2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题2.17 连接体平衡问题(基础篇)(解析版)

2021届专题卷物理专题二答案与解析1．【命题立意】通过实际情景考查弹力方向判断 .【思路点拨】弹力方向总是与接触面垂直 .【答案】D 【解析】ABC 选项中的弹力均应与其接触面垂直 ,D 选项中杆的弹力与重力平衡 .2．【命题立意】特定条件下摩擦力的动静转化 .【思路点拨】开始摩擦力为滑动摩擦力与运动方向相反 ,但是物体速度减为零后 ,无法确定外力与最|大静摩擦力的大小 ,无法确定之后的摩擦力情况 .【答案】BD 【解析】物体速度减速为零时 ,可能静止也可能反向运动 ,符合条件的为BD 两个选项 .3．【命题立意】受力分析 .【思路分析】 (1 )质点受力分析的步骤可以概括为：重力一定有 ,弹力看周围 ,分析摩擦力 ,不漏电磁浮； (2 )摩擦力判断是难点 ,常用方法是定义法、假设法、平衡法 .【答案】CD 【解析】b 物体一定受到的力有：a 物体对b 物体的压力、重力、a 物体对b 物体的摩擦力、斜面对b 物体的支持力 ,共四个力；可能受到斜面对b 物体的摩擦力的作用 ,故正确选项为CD .4．【命题立意】考查胡克定律、力的合成 .【思路点拨】 (1 )胡克定律的应用关键是找准形变量x ∆； (2 )力的合成关键是熟练应用平行四边形定那么或三角形定那么 .【答案】B 【解析】弓弦张力kl l l k F 3235=⎪⎭⎫ ⎝⎛-= ,弓弦对箭的作用力kl F F 151637cos 2=︒=' . 5．【命题立意】考查从图象找出关键点进行分析问题的能力 .【思路点拨】注意图象上特殊点的坐标 ,这是图象问题中隐含条件的一种表达 ,从图象中可知当力与竖直方向夹角为30°和120°时外力大小相等 ,是求解此题的关键 .【答案】C 【解析】从图象中可以看出物体匀速 ,当力与竖直方向夹角为30°和120°时 ,外力相等 ,设此时拉力大小为F' ,那么物体受重力mg 、支持力N 、摩擦力f 和F'处于平衡 ,根据平衡条件可知 ,夹角为30°时有：()︒'-=︒'30cos 30sin F mg μF ,夹角为120°时 ,力水平方向成30°夹角 ,那么由平衡条件得：()︒'+=︒'30sin 30cos F mg μF ,联立解得：32-=μ .故C 选项正确 .6．【命题立意】综合考查受力分析、摩擦力、力的合成 .【思路点拨】从A 恰好静止且所受摩擦力方向向下入手 ,通过正交分解法求出绳的拉力 ,再对右侧的滑轮受力分析 ,用合成法求出B 的质量 .【答案】B 【解析】由平衡条件可知绳中张力mg θμmg mg F 45cos 30sin T =+︒= ,对B 物体分析有T B 2F g m = ,m m 425B = . 7．【命题立意】结合实际情景考查动态分析 ,正交分解 .【思路点拨】 (1 )求解各力之间的关系可先将各力归入平行四边形或矢量三角形； (2 )水桶中的水不断减少后系统总重力随之减少 ,缓慢增加悬绳的长度那么悬线与玻璃的夹角不断减小 .【答案】C 【解析】由受力分析可知αG F cos 1= ,αG F tan 2=；在空中同一位置作业 ,当桶中的水不断减少 ,α不变 ,重力变小 ,F 1与F 2同时减少；假设缓慢增加悬绳的长度 ,α变小 ,重力不变 ,F 1与F 2同时减少 .8．【命题立意】整体法与隔离法 .【思路点拨】分析最|中间运发动所受压力时可将上面三名运发动看作一个整体进行分析【答案】C 【解析】上面的人的两只脚分别给中间的人的作用力为G ,中间的左、右边的人的每一只脚的作用力为(G +G )/2 ,故下面的正中间的人背部受到的作用力为G +G =G ,每一只脚对地面的压力为(G +G )/2＝G ,C 对 .9．【命题立意】综合考查力的分解、弹力、摩擦力 .【思路点拨】物体在多个力作用下平衡 ,正交分解是最|正确方案 .【答案】BC 【解析】由受力分析可知物体退槽的压力N 13N 5N 837cos =+=∆+︒=x k m g F ,槽对物块的摩擦力N 637sin f =︒=mg F .10．【命题立意】共点力作用下物体的平衡、动态分析问题 .【思路点拨】 (1 )将小球所受各个力放入矢量三角形； (2 )其中两绳子拉力夹角始终为120° ,结合正弦定理可分析两绳子拉力的大小变化情况 .【答案】B 【解析】由绳子移动过程中两绳的角度再结合由平行四边形定那么可知OP 绳所受拉力先增大后减小 ,OQ 绳所受拉力不断减小 .11．【命题立意】考查摩擦力 (双面 ) .【思路点拨】要将物块上下两个外表的弹力区分好 .【答案】μ =0.30【解析】设接触面间的动摩擦因数为μ ,物体A 与B 间的摩擦力为F 1 =μG A (2分 ) 物体B 与地面间的滑动摩擦力为 F 2 =μ(G A +G B ) (2分 )将B 匀速拉出 ,拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等 ,有F =μG A +μ(G A +G B ) =μ(2G A +G B ) (2分 ) 即30 =μ(2×40 +20) (1分 )解得：μ =0.30 (1分 ) .12．