高考物理 高频考点模拟新题精选训练 专题07 物体平衡
高考物理考点训练 物体的平衡
高考物理考点训练物体的平衡低档或中档难度，是高考卷中的最基础考题．以平衡状态为主要背景，或涉及匀速运动，对物体作受力分析、进行力的合成分解的简单计算．,高考热点1.如图所示，倾角a=30°的斜面固定在水平面上，A,B 两物体由 不可伸长的轻绳连接后跨过定滑轮。
B 物体的质量为4m ，当A 物体的质量为m 时，B 物体恰好能静止在斜面上。
改变A 物体 的质量,下列情况下B 物体仍能保持静止的是A. A 的质量变为0.5mB. A 的质量变为2mC. A 的质量变为2.5mD. A 的质量变为4m1.BC2．如图所示，P 是位于水平粗糙桌面上的物块，用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P 与小盘相连，小盘内有砝码，小盘与砝码的总质量为m ，在P 向右加速运动的过程中，桌面以上的绳子始终是水平的，关于物体P 受到的拉力和摩擦力的以下描述中正确的是A ．P 受到的拉力的施力物体就是m ，大小等于mgB ．P 受到的拉力的施力物体不是m ，大小等于mgC ．P 受到的摩擦力方向水平向左，大小一定小于mgD ．P 受到的摩擦力方向水平向左，大小有可能等于mg2．C3．如图所示，在水平力F 作用下，木块A 、B 保持静止。
若木块A 与B 接触面是水平的，且F ≠0。
则关于木块B 的受力个数可能是A.3个B.4个C.5个D.6个4．如图所示，在超市中，小张沿水平方向推着质量为m 的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼。
假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止，自动扶梯的倾角为30°，小张的质量为M ，小张与扶梯间的动摩擦因数为μ，小车与扶梯间的摩擦忽略不计。
则（ ）A ．小张对扶梯的压力大小为Mgcos30°，方向垂直于斜面向下B ．扶梯对小张的摩擦力大小为μ(M+m)gcos30°，方向沿斜面向上C ．小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin30°，方向沿斜面向下D ．小张对车的推力大小为mgsin30°5．如图所示，在光滑水平地面上与竖直墙壁平行放置一个截面为四分之一圆的光滑柱状物体A ，A 与竖直墙壁之间悬放一个光滑圆球B ，为使整个装置处于静止状态，需对A 右侧竖直面施加一水平向左的推力F 。
高中物理平衡试题及答案
高中物理平衡试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 一个物体在水平面上静止时，其受到的支持力大小等于：A. 重力B. 摩擦力C. 压力D. 拉力2. 物体在斜面上保持静止状态，其受到的摩擦力的方向是：A. 沿斜面向下B. 沿斜面向上C. 垂直于斜面D. 与斜面平行3. 以下哪个条件是物体处于平衡状态的必要条件？A. 物体静止B. 物体匀速直线运动C. 物体受到的合外力为零D. 物体的速度为零4. 一个物体在竖直方向上受到重力和拉力作用，处于平衡状态，以下说法正确的是：A. 重力与拉力大小相等，方向相反B. 重力与拉力大小不等，方向相反C. 重力与拉力大小相等，方向相同D. 重力与拉力大小不等，方向相同5. 物体在水平面上匀速直线运动时，其受到的摩擦力大小等于：A. 0B. 重力C. 拉力D. 压力6. 一个物体在斜面上下滑，其受到的摩擦力大小与：A. 重力成正比B. 拉力成正比C. 斜面倾角成正比D. 物体的质量成正比7. 当物体处于平衡状态时，其合外力：A. 一定为零B. 可以不为零C. 一定为正数D. 一定为负数8. 一个物体在水平面上受到两个大小相等、方向相反的力作用，物体处于：A. 静止状态B. 匀速直线运动状态C. 匀加速直线运动状态D. 变速直线运动状态9. 物体在斜面上静止时，其受到的支持力的方向是：A. 垂直斜面向上B. 垂直斜面向下C. 沿斜面向上D. 沿斜面向下10. 当物体在斜面上匀速下滑时，其受到的摩擦力大小与斜面的倾角：A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 先增大后减小答案：1-5 A B C C A6-10 C A A A B二、填空题（每空2分，共20分）1. 当物体处于平衡状态时，其受到的合外力为________。
2. 物体在斜面上静止时，其受到的支持力方向________。
3. 物体在水平面上匀速直线运动时，其受到的摩擦力大小等于________。
4. 物体在斜面上匀速下滑时，其受到的摩擦力大小与斜面的倾角成________。
高中物理平衡练习题
高中物理平衡练习题高中物理平衡练习题高中物理是一门需要理解和应用的学科，其中平衡是一个重要的概念。
平衡是指物体在受到力的作用下保持静止或者匀速直线运动的状态。
在物理学中，平衡的概念涉及到力的平衡和力矩的平衡两个方面。
在这篇文章中，我将通过一些练习题来帮助大家更好地理解和应用平衡的概念。
问题一：一个质量为10千克的物体静止在水平地面上，受到一个水平方向的拉力为30牛的绳子，绳子与水平方向的夹角为30度。
求物体受到的摩擦力和垂直于地面的支持力。
解析：首先，我们需要计算物体受到的水平方向的拉力的分力。
根据三角函数的定义，拉力的水平分力为30牛乘以cos30度，即30 * cos30度 = 25.98牛。
所以，物体受到的摩擦力为25.98牛。
其次，根据力的平衡原理，物体受到的垂直于地面的支持力等于物体的重力加上拉力的垂直分力。
