新高考物理一輪復(fù)習(xí)跟蹤訓(xùn)練第08講 受力分析 共點(diǎn)力平衡（解析版）

第08講受力分析共點(diǎn)力平衡（模擬精練+真題演練）1．（2023·遼寧·模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，用瓦片做屋頂是我國(guó)建筑的特色之一。鋪設(shè)瓦片時(shí)，屋頂結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為圖乙所示，建筑工人將瓦片輕放在兩根相互平行的檁條正中間，若瓦片能靜止在檁條上。已知檁條間距離為d，以下說法正確的是（）A．瓦片共受到4個(gè)力的作用B．減小檁條的傾斜角度SKIPIF1<0時(shí)，瓦片與檁條間的彈力變小C．減小檁條的傾斜角度SKIPIF1<0時(shí)，瓦片與檁條間的摩擦力變大D．減小檁條間的距離d時(shí)，瓦片可能會(huì)下滑【答案】D【詳解】A．瓦片受重力，兩側(cè)的支持力和兩側(cè)摩擦力，共5個(gè)力，故A錯(cuò)誤；B．減小檁條的傾斜角度SKIPIF1<0時(shí)，兩彈力的合力等于SKIPIF1<0，瓦片與檁條間的彈力變大，故B錯(cuò)誤；C．瓦片與檁條間的摩擦力等于SKIPIF1<0，減小檁條的傾斜角度SKIPIF1<0時(shí)，摩擦力減小，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)題圖可知，兩檁條對(duì)瓦片的彈力與垂直于檁條方向的夾角為SKIPIF1<0，有SKIPIF1<0減小檁條間的距離d時(shí)，夾角SKIPIF1<0變小，則瓦片與檁條間的彈力變小，最大靜摩擦力變小，則瓦片可能會(huì)下滑，故D正確。故選D。2．（2023春·重慶渝中·高三重慶巴蜀中學(xué)校考）小黃是徒手爬樓高手，在網(wǎng)上擁有許多粉絲，被稱為現(xiàn)實(shí)中的“蜘蛛俠”。如圖為他徒手利用兩面直角相關(guān)的墻角靠摩擦爬上墻壁的圖片。當(dāng)他雙腳離開直角墻面，僅用雙手將自己穩(wěn)定在空中，此時(shí)關(guān)于他的受力分析可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】依題意，當(dāng)人雙腳離開直角墻面，僅用雙手將自己穩(wěn)定在空中時(shí)，每面墻壁給人每只手的彈力均垂直墻壁指向外面，根據(jù)對(duì)稱性可知墻面對(duì)人每只手的彈力大小相等，且兩彈力相互垂直，根據(jù)平行四邊形定則可知兩彈力的合力垂直墻角豎直線指向外，所以人所受彈力與重力的合力向外傾斜，由平衡條件可得，人手所受兩面直角墻壁的摩擦力的合力應(yīng)向內(nèi)傾斜，綜上所述，故選D。3．（2023·重慶·統(tǒng)考三模）某瓜子破殼機(jī)如圖甲，將瓜子放入兩圓柱體所夾的凹槽之間，按壓瓜子即可破殼。破殼機(jī)截面如圖乙，瓜子的剖面可視作頂角為SKIPIF1<0的扇形，將其豎直放入兩完全相同的水平等高圓柱體A、B之間，并用豎直向下的恒力F按壓瓜子且保持靜止，若此時(shí)瓜子殼未破開，忽略瓜子自重，不計(jì)摩擦，則（）A．若僅增大A、B距離，瓜子對(duì)圓柱體A的壓力增大B．若僅增大A、B距離，瓜子對(duì)圓柱體A的壓力減小C．若A、B距離不變，頂角SKIPIF1<0越大，瓜子對(duì)圓柱體B的壓力越小D．若A、B距離不變，頂角SKIPIF1<0越大，瓜子對(duì)圓柱體B的壓力越大【答案】C【詳解】AB．瓜子處于平衡狀態(tài)，若僅增大A、B距離，A、B對(duì)瓜子的彈力方向始終垂直于接觸面，大小也不變，AB錯(cuò)誤；CD．若A、B距離不變，頂角SKIPIF1<0越大，則A、B對(duì)瓜子壓力的夾角減小，合力不變，瓜子對(duì)圓柱體B的壓力越小，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。4．（2023·北京·昌平二模）中國(guó)“天眼”（如圖）——500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（簡(jiǎn)稱FAST）是當(dāng)今世界最大、最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，可以在無線電波段搜索來自百億光年之外的微弱信號(hào)。截至2023年3月3日，F(xiàn)AST已發(fā)現(xiàn)超過740余顆新脈沖星。饋源支撐系統(tǒng)是FAST的重要組成之一。如圖所示，質(zhì)量為SKIPIF1<0的饋源艙用對(duì)稱的“六索六塔”裝置懸吊在球面鏡正上方，相鄰塔頂?shù)乃骄嚯x300m，每根連接塔頂和饋源艙的繩索長(zhǎng)600m。重力加速度為g取SKIPIF1<0，不計(jì)繩索重力。下列說法正確的是（