【命题立意】整体法隔离法 .【思路点拨】 (1 )隔离法分析问题受力要全面； (2 )合理选取整体法可以方便解题 .【答案】 (1 )mg F 43= (2 )对横杆的压力大小为2mg ,mg ,方向水平向左【解析】 (1 )取小球为研究对象进行受力分析 ,由平衡规律得：F F =︒37sin T ① (1分 )mg F =︒37cos T ② (1分 ) 联立解得mg F 43=③ (1分 ) (2 )取AB 组成的系统为研究对象 mg F 2N =④ (1分 )F F =f ⑤ (1分 ) 由牛顿第三定律NN F F '-=⑥ (1分 ) 对横杆的压力大小为2mg ,mg ,方向水平向左 (1分 ) .13．【命题立意】通过实际模型考查摩擦力求解 .【思路点拨】 (1 )求解弹力是求解摩擦力的关键； (2 )要注意左右两侧都有摩擦力 .【答案】12N 【解析】滑块在竖直平面内受到3个力的作用 ,如下列图所示 ,由力的平衡条件可知θF θF sin sin N2N1= (2分 ) G θF θF =+cos cos N2N1 (2分 )解得：N 20N2N1===G F F (2分 ) 滑块一侧受到的摩擦力N 6N ==μF f (1分 ) 水平推力N 122==f F (1分 ) .14．【命题立意】考查受力分析、整体法隔离法解题、极值求解 .【思路点拨】 (1 )三力平衡可以用正交分解也可以应用矢量三角形 ,四力及以上平衡适用正交分解； (2 )三角函数法是求解极值的重要方法 .【答案】 (1 )︒=30θ (2 )53=μ (3 )53tan ==μα时F 的值最|小 【解析】 (1 )对B 进行受力分析 ,设细绳对B 的拉力为T ,由平衡条件可得θT F cos 30cos =︒ (1分 ) mg θT F =+︒sin 30sin (1分 )解得：310=T (1分 )33tan =θ ,即︒=30θ (1分 ) (2 )对A 进行受力分析 ,由平衡条件有N sin F Mg θT =+ (1分 )N cos μF θT = (1分 )解得53=μ (1分 ) (3 )对A 进行受力分析 ,由平衡条件有()g m M F αF +=+N sin (1分 )N cos μF αF = (1分 )解得：()αμαg μm M F sin cos ++=(1分 ) 令211sin μβ+=,21cos μμβ+= ,即μβ1tan = 那么：)sin(1)()sin cos cos (sin 1)(22αβμμαβαβμμ+++=+++=g m M g m M F (1分 ) 显然 ,当︒=+90βα时F 有最|小值 ,所以53tan ==μα时F 的值最|小 . (1分 ) 15．【命题立意】综合考查动、静摩擦力 . 【思路点拨】 (1 )摩擦系数和拉力均可以通过平衡求解 . (2 )B 处添加物体后最|大静摩擦力发生变化要着重注意 .【答案】 (1 )μ =0.2 (2 )4N (3 )2N 【解析】 (1 )因A 和B 恰好一起匀速运动 ,所以B 受到的水平绳的拉力T 与滑动摩擦力F 1的大小相等 ,且等于A 的重力m A g 值 .B 对桌面的压力F N 等于B 的重力m B g .所以有F 1 =μF N (1分 ) F N =m B g (1分 ) T =F 1 =m A g (1分 ) 解得：μ =0.2 (1分 ) (2 )如果用水平力F 向左拉B ,使物体A 和B 做匀速运动 ,此时水平绳的拉力T 与滑动摩擦力F 1的大小均不变 ,根据物体B 水平方向的平衡由F =T +F 1 =2m A g =4N (4分 ) (3 )假设在原来静止的物体B 上放一个质量与B 物体质量相等的物体后 ,物体B 对桌面的压力变大 ,受到的最|大静摩擦力将变大 ,但此时物体B 将静止不动 ,物体与桌面间的摩擦力为静摩擦力 ,根据物体B 和物体A 的平衡可知 ,物体B 受到的摩擦力为F 1' =T =m A g =2N (4分 ) .16．【命题立意】受力分析、整体法隔离法 .【思路点拨】隔离分析A 物体 ,然后隔离分析B 或者分析整体即可求解 ,整体法与隔离法应用时无先后顺序 ,唯一的原那么就是方便解题 .【答案】F =850N 【解析】物体A 、B 的受力图如右图所示 ,由受力平衡知：对A ：0cos 1=-f θT ① (2分 ) 0sin 11=--θT G N ② (2分 )11μN f =③ (1分 )对B ：021=-'-f f F ④ (2分 )0212=-'-G N N ⑤ (2分 )22μN f =⑥ (1分 ) 由①~⑥知：F =850N (2分 ) (或者采用先整体后隔离 ) .。