物体的重力为10千克乘以重力加速度9.8米/秒的平方，即10 * 9.8 = 98牛。
拉力的垂直分力为30牛乘以sin30度，即30 * sin30度 = 15牛。
所以，物体受到的垂直于地面的支持力为98牛加15牛，即113牛。
问题二：一个木块放在斜面上，斜面的倾角为30度，木块受到的重力为50牛，斜面与木块之间的摩擦系数为0.2。
求木块受到的摩擦力和垂直于斜面的支持力。
解析：首先，我们需要计算木块受到的斜面的分力。
根据三角函数的定义，木块受到的斜面的分力为木块的重力乘以sin30度，即50 * sin30度 = 25牛。
所以，木块受到的摩擦力为25牛乘以摩擦系数0.2，即25 * 0.2 = 5牛。
其次，根据力的平衡原理，木块受到的垂直于斜面的支持力等于木块的重力加上斜面的分力。
木块的重力为50牛乘以cos30度，即50 * cos30度 = 43.3牛。
所以，木块受到的垂直于斜面的支持力为43.3牛加25牛，即68.3牛。
通过以上两个练习题，我们可以看到平衡的概念在物理学中的重要性。
2023新教材高考物理二轮专题复习专题：力与物体的平衡
专题一 力与物体的平衡高频考点·能力突破 考点一 静态平衡问题1．研究对象的选取：整体法和隔离法 2．共点力平衡的常用处理方法例1 [2022·浙江6月]如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°.一重为G 的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的( )A ．作用力为√33G B ．作用力为√36G C ．摩擦力为√34G D ．摩擦力为√38G[解题心得]预测1 [2022·成都市三模]如图所示，三个小球放在固定的倾斜挡板上，挡板与水平面的夹角为30°，每个小球的质量均为m，墙面和挡板均光滑，则墙壁对最左端小球的弹力大小为( )mg B．√3mgA．√33C．2√3mg D．3√3mg预测2 [2022·广东卷]如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态．O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°.下列关系式正确的是( )A．F＝F1B．F＝2F1C．F＝3F1D．F＝√3F1考点二动态平衡问题1．解决动态平衡问题的一般思路化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值．2．三力作用下的动态平衡例2 [2022·河北卷]如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中( )A．圆柱体对木板的压力逐渐增大B．圆柱体对木板的压力先增大后减小C．两根细绳上的拉力均先增大后减小D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变[解题心得]预测3 [2022·江苏南通高三模拟]如图所示，轻杆的一端固定一光滑球体，杆以另一端O为自由转动轴，将球搁置在光滑斜面上，若杆与竖直墙面的夹角为β，斜面倾角为θ，开始时β<θ，且β＋θ<90°，对斜面施加水平推力F使斜面能在光滑水平面上缓慢向左运动，则作用于斜面上的水平推力F、轻杆弹力N1的大小变化情况是( )A．推力F的大小逐渐增大B．推力F先变大后变小C．轻杆弹力N1逐渐增大D．轻杆弹力N1先减小后增大预测4 [2022·河北衡水中学一模]如图所示为一种可折叠壁挂书架，一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上，两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′可在横梁上移动，OO′始终垂直于横梁，书与书架的重心始终恰好在O、O′连线中点的正上方，书与书架的总重力为60 N，某一时刻横梁AO、A′O′水平，斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37°，横梁对O、O′点的拉力始终沿OA、O′A′方向，斜梁对O、O′点的压力始终沿BO、B′O′方向，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计支架的重力，则下列说法正确的是( )A．横梁OA所受的力的大小为80 NB．斜梁BO所受的力的大小为50 NC．O、O′点同时向A，A′移动少许，横梁OA所受的力变大D．O、O′点同时向A、A′移动少许，斜梁BO所受的力变大考点三电场力、磁场力作用下的平衡问题1．电场力.(1)大小：F＝Eq，F＝kq1q2r2(2)方向：正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同；负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反．2．磁场力(1)大小：①安培力F＝BIL；②洛伦兹力F洛＝qvB.(2)方向：用左手定则判断．3．处理电磁力作用下的平衡问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化．例3 [2022·湖南卷]如图(a)，直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图(b)所示．导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是( )A．