）A．無線電波屬于機(jī)械波B．光年是天文研究中常用的時(shí)間單位C．每根繩索承受的拉力約為SKIPIF1<0D．若同樣縮短每根繩索長(zhǎng)度，則每根繩索承受的拉力變小【答案】C【詳解】A．無線電波屬于電磁波，A錯(cuò)誤；B．光年是光在一年內(nèi)的路程，是天文研究中常用的長(zhǎng)度單位，B錯(cuò)誤；C．將各塔頂連接起來，得到正六邊形，由幾何關(guān)系可得饋源艙到塔頂?shù)乃骄嚯x等于相鄰塔頂?shù)乃骄嚯x為300m，則可知每根繩索與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0，由平衡條件可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，C正確；D．若同樣縮短每根繩索長(zhǎng)度，每根繩索與豎直方向的夾角變大，根據(jù)SKIPIF1<0可知每根繩索承受的拉力變大，D錯(cuò)誤。故選C。5．（2023·廣東惠州·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）圖左側(cè)為不銹鋼砧板架實(shí)物圖。在圖右側(cè)圖中，質(zhì)量為M的圓形砧板穩(wěn)穩(wěn)的豎立在砧板架上，砧板架兩側(cè)橫梁近似光滑，間距為d，取重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．砧板對(duì)砧板架一側(cè)橫梁的作用力一定小于MgB．若增大橫梁的間距d，砧板對(duì)兩側(cè)橫梁的作用力均增大C．若增大橫梁的間距d，砧板架對(duì)地面的壓力增大D．若換一個(gè)質(zhì)量相同直徑更大的砧板，兩側(cè)橫梁受到的壓力均增大【答案】B【詳解】A．設(shè)每側(cè)砧板架對(duì)砧板的支持力均為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0垂直接觸面指向砧板圓心，SKIPIF1<0與豎直方向夾角為SKIPIF1<0，根據(jù)平衡條件有SKIPIF1<0根據(jù)牛頓第三定律可得砧板對(duì)砧板架一側(cè)橫梁的作用力大小為SKIPIF1<0所以可得砧板對(duì)砧板架一側(cè)橫梁的作用力不一定小于Mg，A錯(cuò)誤；BD．若增大橫梁的間距d，SKIPIF1<0變大，可知SKIPIF1<0變大；同理，若換一個(gè)質(zhì)量相同直徑更大的砧板可知SKIPIF1<0變小，SKIPIF1<0變小，B正確，D錯(cuò)誤；C．若增大橫梁的間距d，對(duì)砧板和砧板架整體分析可得地面對(duì)砧板架的支持力等于砧板和砧板架的總重力，根據(jù)牛頓第三定律可得砧板架對(duì)地面的壓力不變，C錯(cuò)誤。故選B。6．（2023·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè)）質(zhì)量為M、半徑為R的光滑勻質(zhì)球，用一根長(zhǎng)度也為R的細(xì)線懸掛在互相垂直的兩豎直墻壁交線處的P點(diǎn)，則球?qū)θ我粔Ρ诘膲毫Υ笮椋ǎ?/p>