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分 相互作用 专题2.7．静态平衡问题（基础篇）一．选择题1．（2020贵州铜仁市一模）某体育场看台的风雨棚是钢架结构的，两侧倾斜钢柱用固定在其顶端的钢索拉住，下端用较链与水平地面连接，钢索上有许多竖直短钢棒将棚顶支撑在钢索上，整个系统左右对称，结构简化图如图所示。

假设钢柱与水平地面所夹锐角为60°，钢索上端与钢柱的夹角为30°，钢索、短钢棒及棚顶的总质量为m ，重力加速度为g 。

则钢柱对钢索拉力的大小为A.21mg B.mg C.3mgD.2mg【参考答案】B【命题意图】 本题以体育场风雨棚为情景，考查平衡条件，考查的核心素养是“运动和力”的观点。

【解题思路】把钢索、短钢棒和棚顶看作整体，分析受力，受到竖直向下的重力mg ，两侧钢柱对钢索的拉力F ，根据等大二力的合力公式可得2Fcos60°=mg ，解得F=mg ，选项B 正确。

【模型探讨】此题可以把钢索、短钢棒和棚顶整体抽象为质点，画出受力分析图，如图所示，事半功倍，迎刃而解。

2. （2020江苏南通泰州一模）如图所示，一小球固定在轻杆上端，AB 为水平轻绳，小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向可能是( )A. F 1B. F 2C. F 3D. F 4【参考答案】BC 【名师解析】小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向在重力与绳子拉力夹角的对顶角范围内（不含水平方向），如图所示；所以杆对小球的作用力方向可能是F 2和F 3，故BC 正确、AD 错误。