当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电流方向由N指向MB．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C．tan θ与电流I成正比D．sin θ与电流I成正比[解题心得]预测5 如图所示，固定的光滑绝缘斜面OM的倾角θ＝37°，空间存在着平行于斜面向上的匀强电场，电场强度的大小E＝3.0×103 N/C.现有一电荷量为q＝2.0×10－3 C的带正电的小滑块从O点沿斜面匀速下滑(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，则小滑块的质量为( )A．1 kg B．2 kgC．3 kg D．4 kg预测6 [2022·山东烟台三模](多选)如图所示，间距为L＝0.8 m的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为R1＝2 Ω的电阻，磁感应强度为B1＝0.5 T的匀强磁场与导轨平面垂直．导轨的上端点P、M分别与横截面面积为5×10－3m2的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场B2平行．开关S闭合后，质量为m＝1×10－2 kg、电阻为R2＝2 Ω的金属棒ab恰能保持静止，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取10 m/s2.则( )A．匀强磁场B2的磁感应强度均匀减小B．金属棒中的电流为0.25 AC．匀强磁场B2的磁感应强度的变化率为10 T/sD．断开开关S之后，金属棒ab下滑的最大速度为1.25 m/s素养培优·情境命题利用平衡条件解决实际问题1．情境化试题，把对物理必备知识、关键能力的考查融入日常生活与现代科技中．该类试题乍一看高、新、深，但所用的知识都不会超出我们平常所用的基本概念和基本规律．2．解决情境化试题，要仔细分析题目展示的情境，通过分析和判断来理清物理过程，弄清题目中情境所涉及的问题与哪种物理模型符合，然后运用相应的物理知识解答．情境 1 在东京奥运会举重比赛中，李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技，单脚支撑．又将姿势回复为双脚着地稳定3秒，最终夺得冠军，并打破奥运纪录．将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态．关于此过程的表述正确的是( )A ．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大B ．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小C ．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变大D ．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变小[解题心得]情境2 抖空竹在中国有着悠久的历史．假设抖空竹所用轻绳AB 总长为L ，空竹重力为G ，可视为质点．绳能承受的最大拉力是2G ，将绳一端固定，将另一端缓慢水平向右移动d而使绳不断，不计一切摩擦，则d 的最大值可能为( )A ．√3LB ．√154L C ．√32L D ．√152L [解题心得]情境3 [2022·北京东城区二模]某建筑工地上，工人用如图所示的方式将重物从平台运到地面．甲、乙两人在同一高度手握轻绳，不计重力的光滑圆环套在轻绳上，圆环下端吊一重物．甲站在A点静止不动，乙从B点缓慢向A点移动一小段距离．此过程中，下列说法正确的是( )A．绳的拉力大小保持不变B．甲所受平台的支持力大小不变C．甲所受平台的摩擦力变大D．甲受到平台和绳的作用力的合力变大[解题心得]情境4 [2022·浙江1月]如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石礅，石礅与水平地面间的动摩擦因数为μ.工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石礅时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列说法正确的是( )A．轻绳的合拉力大小为μmgcosθB．轻绳的合拉力大小为μmgcosθ+μsinθC．减小夹角θ，轻绳的合拉力一定减小D．轻绳的合拉力最小时，地面对石礅的摩擦力也最小[解题心得]第一编专题复习攻略专题一力与物体的平衡高频考点·能力突破考点一例1 解析：根据对称性，四根斜杆对横杆的作用力大小相等，设为F，选择横杆和物体为研究对象，根据平衡条件有4F cos θ2＝G，解得F＝√36G，故每根斜杆受到地面的作用力也为√36G，选项B正确．答案：B预测1 解析：将三个小球作为整体受力分析如图所示，由共点力平衡可知tan 30°＝F N23mg，解得F N2＝√3mg，故B正确．答案：B预测2 解析：以结点O为研究对象，进行受力分析，由平衡条件可得F＝2F1cos 30°＝√3F1，选项D正确．答案：D考点二例2解析：设两绳子对圆柱体合力为F T，木板对圆柱体支持力为F N，绳子与木板夹角为α，受力分析如图：在矢量三角形中，由正弦定理mgsinα＝F Nsinβ＝F Tsinθ木板以MN为轴向后方转动至水平过程中α不变，θ由90°减少至0，由数学知识可知，F N先增大后减小，F T减小，又两根绳子间夹角不变，所以每根绳子的拉力都随转动而不断减少．