A．SKIPIF1<0Mg B．SKIPIF1<0Mg C．SKIPIF1<0Mg D．SKIPIF1<0Mg【答案】B【詳解】對(duì)球進(jìn)行受力分析，球受重力Mg、繩子的拉力T及兩個(gè)墻壁對(duì)它的支持力，兩個(gè)支持力大小相等，夾角為SKIPIF1<0，設(shè)支持力的大小為N、繩子與豎直墻壁交線的夾角SKIPIF1<0，根據(jù)幾何知識(shí)可知球心到豎直墻壁交線的垂直距離為SKIPIF1<0故SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0在豎直方向上根據(jù)受力平衡可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0在水平方向上根據(jù)受力平衡可知兩個(gè)墻壁對(duì)球的支持力的合力大小等于繩子拉力T的水平分力的大小，即SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0根據(jù)牛頓第三定律可得則球?qū)θ我粔Ρ诘膲毫Υ笮镾KIPIF1<0。故選B。7．（2023·東北三省四市·高三二模）某雙層晾衣籃正常懸掛時(shí)如圖所示，已知上、下籃子完全相同且保持水平，質(zhì)量均為m，籃子底面為圓形，直徑SKIPIF1<0，在兩籃的四等分點(diǎn)處，用四根等長(zhǎng)的輕繩將兩籃相連，上籃用另外四根等長(zhǎng)的輕繩系在掛鉤上，繩長(zhǎng)SKIPIF1<0。重力加速度大小為g，則圖中上籃單繩拉力T大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【詳解】將繩中張力分解為豎直和水平方向，如圖所示則SKIPIF1<0又SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0則有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故選C。8．（2023·河北·保定一模）質(zhì)量為M的正方體A與質(zhì)量為m的圓球B在水平向右的外力F作用下靜止在墻角處，它們的截面圖如圖所示，截面正方形的對(duì)角線與截面圓的一條直徑恰好在一條直線上，所有摩擦忽略不計(jì)，重力加速度為g。則（）A．SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0C．地面受到的壓力為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0D．地面受到的壓力為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0【答案】B【詳解】AB．對(duì)圓球B受力分析如圖SKIPIF1<0，A對(duì)B的彈力SKIPIF1<0根據(jù)牛頓第三定律，B對(duì)A的彈力SKIPIF1<0；SKIPIF1<0故A錯(cuò)誤，B正確；CD．地面受到的壓力為SKIPIF1<0故CD錯(cuò)誤。故選B。9．（2023·安徽·模擬預(yù)測(cè)）如圖，質(zhì)量均為SKIPIF1<0的小球SKIPIF1<0和SKIPIF1<0分別用輕質(zhì)細(xì)線SKIPIF1<0懸于SKIPIF1<0點(diǎn)，A、B用輕質(zhì)細(xì)線SKIPIF1<0連接。給SKIPIF1<0施加水平向右的拉力SKIPIF1<0，靜止時(shí)，細(xì)線SKIPIF1<0與豎直方向夾角為SKIPIF1<0，細(xì)線SKIPIF1<0與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0，細(xì)線SKIPIF1<0剛好水平，重力加速度為SKIPIF1<0，則拉力SKIPIF1<0的大小為（）

A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【詳解】根據(jù)題意，分別對(duì)A、B受力分析，如圖所示

對(duì)小球A，由平衡條件有SKIPIF1<0；SKIPIF1<0對(duì)小球B，由平衡條件有SKIPIF1<0；SKIPIF1<0又有SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0故選C。10．（2023·河北·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一玻璃清潔工人坐在簡(jiǎn)易的小木板BC上，通過樓頂?shù)幕喓洼p繩OA在豎直平面內(nèi)緩慢下降。工人兩腿并攏伸直，腿與豎直玻璃墻的夾角SKIPIF1<0，在下降過程中β角保持不變。玻璃墻對(duì)腳的作用力始終沿腿方向，小木板BC保持水平且與玻璃墻垂直。某時(shí)刻輕繩OA與豎直玻璃墻的夾角SKIPIF1<0，連接小木板的兩等長(zhǎng)輕繩AB、AC的夾角SKIPIF1<0，且與OA在同一平面內(nèi)。已知工人及工具的總質(zhì)量SKIPIF1<0，小木板的質(zhì)量可忽略不計(jì)，g取10m/s2。工人在穩(wěn)定且未擦墻時(shí)，下列說法正確的是（）

A．從該時(shí)刻起，工人在緩慢下移的過程中，繩OA的彈力減小B．從該時(shí)刻起，工人在緩慢下移的過程中，腳對(duì)墻的作用力增大C．此時(shí)若工人不觸碰輕繩，小木板受的壓力大小為448ND．此時(shí)若工人不觸碰輕繩，繩AB的張力大小為700N【答案】C【詳解】AB．對(duì)工人、木板及AB、AC繩整體進(jìn)行受力分析，整體受重力SKIPIF1<0、玻璃墻對(duì)腳的作用力F及OA繩的拉力SKIPIF1<0，由于處于平衡狀態(tài)，三個(gè)力組成首尾相連的矢量三角形，如圖所示