【关键点拨】。

小球处于静止状态，根据平衡条件确定杆对小球的作用力可能的方向。

本题主要是考查了共点力的平衡问题，对应三力平衡，其中任何一个力都和另外两个力的合力平衡。

3. （2020贵州安顺市3月调研）如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，一质量为m 的滑块放在倾角为θ ，动摩擦因数为μ的斜面上恰好静止，现对滑块施加一竖直向下的力F,则下列说法中不正确的是（ ）A.滑块仍然保持静止B. 斜面对小球的摩擦力变大C. 斜面对地面的压力变大D. 地面对斜面的摩擦力变大【参考答案】D 【名师解析】对小滑块受力分析：重力mg,斜面对滑块的支持力N,静摩擦力f;由题目可得：未对滑块施加F 时，cos sin mg mg μθθ= ，现对滑块施加竖直向下的F,可等效看为增加滑块的质量，仍然满足m cos sin g m g μθθ''= ，故滑块仍然保持静止，A 正确，但不符合题意；.施加F 后，相当于增大滑块的质量，故斜面对滑块的摩擦力变大，B 正确，但不符合题意；.施加F 后，把滑块及斜面看着一个整体，相当于整体质量变大，故斜面对地面的压力变大；C 正确，但不符合题意；把滑块和斜面看作整体，受到重力、地面支持力和竖直向下的力F ，由于这三力均在竖直方向，所以地面对斜面的摩擦力为零，选项D 不正确。

十七．连接体平衡问题（基础篇）一．选择题1.（2019高考仿真模拟5）如图所示，倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的木块通过轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质量为M的铁块相连，整个装置均处于静止状态，已知mg sinθ>Mg。

现将质量为m0的磁铁轻轻地吸放在铁块下端，铁块加速向下运动，斜面体仍保持静止。

不计滑轮摩擦及空气阻力。

则与放磁铁前相比（）A．细线的拉力一定变小B．木块所受的合力可能不变C．斜面对木块的摩擦力可能减小D．斜面体相对地面有向右运动的趋势【参考答案】C【名师解析】加磁铁前，整个装置均处于静止状态，细线的拉力小于或等于木块的重力沿斜面的分力和最大静摩擦力，加磁铁后，拉着木块加速上滑，细线的拉力大于木块的重力沿斜面的分力和最大静摩擦力，细线的拉力一定变大，故A错误；加磁铁前木块保持静止，合力为零，加磁铁后，木块加速上滑，根据牛顿第二定律，合力不为零，故B错误；加磁铁前，整个装置均处于静止状态，斜面对木块的摩擦力可能是最大静摩擦力，加磁铁后，拉着木块加速上滑，斜面对木块的摩擦力滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力可能减小了，故C正确；放磁铁后，由于木块具有沿斜面向右上方的加速度，可对铁块（磁铁），木块和斜面体整体运用牛顿第二定律，其整体在水平方向上受到的外力的合力向右，故地面对斜面体有向右的静摩擦力，故斜面体相对与地面有向左滑动的趋势，故D错误。

2.（2019新疆二模）将体积相同、质量m A=5m的灯笼A和质量m B=3m的灯笼B用轻质细绳2连接，灯笼A又用轻质细绳1悬挂在天花板上的O点，两灯笼在相同的水平恒定风力作用下，处于如图所示的静止状态。

其中，轻质细绳1与竖直方向的夹角α=45°，下列说法正确的是（）A．细绳1中的张力大小为5 mgB．细绳2中的张力大小为8 2 mgC．作用在每一个灯笼上的水平风力的大小为8 mgD ．细绳2与竖直方向的夹角为53°【参考答案】D【命题意图】此题以轻质细绳悬挂的两个灯笼为情景，考查受力分析、平衡条件及其相关知识点。

2020高考一轮复习必刷考点好题精练第二部分相互作用十七．连接体平衡问题（基础篇）一．选择题1.（2019高考仿真模拟5）如图所示，倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的木块通过轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质量为M的铁块相连，整个装置均处于静止状态，已知mg sinθ>Mg。

现将质量为m0的磁铁轻轻地吸放在铁块下端，铁块加速向下运动，斜面体仍保持静止。

不计滑轮摩擦及空气阻力。

则与放磁铁前相比（）A．细线的拉力一定变小B．木块所受的合力可能不变C．斜面对木块的摩擦力可能减小D．斜面体相对地面有向右运动的趋势2.（2019新疆二模）将体积相同、质量m A=5m的灯笼A和质量m B=3m的灯笼B用轻质细绳2连接，灯笼A又用轻质细绳1悬挂在天花板上的O点，两灯笼在相同的水平恒定风力作用下，处于如图所示的静止状态。