答案：B预测3 解析：对球受力分析，设球的质量为m，小球受到重力mg、斜面的支持力T和杆的弹力N1，如图甲所示，三力可构成矢量三角形，随着斜面向左运动，β减小，重力的方向和大小不变，支持力T的方向不变，可知T不断减小，因为β＋θ<90°，所以N1不断增大，故C正确，D错误；再对斜面受力分析，设斜面的质量为M，斜面受重力Mg，推力F，小球的压力T′和地面的支持力F N，如图乙所示．根据共点力平衡有F＝T′sin θ＝T sin θ，因为θ不变，T不断减小，所以F不断减小，故A、B错误．答案：C预测4 解析：两个支架共同承担的力的大小为60 N，则每个支架所承担的力的大小为30 N，对O点受力分析，如图甲所示．F OA＝G2tan37°＝40 N，F BO＝G2sin37°＝50 N，故A错误，B正确；O、O′同时向A、A′移动少许，对O点受力分析，如图乙所示．三角形AOB与力三角形相似，所以有G2AB＝F BOBO＝F OAOA，AB与BO长度不变，OA长度减小，所以F BO不变，F OA减小，故C、D错误．答案：B考点三例3 解析：当导线静止在图(a)右侧时，导体棒MN在重力、拉力和安培力的作用下处于平衡状态，由平衡条件可知，导体棒所受安培力指向右侧，又安培力与磁场方向垂直，所以安培力垂直于轻绳指向右上方，由左手定则可知，导线中电流方向由M指向N，A项错误；由平衡条件有轻绳拉力F＝√(mg)2−(BIL)2，又BIL＝mg sin θ，得sin θ＝BLmgI，分析易知B、C项错误，D项正确．答案：D预测5 解析：带正电的小滑块从O到M沿斜面匀速下滑，对小滑块受力分析，可知Eq ＝mg sin 37°，解得小滑块的质量m＝1 kg，A正确．答案：A预测6 解析：由于金属棒ab恰能保持静止，则说明金属棒ab所受安培力方向竖直向上，大小与重力大小相等，根据左手定则可知金属棒ab中电流方向为a→b，根据右手螺旋定则可知线圈中感应电流的磁场方向向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律可知B2增大；由于B1I ab L＝mg，且感应电动势E1＝I ab R2＝n SΔB2Δt ，联立解得I ab＝0.25 A，ΔB2Δt＝10 T/s，故A错误，B、C正确．断开开关S之后，金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，感应电动势E2＝B1Lv，回路中产生感应电流I＝E2R1+R2＝B1LvR1+R2，金属棒ab所受安培力F安＝B1IL＝B12B2BR1+R2，当F安＝mg时，金属棒ab速度达到最大值，联立可得最大速度v max＝BB(B1+B2)B12B2＝2.5 m/s.故D 错误．答案：BC素养培优·情境命题情境1 解析：根据受力平衡可知，单脚支撑时地面对其支持力和双脚着地时的支持力大小都等于运动员和杠铃的总重，A 、B 错误；手臂对杠铃的作用力大小为F ，手臂与横杠之间的夹角为θ，杠铃的重力为G ，根据平衡条件可得2F sin θ＝G .由几何关系可知握杠的两手间距离变大，对应的θ角越小，则F 变大，由牛顿第三定律可知，手臂受杠铃的作用力变大，C 正确，D 错误．答案：C情境2 解析：设轻绳与水平方向的夹角为θ，根据受力分析可得竖直方向上有2F T sinθ＝G ，绳能承受的最大拉力是2G ，当F T ＝2G 时，解得sin θ＝14，由几何关系可得sin θ＝√(L 2)2−(d 2)2L 2，联立解得d ＝√154L ，故选B.答案：B情境3 解析：设重物的重力为mg ，对圆环受力分析如图(a)所示，根据受力平衡可知2T cos θ＝mg ，解得T ＝mg 2cos θ，乙从B 点缓慢向A 点移动一小段距离，θ变小，由此可知绳的拉力变小，A 错误；对甲受力分析如图(b)所示，由牛顿第三定律可知，T ′＝T ，根据受力平衡可知N ＝m 甲g ＋T ′cos θ＝m 甲g ＋12mg ，f ＝T ′sin θ＝12mg tan θ，乙从B 点缓慢向A 点移动一小段距离，θ变小，甲所受平台的摩擦力f 变小，甲所受平台的支持力大小不变，B 正确，C 错误；甲受力平衡，所受合力为零，甲受到平台和绳的作用力的合力与甲的重力等大反向，大小恒定，D 错误．答案：B情境4 解析：方法一 对石礅受力分析如图1，设两根轻绳的合力为F ，根据平衡条件有F cos θ＝f ，F sin θ＋F N ＝mg ，且μF N ＝f ，联立可得F ＝μmgcos θ+μsin θ，选项A 错误，B正确；上式变形得F＝√，其中tan α＝1μ，根据三角函数特点，由于θ的初始值不知道，因此减小θ，轻绳的合拉力F并不一定减小，选项C错误；根据上述讨论，当θ＋α＝90°时，轻绳的合拉力F最小，而摩擦力f＝F cos θ＝μmg cosθcosθ+μsinθ＝μmg1+μtanθ，可知增大夹角θ，摩擦力一直减小，当θ趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力F 最小时，地面对石礅的摩擦力不是最小的，选项D错误．方法二本题的C、D选项还可以这样判断：设F′为地面对石礅的支持力F N与摩擦力f的合力，β是摩擦力与F′间的夹角，则tan β＝F Nf ＝1μ，即不论F N、f怎么变化，合力F′的方向总保持不变，因此可将四力平衡转化为如图2所示的三力平衡问题，用矢量三角形可直观得出随着θ减小绳子的合拉力F可能先减小后增大，也可能一直增大，关键是看初始时θ的大小；摩擦力与支持力的合力F′随着θ的减小而增大，故地面对石礅的摩擦力f 随着θ的减小一直增大，即f的最小值不与轻绳合拉力的最小值对应，故选项C、D均错误．答案：B。