初始狀態(tài)因?yàn)镾KIPIF1<0、SKIPIF1<0，所以F與SKIPIF1<0垂直，緩慢下移的過程中，SKIPIF1<0與豎直方向的夾角逐漸減小，所以SKIPIF1<0增大、F減小，AB錯(cuò)誤；C．玻璃墻對(duì)腳的作用力為SKIPIF1<0此時(shí)若工人不觸碰輕繩，人受重力、玻璃墻對(duì)腳的作用力，小木板的支持力及人與板之間的摩擦力，則小木板對(duì)工人的支持力為SKIPIF1<0，C正確；D．初始狀態(tài)OA繩的拉力SKIPIF1<0以A點(diǎn)為研究對(duì)象，A點(diǎn)在OA、AB、AC三條繩的拉力作用下處于平衡狀態(tài)，AB、AC的夾角為SKIPIF1<0，且SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0，D錯(cuò)誤。故選C。11．（2023·河北·高三模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，矩形平板ABCD的AD邊固定在水平面上，平板與水平面夾角為SKIPIF1<0，AC與AB的夾角也為SKIPIF1<0。質(zhì)量為m的物塊在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向勻速運(yùn)動(dòng)。物塊與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)SKIPIF1<0，重力加速度大小為g，拉力大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【詳解】重力沿斜面的分力平行于CD向下，滑動(dòng)摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相反，受力分析有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0根據(jù)余弦定理得SKIPIF1<0故選A。12．（2023·寧夏銀川·銀川一中校聯(lián)考二模）春節(jié)期間人們都喜歡在陽(yáng)臺(tái)上掛一些燈籠來作為喜慶的象征。如圖所示，是由六根等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛起五個(gè)質(zhì)量相等的燈籠1、2、3、4、5，中間的兩根細(xì)繩SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的夾角SKIPIF1<0，下列選項(xiàng)中正確的是（）

A．SKIPIF1<0的拉力為單個(gè)燈籠重力的2.5倍B．SKIPIF1<0的延長(zhǎng)線不能平分2燈籠與繩SKIPIF1<0之間的夾角C．繩SKIPIF1<0與繩SKIPIF1<0的彈力大小之比為SKIPIF1<0D．繩SKIPIF1<0與繩SKIPIF1<0的彈力大小之比為SKIPIF1<0【答案】D【詳解】BD．對(duì)燈籠3受力分析可知SKIPIF1<0；SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0設(shè)AB繩與豎直方向成夾角為SKIPIF1<0，對(duì)燈籠2受力分析可知SKIPIF1<0；SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0；SKIPIF1<0由數(shù)學(xué)知識(shí)可知AB的延長(zhǎng)線能平分2燈與繩BC之間的夾角，且有SKIPIF1<0故B錯(cuò)誤，D正確；AC．設(shè)MA繩與豎直方向成夾角為SKIPIF1<0，對(duì)燈籠1受力分析可知SKIPIF1<0；SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0；SKIPIF1<0由數(shù)學(xué)知識(shí)可知MA的延長(zhǎng)線不能平分1燈與繩AB之間的夾角，且有SKIPIF1<0故AC錯(cuò)誤。故選D。13．（2023·云南·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，固定在地面的OAB為半徑為3d的四分之一圓環(huán)，圓心O的正上方4d處有一定滑輪C，定滑輪C右側(cè)有另一個(gè)定滑輪D，小球1套在圓環(huán)上并通過輕繩繞過兩個(gè)定滑輪連接物體2，物體2又與一輕質(zhì)彈簧連接在一起，輕質(zhì)彈簧另一端固定在地面上?，F(xiàn)有兩種情況，情況1：小球1可在AB圓弧任意位置保持靜止；情況2：小球1在A點(diǎn)時(shí)，輕繩剛好伸直但無張力，此時(shí)彈簧壓縮量為2d，現(xiàn)給小球1輕微的擾動(dòng)，小球1沿AB圓弧運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為零，物體2不會(huì)碰到滑輪。已知小球1質(zhì)量為SKIPIF1<0，物體2質(zhì)量為SKIPIF1<0，彈簧勁度系數(shù)為k，重力加速度為g，不計(jì)滑輪質(zhì)量、大小和一切摩擦。下列說法中正確的是（）