其中，轻质细绳1与竖直方向的夹角α=45°，下列说法正确的是（）A．细绳1中的张力大小为5 mgB．细绳2中的张力大小为8 2 mgC．作用在每一个灯笼上的水平风力的大小为8 mgD．细绳2与竖直方向的夹角为53°3. (2018·西安联考)如图所示，物体A 、B 置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为μ，物体A 、B 用一跨过动滑轮的细绳相连，现用逐渐增大的力向上提升滑轮，某时刻拉A 物体的绳子与水平面的夹角为53°，拉B 物体的绳子与水平面的夹角为37°，此时A 、B 两物体刚好处于平衡状态，则A 、B 两物体的质量之比m A m B为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)( )A.4μ＋33μ＋4 B. 3μ＋44μ＋3 C. 4μ－33μ－4 D. 3μ－44μ－34.如图所示，一条细线一端与地板上的物体B 相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A 相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O ′点，细线与竖直方向所成角度为α，则( )A ．如果将物体B 在地板上向右移动一点，α角将增大B ．无论物体B 在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变C ．增大小球A 的质量，α角一定减小D ．悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A 的重力5.(2018·深圳联考)如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用四．动态平衡问题（提高篇）一．选择题1.（6分）（2019湖北黄冈三模）《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。

如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。

另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。

身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。

绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g。

关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（）A．工人对绳的拉力一直变大B．绳OD的拉力一直变小C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mgD．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为mg2（2019广东惠州第三次调研）某建筑工地需要把货物提升到高处，采取如图所示的装置。

光滑的轻滑轮用细绳OO’悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂货物a，人拉绳的另一端缓慢向右运动达到提升货物的目的。

在人向右缓慢运动的过程中，则（）A. 人对水平面的压力保持不变B. 细绳OO’的张力逐渐变小C. 细绳OO’的张力逐渐变大D. 细绳对人的拉力大小保持不变3、(2019陕西西安三模)如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面刚好水平。

现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，且相对木板没有发生移动，与原位置相比（）A．A对B的作用力减小B．B对A的摩擦力不变C．板对B的摩擦力减小D．板对B的作用力减小4.（2019山西吕梁期末）如图，1/4光滑圆轨道竖直固定在水平地面上，O为圆心，A为轨道上的一点，OA 与水平面夹角为30°。

小球在拉力F作用下始终静止在A点。

当拉力方向水平向左时，拉力F的大小为10N。

2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练连接体问题一、单项选择题1、如图所示，粗糙水平面上放置B 、C 两物体，A 叠放在C 上，A 、B 、C 的质量分别为m 、2m 和3m ，物体B 、C 与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为F T .现用水平拉力F 拉物体B ，使三个物体以同一加速度向右运动，则( )A ．此过程中物体C 受五个力作用B ．当F 逐渐增大到F T 时，轻绳刚好被拉断C ．当F 逐渐增大到1.5F T 时，轻绳刚好被拉断D ．若水平面光滑，则绳刚断时，A 、C 间的摩擦力为F T62、如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一质量为4m 的小车在沿斜面向下的恒力F 作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球(质量为m )的轻绳恰好保持水平。