高考物理三轮冲刺大题提分大题精做物体静态及动态平衡问题
大题精做二物体的静态与动态平衡问题1．【2021浙江省模拟】如下列图，在地面上竖直固定了刻度尺和轻质弹簧，弹簧原长时上端与刻度尺上的A点等高。
质量m=0.5kg的篮球静止在弹簧正上方，其底端距A点高度h1=1.10m。
篮球静止释放，测得第一次撞击弹簧时，弹簧的最大形变量x1=0.15m，第一次反弹至最高点，篮球底端距A点的高度h2=0.873m，篮球屡次反弹后静止在弹簧的上端，此时弹簧的形变量x2=0.01m，弹性势能为E p=0.025J。
假设篮球运动时受到的空气阻力大小恒定，忽略篮球与弹簧碰撞时的能量损失和篮球的形变，弹簧形变在弹性限度范围内。
求：〔1〕弹簧的劲度系数；〔2〕篮球在运动过程中受到的空气阻力；〔3〕篮球在整个运动过程中通过的路程；〔4〕篮球在整个运动过程中速度最大的位置。
【解析】〔1〕球静止在弹簧上，根据共点力平衡条件可得mg-kx2；〔2〕球从开始运动到第一次上升到最高点，动能定理mg(h1h2)-f(h1+h2+2x1)=0，解得；〔3〕球在整个运动过程中总路程s：mg(h1x2)=fs+Ep，解得；〔4〕球在首次下落过程中，合力为零处速度最大，速度最大时弹簧形变量为x3；那么mg-f-kx3；在A点下方，离A点x31．【2021年全国模拟】一热气球体积为V，内部充有温度为Ta 的热空气，气球外冷空气的温度为Tb空气在1个大气压、温度为T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g．〔1〕求该热气球所受浮力的大小；〔2〕求该热气球内空气所受的重力；〔3〕设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量．【解析】〔i〕设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0，密度为ρ0mV0①温度为T时的体积为V T，密度为：ρ(T)=mVT②由盖-吕萨克定律可得：V0T0VTT③联立①②③解得：ρ(T)=ρ0T0T④气球所受的浮力为：f=ρ(Tb⑤联立④⑤解得：f=ρ0T0Tb⑥(ⅱ)气球内热空气所受的重力：G=ρ(Ta⑦联立④⑦解得：G=Vgρ0T0Ta⑧(ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件可知：mg=f–G–m0g⑨联立⑥⑧⑨可得：m=ρ0T0Tb-ρ0VT0Ta-m02．【2021年浙江省模拟】如下列图，在竖直方向上，A、B 两物体通过劲度系数为k＝16N/m的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C放在倾角α＝30°的固定光滑斜面上。
高考物理(物体的平衡附答案)
高考物理(物体的平衡附答案)一、《力》高考过关试题1、关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是（）A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直D.静止的物体所受的静摩擦力一定为零2、如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的（） A.方向可能沿斜面向上 B.方向可能沿斜面向下 C.大小可能等于零 D.大小可能等于F3、A、B、C三物块的质量分别为M，m和m0，作如图所示的联结．绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计．若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定（）A.物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0gB.物块A与B之间有摩擦力，大小为m0gC.桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相同，合力为m o gD.桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g4、如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动．由此可知，A、B 间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是（）A.μ1＝0，μ2＝0B.μ1＝0，μ2≠0C.μ1≠0，μ2＝0D.μ1≠0，μ2≠05、如图所示，在粗糙的水平面上放一三角形木块a，若物体b在a的斜面上匀速下滑，则（）A.a保持静止，而且没有相对于水平面运动的趋势B.a保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势C.a保持静止，但有相对于水平面向左运动的趋势D.因未给出所需数据，无法对a是否运动或有无运动趋势做出判断6、如图所示，在粗糙水平面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的木块，m1>m2，已知三角形木块和两物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块（）A.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因为m1、m2、θ1、θ2的数值并未给出。
2023届高考物理二轮专题：物体的平衡专项训练
