運動，則物體運動方向與虛線之間夾角θ的正切值為多少？（結(jié)果可帶根號）18．（23-24高一上·湖南衡陽·期末）2023年5月3日山東招遠文旅局舉辦“單手抓金磚挑戰(zhàn)賽”，挑戰(zhàn)成功即可走50斤純金金磚。如圖為一塊質(zhì)量的棱臺形金磚，挑戰(zhàn)者須戴舉辦方提供的手套，單手抓住金磚的a、b兩側(cè)面向上提，保持金磚c面水平朝上，而且手指不能摳底，在空中保持，才是挑戰(zhàn)成功。已知金磚a、b兩側(cè)面與金磚底面的夾角均為，挑戰(zhàn)者施加給金磚的單側(cè)握力為F，手套與金磚之間的動摩擦因數(shù)為，假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度。取，。（1）若要抓起金磚，力F至少約為多大？（2）若舉辦方想讓挑戰(zhàn)者無論用多么大的力都無法抓起金磚，需要調(diào)整手套材質(zhì)，使其與金磚的摩擦因數(shù)不超過一個數(shù)值，求此（答案保留三位有效數(shù)字）19．（23-24高一下·安徽滁州·期末）如圖所示，右側(cè)桌面上疊放三個完全相同的物塊，質(zhì)量均為，左側(cè)是固定在水平地面上的光滑圓弧面P。一根輕繩跨過圓弧面頂點上的定滑輪，繩的一端系有質(zhì)量為的小球，另一端水平連接物塊3。小球與圓心連線跟水平方向的夾角，物塊2受到水平向右的拉力，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。假定最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，定滑輪與小球足夠小，重力加速度g取。求：（1）物塊2與3間的摩擦力的大?。唬?）小球受到圓弧面支持力的大?。唬?）物塊3與桌面間的動摩擦因數(shù)的最小值?！舅⑺仞B(yǎng)】1．（23-24高一上·河南·階段練習）如圖所示，A、B兩木塊質(zhì)量均為m，1、2兩輕彈簧的勁度系數(shù)分別為、，輕繩繞過不計大小的光滑定滑輪與A相連，彈簧與木塊、地面均拴接，整個系統(tǒng)靜止，滑輪左側(cè)繩子剛好保持豎直，重力加速度為g?，F(xiàn)用力F緩慢拉繩，拉動時滑輪右側(cè)繩子保持與豎直方向的夾角為，直到2彈簧彈力大小變?yōu)樵瓉淼囊话霝橹?，在這一過程中，下列說法錯誤的是（

）A．木塊A移動的距離可能為B．木塊A移動的距離可能為C．繩子對定滑輪的作用力大小可能為D．繩子對定滑輪的作用力大小可能為2．（23-24高一上·山東棗莊·期末）如圖，質(zhì)量為的小車靜止在光滑水