则外力F 的大小为( )A ．2.5mgB ．4mgC ．7.5mgD ．10mg3、物体A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧做成的弹簧秤相连，如图所示，今对物体A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1大于F2，则弹簧秤的示数( )A．一定等于F1－F2B．一定大于F2小于F1C．一定等于F1＋F2D．条件不足，无法确定4、如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上，小车上用细线悬吊一质量为m的小球，M＞m，用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成θ角，细线的拉力为F1.若用一力F′水平向左拉小车，使小球和其一起以加速度a′向左运动时，细线与竖直方向也成θ角，细线的拉力为F′1.则( )A．a′＝a，F′1＝F1B．a′＞a，F′1＝F1C．a′＜a，F′1＝F1D．a′＞a，F′1＞F15、如图所示，一块足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上，质量分别为m A＝1 kg和m B＝2 kg的物块A、B放在长木板上，A、B与长木板间的动摩擦因数均为μ＝0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用水平拉力F拉A，取重力加速度g＝10 m/s2.改变F的大小，B的加速度大小可能为( )A．1 m/s2 B．2.5 m/s2C．3 m/s2 D．4 m/s26、质量均为5 kg的物块1、2放在光滑水平面上并用轻质弹簧测力计相连，如图所示，今对物块1、2分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20 N，F2＝10 N，则弹簧测力计的示数为( )A.30 NB.15 NC.20 ND.10 N7、如图所示，物块A和B的质量分别为4m和m，开始A、B均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F＝6mg作用下，动滑轮竖直向上加速运动，已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动过程中，物块A和B的加速度分别为( )A.a A ＝12g ，a B ＝5gB.a A ＝a B ＝15gC.a A ＝14g ，a B ＝3gD.a A ＝0，a B ＝2g8、如图所示，物体B 的上表面水平，给A 、B 一个初速度，它们保持相对静止一起沿斜面下滑，斜面保持静止不动且受到地面的摩擦力方向水平向左，则下列说法正确的是( )A.物体B、C都各受5个力作用B.地面对物体C的支持力大于三个物体的重力之和C.若只减小B的质量，其他条件不变，物体C有可能不受地面的摩擦力D.物体B的上表面一定是粗糙的9、如图所示，50个大小相同、质量均为m的小物块，在平行于斜面向上的恒力F作用下一起沿斜面向上运动，已知斜面足够长，倾角为30°，各物块与斜面间的动摩擦因数相同，重力加速度为g，则第46个小物块对第45个小物块的作用力大小为( )A.910F B.110F C.452mg ＋110F D.因为动摩擦因数未知，所以不能确定10、如图所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端连接一个质量为m 的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为( )A.gB.M －mmg C.0 D.M ＋mmg二、多项选择题11、如图所示，物块A 、B 质量相等，在水平恒力F 作用下，在水平面上做匀加速直线运动，若水平面光滑，物块A 的加速度大小为a 1，物块A 、B 间的相互作用力大小为F N1；若水平面粗糙，且物块A 、B 与水平面间的动摩擦因数相同，物块B 的加速度大小为a 2，物块A 、B 间的相互作用力大小为F N2，则以下判断正确的是( )A.a1＝a2B.a1>a2C.F N1＝F N2D.F N1<F12、如图所示，质量均为M的物块A、B叠放在一起，放在光滑的水平桌面上，A、B之间的动摩擦因数为μ，物块B通过光滑定滑轮与质量为m的物块C相连，A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，轻绳与桌面平行，下列说法正确的是( )A.物块A运动的最大加速度为μgB.要使物块A、B之间发生相对滑动，物块C的质量m应大于μM1－μC.若物块A、B未发生相对滑动，物块A受到的摩擦力大小为Mmg 2M＋mD.轻绳对定滑轮的作用力大小为2mg13、如图所示，用力F拉A、B、C三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的B物体上加一块橡皮泥，它和中间的物体一起运动，且原拉力F不变，那么加上物体以后，两段绳的拉力T a和T b的变化情况是( )A．T a增大 B．T b增大C．T a减小 D．T b减小14、如图所示，甲图为光滑水平面上质量为M的物体，用细线通过定滑轮与质量为m的物体相连，由静止释放M；乙图为同一物体M在光滑水平面上用细线通过定滑轮受到竖直向下拉力F的作用，拉力F的大小与m的重力相等，由静止释放M，开始时M距桌边的距离相等，则( )A ．甲、乙两图中M 的加速度相等，均为mg MB ．甲、乙两图中细线受到的拉力相等C ．甲图中M 到达桌边用的时间较长，速度较小D ．甲图中M 的加速度为a M ＝mg M ＋m ，乙图中M 的加速度为a M ′＝mgM15、质量分别为2kg 和3kg 的物块A 、B 放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示，今对物块A 、B 分别施以方向相反的水平力F 1、F 2，且F 1＝20N 、F 2＝10N ，则下列说法正确的是 ( )A ．弹簧的弹力大小为16NB ．如果只有F 1作用，则弹簧的弹力大小变为12NC ．若把弹簧换成轻质绳，则绳对物体的拉力大小为零D ．若F 1＝10N 、F 2＝20N ，则弹簧的弹力大小不变16、如图，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A 、B 两物体，B 的质量是A 的2倍，B 受到水平向右的恒力F B ＝2 N ，A 受到的水平向右的变力F A ＝(9－2t )N ，t 的单位是s 。