物体的平衡专项训练一、单选题1、如图所示，在倾角为θ的斜面上，放着一个质量为m的光滑小球，小球被竖直的木板挡住，则小球对木板的压力大小为（）A．mg cos θB．mg tanθC．mgcos θD．mgtan θ2、一只蚂蚁从半球形小碗内的最低点沿碗壁向上缓慢爬行，在其滑落前的爬行过程中受力情况是（）A．弹力逐渐增大B．摩擦力逐渐增大C．摩擦力逐渐减小D．碗对蚂蚁的作用力逐渐增大3、质量m1＝10 kg和m2＝30 kg的两物体，叠放在动摩擦因数为0.50的粗糙水平地面上，一处于水平位置的轻弹簧，劲度系数为k＝250 N/m，一端固定于墙壁，另一端与质量为m1的物体相连，弹簧处于自然状态，现用一水平推力F作用于质量为m2的物体上，使它缓慢地向墙壁一侧移动，当移动0.40 m时，两物体间开始相对滑动，这时水平推力F的大小为（）A．100 N B．300 N C．200 N D．250 N4、如图所示，a、b是两个位于固定斜面上的完全相同的正方形物块，它们在水平方向的外力F的作用下处于静止状态．已知a、b与斜面的接触面都是光滑的，则下列说法正确的是（）A．物块a所受的合外力大于物块b所受的合外力B．物块a对斜面的压力大于物块b对斜面的压力C．物块a、b间的相互作用力等于FD．物块a对斜面的压力等于物块b对斜面的压力5、如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接．用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置．现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动．则此过程中，圆环对杆的摩擦力F1和圆环对杆的弹力F2的变化情况是（）A．F1保持不变，F2逐渐增大B．F1逐渐增大，F2保持不变C．F1逐渐减小，F2保持不变D．F1保持不变，F2逐渐减小二、双选题6、如图，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的（）A．F1B．F2 C．F3D．F47、如图所示，物块a、b的质量均为m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力F作用下，两物块均处于静止状态．则（）A．b受到的摩擦力大小等于mg B．b受到的摩擦力大小等于2mgC．b对地面的压力大小等于mg D．b对地面的压力大小等于2mg8、如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止．已知A和B的质量分别为m A、m B，绳与水平方向的夹角为θ，则（）A．物体B受到的摩擦力可能为0 B．物体B受到的摩擦力为m A g cosθC．物体B对地面的压力可能为0 D．物体B对地面的压力为m B g－m A g sinθ9、在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A ，A 与竖直墙之间放一光滑半圆球B ，整个装置处于平衡状态。
重难点01 力与物体的平衡-2024年高考物理【热点重点难点】专练(新高考专用)(原卷版)
1.命题情境源自生产生活中的与力相关的情境，对生活生产中与力有关的问题平衡问题，要能从情境中抽象出物理模型，正确受力分析，画出受力分析图，正确利用力的平衡条件解决问题。
2.立体情境增多，要培养会看画立体图，将立体图转化为平面图。
3.数学三角函数知识的利用在该类题中尤其突出，特别是像极值、临界问题。
还有一些特殊方法，例如利用正弦定理、余弦定理等处理问题。
4.多个物体受力平衡时注意整体法和隔离法的应用。
5.转动的物体(非质点)达到平衡的条件：力矩和为零。
三力平衡只有两种情况不会转动(力矩为0)。
①三力平行:如非常轻(重力忽略) 的天平秤②三力汇交(三力汇交原理)。
一、力学中的平衡问题1．研究对象选取的两点技巧(1)采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同。
(2)当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转换研究对象法”。
2．求解平衡问题的常用方法二力平衡法、合成法、正交分解法、相似三角形法、正弦定理法、图解法等。
二、电磁场中的平衡问题1．基本原则解决电磁学中的平衡问题，要把握“电学搭台，力学唱戏”的破题原则，要结合电磁学的基本规律和力学的受力分析及平衡条件解题。
2．四点注意(1)求解点电荷间的作用力大小要运用库仑定律。
(2)安培力方向的判断要先明确磁场方向、电流方向，再用左手定则，同时注意将立体图转化为平面图。
(3)电场力或安培力的出现，可能会对弹力或摩擦力产生影响。
(4)涉及电路问题时，要注意闭合电路欧姆定律的应用。
三、新情境探究近几年高考物理试题中与生活、生产、高科技密切联系的试题在逐渐增多，如以生活、劳动为情境，考查受力分析和共点力平衡等。
同学们在解决此类问题时要将所学物理知识与实际情境联系起来，抓住问题实质，将问题转化为熟知的物理模型和物理过程求解。
（建议用时：30分钟）3A．减小α角，增大β角B．减小α角，减小β角A．20.5N B．24.5N C．30.2N D．36.2NA．F大于mg5．（2023·广西桂林·统考二模）如图所示，带正电的小球穿在一根不可伸长的光滑绝缘轻绳上，可自由滑动，整个装置处于水平向右的匀强电场中，小球处于静止状态。
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高考物理高频考点2013模拟新题精选训练专题07 物体平衡1.（2013乌鲁木齐二诊）如图所示，一根铁链一端用细绳悬挂于A点。