A．情況1中SKIPIF1<0 B．情況1中SKIPIF1<0C．情況2中SKIPIF1<0 D．情況2中SKIPIF1<0【答案】AC【詳解】AB．情況1中，對(duì)小球1和物體2進(jìn)行受力分析如圖所示

輕繩張力為T，彈簧彈力為F。設(shè)過定滑輪C連接小球1的輕繩長(zhǎng)度為x，根據(jù)相似三角形相似比有SKIPIF1<0若連接小球1的輕繩長(zhǎng)度伸長(zhǎng)SKIPIF1<0，彈簧長(zhǎng)度也會(huì)變長(zhǎng)SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0；SKIPIF1<0小球1可在AB圓弧任意位置保持靜止，則需滿足SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故A正確，B錯(cuò)誤。CD．情況2中，小球1、物體2和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，且初末狀態(tài)彈簧形變量均為2d，彈簧的彈性勢(shì)能相同，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。14．（2023·河南·鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三模擬預(yù)測(cè)）如圖，兩個(gè)半徑均為r的光滑球a、b放在半徑為R（R>2r）的半球形容器內(nèi)，均靜止時(shí)a、b與半球的接觸點(diǎn)P、Q與半球球心O的連線與水平方向的夾角為α和β（α<β）。若兩球的質(zhì)量用ma、mb，兩球?qū)θ萜鞯膲毫Υ笮∮肍Na、FNb表示，則（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】BD【詳解】如圖，三個(gè)球心連線圍成一等腰三角形，設(shè)兩底角分別為SKIPIF1<0，分別對(duì)a、b受力分析，根據(jù)牛頓第三定律可知SKIPIF1<0與SKIPIF1<0大小相等。a、b的重力與a、b連心線的夾角分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0。根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件和正弦定理SKIPIF1<0；SKIPIF1<0；SKIPIF1<0；SKIPIF1<0故選BD。15．（2023·東北三省三?！じ呷文M）如圖所示，豎直面內(nèi)固定一光滑大圓環(huán)軌道，O為圓心，A、B、C、D分別為圓周上的4個(gè)點(diǎn)，SKIPIF1<0豎直，SKIPIF1<0水平。A點(diǎn)固定一個(gè)光滑小滑輪，長(zhǎng)度可調(diào)的無彈性輕繩繞過滑輪兩端連接質(zhì)量分別為SKIPIF1<0的兩個(gè)小球，小球套在大圓環(huán)軌道上，繩和豎直方向的夾角分別為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0兩側(cè)繩長(zhǎng)分別為SKIPIF1<0。當(dāng)兩小球靜止時(shí)，下列說法正確的是（）A．若SKIPIF1<0，兩小球可靜止在軌道上關(guān)于SKIPIF1<0對(duì)稱的任意處B．兩小球靜止時(shí)，一定存在SKIPIF1<0C．若SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0D．若SKIPIF1<0，則軌道對(duì)小球SKIPIF1<0的作用力之比為SKIPIF1<0【答案】AD【詳解】A．如圖所示兩小球受力如下可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)小球的受力矢量三角形與對(duì)應(yīng)的幾何三角形相似，則對(duì)小球m1有SKIPIF1<0對(duì)小球m2有SKIPIF1<0若SKIPIF1<0，則小球靜止時(shí)滿SKIPIF1<0而細(xì)繩的長(zhǎng)度可調(diào)，所以小球可以靜止在軌道上關(guān)于AB對(duì)稱的任意處，故A正確；B．上式聯(lián)立可得小球靜止時(shí)滿足SKIPIF1<0即SKIPIF1<0故B錯(cuò)誤；C．若α=30°，β=60°，則SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0則SKIPIF1<0故C錯(cuò)誤；D．若α=30°，β=60°，則SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0故D正確。故選AD。16．（2022·重慶·高考真題）如圖所示，吸附在豎直玻璃上質(zhì)量為m的擦窗工具，在豎直平面內(nèi)受重力、拉力和摩擦力（圖中未畫出摩擦力）的共同作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若拉力大小與重力大小相等，方向水平向右，重力加速度為g，則擦窗工具所受摩擦力（）A．大小等于SKIPIF1<0 B．大小等于SKIPIF1<0C．方向豎直向上 D．方向水平向左【答案】B【詳解】對(duì)擦窗工具進(jìn)行正視圖的受力分析如圖所示水平方向上拉力SKIPIF1<0與擦窗工具所受摩擦力水平分量SKIPIF1<0等大反向，豎直方向上重力