高考真题专项突破(二)力的平衡问题[真题1](多选)(2017·全国卷Ⅰ) 如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N，初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α(α>π2)．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM由竖直被拉到水平的过程中()A．MN上的张力逐渐增大B．MN上的张力先增大后减小C．OM上的张力逐渐增大D．OM上的张力先增大后减小解析：以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以A、D正确，B、C错误．答案：AD[真题2](多选)(2017·天津卷)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大C ．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D ．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移解析：设两杆间距离为d ，绳长为l ，衣架钩为O 点，且Oa 、Ob 段长度分别为l a 和l b ，则l ＝l a ＋l b ，两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β，受力分析如图所示．绳子中各部分张力相等，F a ＝F b ＝F ，则α＝β.满足2F cos α＝mg ，d ＝l a sin α＋l b sin α＝l sin α，即sin α＝d l ，F ＝mg2cos α，d 和l 均不变，则sin α为定值，α为定值，cos α为定值，绳子的拉力保持不变，衣服的位置不变，故A 正确，C 、D 错误；将杆N 向右移一些，d 增大，则sin α增大，cos α减小，绳子的拉力增大，故B 正确． 答案：AB[真题3] (2018·天津卷)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可．一游僧见之，曰：无烦也，我能正之．”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身．假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F ，方向如图所示，木楔两侧产生推力F N ，则( )A ．若F 一定，θ大时F N 大B ．若F 一定，θ小时F N 大C ．若θ一定，F 大时F N 大D ．若θ一定，F 小时F N 大解析：选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的F 、和两侧给它的与木楔斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以两侧给与木楔斜面垂直的弹力和F 沿两侧分解的推力是相等的，力F 的分解如图：则F ＝F N1sin θ2＋F N2sin θ2，F N ＝F N1＝F N2，解得F N ＝F 2sin θ2，所以F 一定时，θ越小，F N 越大；θ一定时，F 越大，F N 越大，故B 、C 正确．答案：BC[命题情报]1．高考考查以共点力的平衡的综合应用为主，图解法处理动态平衡，整体法、隔离法的应用仍是考查的热点，题型多为选择题的形式．2．以生活中的实际情景为背景考查静力学的问题将会加强．在高考复习中应特别关注建立物理模型能力的培养．1．相传孔明灯是由三国时的诸葛孔明发明的，如图所示，有一盏质量为m的孔明灯升空后沿着东偏北方向匀速上升，则此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是()A．0B．mg，竖直向上C．mg，东偏北方向D．2mg，东偏北方向答案：B2．在固定的斜面体Q上放一物块P，P静止不动；现分别将沿平行斜面向上、水平向左、竖直向下和垂直纸面向外(未画出)的力F作用于P，P仍静止不动，如图所示．下列判断正确的是()A．图甲中Q对P的支持力增大B．图乙中Q对P的摩擦力减小C．图丙中P受到的合外力增大D．图丁中P所受的摩擦力增大解析：图甲中，Q对P的支持力等于P的重力垂直斜面方向的分力，与F的大小无关，所以Q对P的支持力不变，故A错误；图乙中，把F分解到沿斜面方向和垂直于斜面方向，根据平衡条件可知，P受到的摩擦力等于重力沿斜面向下的分力与F沿斜面向下的分力之和，所以摩擦力增大，故B错误；图丙中，P处于静止状态，合力为零，则图丙中P受到的合外力不变，故C错误；图丁中，施加垂直纸面向外的力F，根据平衡条件可知，P受到的摩擦力F f＝F2＋(mg sin θ)2＞mg sin θ，所以P所受摩擦力增大，故D正确．答案：D3．如图，小球C置于内侧面光滑的半球形凹槽B内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态．在缓慢减小木板的倾角θ过程中，下列说法正确的是()A．A受到的压力逐渐减小B．A受到的摩擦力逐渐减小C．C对B的压力逐渐变大D．C受到三个力的作用解析：缓慢减小θ，则A、B、C始终处于平衡状态．