为了测量这个铁链的质量，在铁链的下端用一根细绳系一质量为m的小球，待整个装置稳定后，测得两细绳与竖直方向的夹角为α和β，若tanα∶tanβ=1∶3，则铁链的质量为：A．mB．2mC．3mD．4m答案：B解析：对小球进行受力分析，由平衡条件得：tanβ=F/mg。
对铁链和小球整体进行受力分析，由平衡条件得：tanα=F/(M+m)g，联立解得：M=2m，选项B正确。
2．（2013年2月28日湖北武汉调研）如图所示，两个质量为m1的小球套在竖直放置的光滑支架上，支架的夹角为120°，用轻绳将两球与质量为m2的小球连接，绳与杆构成一个菱形，则m1∶m2为（A）A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．3∶23．（2013浙江省金华十校联考）如图所示，A、B两物体的质量分别是m A和m B，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦不计。
如果绳的一端由P点缓慢向左运动到Q点，整个系统始终处于平衡状态，关于绳子拉力大小F和两滑轮间绳子与水平方向的夹角α的变化，以下说法中正确的是A．F变小，a变小B．F变大，a变小C．F不变，a不变D．F不变，a变大4.（2013江苏省苏州市调研）如图所示，建筑工人要将建筑材料送到高处，常将楼顶装置一个定滑轮（图中未画出），用绳AC通过滑轮将建筑材料提到某一高处，为了防止建筑材料与墙壁相碰，站在地面上的工人还另外用绳CB拉住材料，使它与竖直墙面保持一定的距离L。
若不计两根绳的重力，在建筑材料缓慢提起的过程中，绳AC与CB的拉力F1和F2的大小变化情况是A．F 1增大，F2增大B．F1增大，F2不变C．F1不变，F2增大D．F1减小，F2减小答案：A解析：在建筑材料缓慢提起的过程中，AC与竖直墙壁之间的夹角增大，F1增大，F2增大，选项A正确。
5、（2013云南玉溪一中质检）如图所示，地面粗糙，A、B两同学站在地上推墙。
甲中A向前推B，B向前推墙；乙中A、B同时向前推墙。
每人用力的大小都为F，方向水平。
则以下说法中正确的是（）A．甲方式中墙受到的推力为2FB．乙方式中墙受到的推力为2FC．甲方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F D．乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F6．（2013山东省济宁市期末）一个截面是直角三角形的木块放在水平地面上，在斜面上放一个光滑球，球的一侧靠在竖直墙上，木块处于静止，如图所示。
若在光滑球的最高点再施加一个竖直向下的力F ，木块仍处于静止，则木块对地面的压力F N 和摩擦力F f 的变化情况是 A ．F N 不变 B ．F N 增大 C ．F f 增大 D ．F f 不变7．（湖北省荆门市2012-2013学年度高三元月调考）如图所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处（O 为球心），弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点。
已知容器半径为R 、与水平面地面之间的动摩擦因数为μ，OP 与水平方向的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是 A ．容器相对于水平面有向左的运动趋势 B ．容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上 C ．轻弹簧对小球的作用力大小为23mg D ．弹簧原长为R ＋kmg8．（2013山东省临沂市质检）如图，质量均为m的两个铁块a、b放在水平桌面上，二者用张紧的轻质橡皮绳，通过光滑的定滑轮相连，系统都处于静止状态，若用水平外力将a向左由P缓慢移至M处，b未动；撤掉外力后仍都能保持静止，对a、b进行分析，正确的有A．铁块a在P、M两点位置所受的摩擦力大小都等于b受的摩擦力大小B．两者对桌面的压力一定都变大C．水平外力推动a做的功等于橡皮绳增加的势能D．此过程b受的摩擦力变大，但如果用外力将a继续向左移动下去，b受的摩擦力有可能会突然变小9．（2013山东省临沂市质检）如图所示，质量相同分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力均为G，其中b的下一半刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上，现过a的轴心施以水平作用力F，可缓慢的将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，应有A．拉力F先增大后减小，最大值是GB．开始时拉力F最大为3G，以后逐渐减小为0C．a、b间压力由0逐渐增大，最大为GD．a、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到G10（2013广东珠海期末检测）．在第九届珠海航展上，八一跳伞队惊艳航展。
如图在某段时间内将伞对运动员的作用力简化为两根绳子对运动员的拉力，设两绳与竖直方向的夹角均为30°，运动员重力为G（不计运动员所受空气阻力），下列说法正确的是GA．若运动员匀速运动，则每根绳的拉力为3/3GB．若运动员匀速运动，则每根绳的拉力为3/2GC．若运动员匀速运动，则每根绳的拉力为2/2D．不论运动员运动状态如何，两绳拉力的合力大小都为G答案：AG，选项BCD错误A正确。
解析：若运动员匀速运动，由2Fcos30°=G，解得每根绳的拉力为3/311（2013北京石景山期末）．如图3所示，在竖直平面内有四块相同的坚固石块垒成弧形的石拱，第3、4石块固定在地面上，第1、2石块问的接触面位于竖直平面，每块石块的两个侧面所夹的圆心角为37°。
已知sin37°= 0．6，cos37°= 0．8。
假定石块间的摩擦力可以忽略不计，笫1、2石块间的作用力大小为N1，第1、3石块间的作PO用力大小为N 2则12N N 为 （ ）A ．12 B ．45C ．32D ．3答案：B解析：设每个石块重力为G ，隔离石块1，分析受力，tan37°=G/N 1，sin37°=G/N2，cos37°=12N N 。
则12N N = 45，选项B 正确。
12、（9分）（2013云南玉溪一中质检）一根弹性细绳劲度系数为k ，将其一端固定，另一端穿过一光滑小孔O 系住一质量为m 的小滑块，滑块放在水平地面上。
当细绳竖直时，小孔O 到悬点的距离恰为弹性细绳原长，小孔O 到正下方水平地面上 P 点的距离为h （h<kmg）滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹性细绳始终在其弹性限度内。
求：当滑块置于水平面能保持静止时，滑块到P 点的最远距离。
13.（14分）（2013湖南省娄底市期末）放风筝是大家喜欢玩的一种户外体育活动——手上牵着线拉着风筝迎风向前跑，就可以将风筝放飞到高处。
有一个小朋友将一只质量为m 1=0.5kg 的风筝放飞到空中后，拉着线的下端站在水平地面上静止，任凭风儿将风筝吹着，此时风筝恰好静止在空中。
如图所示，风筝线与竖直方向成370角，这时小朋友拉住线的力为F T =10N ，不计风筝所受的浮力，忽略线的重力及风对线和小朋友的影响（g取10m/s2，sin37º＝0.6，cos37º＝0.8）,求：（1）若该小朋友质量为m 2=20kg，则小朋友对地面的压力F N为多大；（2）风筝所受风力F的大小。
14．（10分）（2013杭州七校联考）如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=370，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F=10N，刷子的质量为m=0.5kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数 =0.5，天花板长为L=4m，取g=10m/s2，试求：（1）刷子沿天花板向上的加速度。
（2）工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。
15．(10分) (2013山东临沂检测)如图所示，一个底面粗糙，质量为m的斜面体静止在水平地面上，斜面体斜面是光滑的，倾角为30°.现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球静止时轻绳与斜面的夹角是30°.(1)求当斜面体静止时绳的拉力大小；(2)若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k倍，为了使整个系统始终处于静止状态，k值必须满足什么条件？摩擦力F f，方向水平向左．竖直方向F＝mg＋FN′cos30°水平方向F f＝FN′sin30°根据(1)可知FN′＝FN＝T＝33mg又由题设可知Ffmax＝kF≥Ff＝FN′sin30°综合上述解得k≥39.16．(10分）（2013上海奉贤调研）如图所示，AB、BC均为轻细杆，处在同一竖直平面内，AB杆高为h=0.8m。
A、B、C三处均用铰接连接，其中A、C两点在同一水平面上，BC杆与水平面夹角为30°。
一个质量为m=2kg的小球（可视为质点）穿在BC杆上，对小球施加一个水平向左的恒力F使小球静止在BC杆中点处，不计一切摩擦。
(g取10m/s2)，求：（1）恒力F的大小；（2）此时AB杆对B处铰链的作用力大小和方向。
17．（8分）如图所示，轻质细杆连接的质量分别为m A、m B的A、B两物体正沿一倾角为θ的斜面匀速下滑，且A、B两物体与斜面间的动摩擦因数相同，试判断A和B之间的细杆上是否有弹力？若有弹力，求出该弹力的大小，若无弹力，请说明理由。
18．（2013福建六校联考）如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？(重力加速度为g. )19．（12分）（2013上海市闸北区期末）2012年10月14日，奥地利人Baumgartner从太空边缘（离地39km）起跳，据报道他以最高每小时1342km的速度，回到地球表面，成为“超音速”第一人。
自由落体运动的时间约为5分35秒。
已知空气中音速约为340m/s，空气密度 =1.29kg/m3，重力加速度g =10m/s 2。
（1）他降落过程中的速度是否超过了音速？（2）这篇报道中有什么数据相互矛盾？以上两个问题请通过计算说明；（3）当物体从高空下落时，空气对物体的阻力公式：f ＝12 C D ρv 2S （C D = 92，ρ为空气密度，v 为运动速度，S 为物体截面积）。
因此，物体下落一段距离后将会匀速下落，这个速度被称为收尾速度。
设Baumgartner 加装备的总质量为100kg ，腰围100cm 。
请计算他的收尾速度大小。
20．（6分）(2013北京朝阳区期末)用两根长度均为L 的绝缘细线各系一个小球，并悬挂于同一点。
已知两小球质量均为m ，当它们带上等量同种电荷时，两细线与竖直方向的夹角均为θ，如图所示。
若已知静电力常量为k ，重力加速度为g 。