把B、C看成一整体，设质量为M，则Mg sin θ＝f AB，Mg cos θ＝N AB，由牛顿第三定律得f BA＝f AB＝Mg sin θ，N BA＝N AB＝Mg cos θ，θ减小，sin θ变小，cos θ变大，所以f BA变小，N BA变大，A错误，B正确；对C受力分析可知，其受重力、支持力两个力的作用，大小相等，所以支持力不变，C对B的压力不变，C、D错误．答案：B4. (2019·山西临晋中学月考)如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态，则下列说法正确的是()A．a、b两物体的受力个数一定相同B．a、b两物体对斜面的压力相同C．a、b两物体受到的摩擦力大小一定相等D．当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动解析：对ab进行受力分析，如图所示：b物体处于静止状态，当绳子沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时，摩擦力为零，所以b可能只受3个力作用，而a物体必定受到摩擦力作用，肯定受4个力作用，故A、C错误；a、b两个物体，垂直于斜面方向受力都平衡，则有：N＋T sin θ＝mg cos θ，解得：N＝mg cos θ－T sin θ，则a、b两物体对斜面的压力相同，故B正确；对a沿斜面方向有：T cos θ＋mg sin θ＝f a，对b沿斜面方向有：T cos θ－mg sin θ＝f b，正压力相等，所以最大静摩擦力相等，则a先达到最大静摩擦力，先滑动，故D错误．答案：B5．(2018·四川省攀枝花市高三一模)如图所示，A、B两个质量分别为m和M的物块叠放在水平地面和竖直墙壁之间，处于静止状态．已知A、B交界面与竖直墙壁间的夹角为θ，水平地面粗糙，其它各接触面光滑，重力加速度为g，则水平地面对物块B的摩擦力大小为()A．f＝mg tan θB．f＝mg tan θC．f＝0 D．f＝mg sin θ解析：先隔离A分析，A受重力mg、B对A的支持力N1和左侧墙壁对A的支持力N2，如图所示：根据平衡条件得：N1cos θ＝N2，N1sin θ＝mg，联立解得：N2＝mgtan θ，再对AB 整体分析，整体受重力、左侧墙壁对整体的支持力和地面对整体的支持力，如图所示：根据平衡条件得：f＝N2＝mgtan θ，故选B.答案：B6．刀、斧、凿等切削工具的刃部叫作劈，如图是用斧头劈木柴的示意图．劈的纵截面是一个等腰三角形，使用劈的时候，垂直劈背加一个力F，这个力产生两个作用效果，使劈的两个侧面推压木柴，把木柴劈开．设劈背的宽度为d，劈的侧面长为l，不计斧头的自身重力，则劈的侧面推压木柴的力约为()A.dl F B．ld FC.l2d F D．d2l F解析：斧头劈木柴时，受力情况如图所示，设两侧面推压木柴的力分别为F1、F2且F1＝F2，利用几何三角形与力三角形相似有dF＝lF1，得推压木柴的力F1＝F2＝ld F，所以B正确，A、C、D错误．答案：B7．如图所示，斜劈A静止放置在水平地面上，质量为m的物体B在外力F1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下运动．当F1方向水平向右，F2方向沿斜劈的表面向下时，斜劈受到地面的摩擦力方向向左，则下列说法中正确的是()A．若只撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右B．若只撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力不变C．若只撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右D．若只撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力不变解析：由题意知，在B沿斜劈下滑时，受到A对它弹力F N和滑动摩擦力f，根据牛顿第三定律，这两个力反作用于A.斜劈A实际上就是在这两个力的水平分力作用下有相对地面向右运动的趋势，F N sin θ>f cos θ，又因为f＝μF N，所以F N sin θ>μF N cos θ，即μ<tan θ.如果撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中，N＝mg cos θ，f＝μN，假设A受的摩擦力f A方向向左，N sin θ＝f cos θ＋f A，则有：f A＝N sin θ－μN cos θ＝N(sin θ－μcos θ)>0，所以斜劈A有相对地面向右运动的趋势，摩擦力方向是向左，且减少，故A、B是错误的；又由于F 2的存在与否对斜劈受地面摩擦力大小没有影响，故撤去F2，斜劈A所受摩擦力的大小和方向均保持不变，故C错误，D正确．答案：D8．如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为θ＝45°，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量不可能是()A.2mgk B．2mg2kC.42mg3k D．2mgk解析：对a球进行受力分析，利用图解法可判断：当弹簧上的拉力F与细线上的拉力垂直时，拉力F最小，为F min＝2mg sin θ＝2mg，再根据胡克定律得：最小形变量Δx＝2mg k，则形变量小于2mgk是不可能的，由图可知在条件允许的情况下，拉力可以一直增大，所以应该选B.答案：B9．如图所示，质量均为1 kg的小球a、b在轻弹簧A、B及水平外力F的作用下处于平衡状态，其中A、B两个弹簧的劲度系数均为5 N/cm，B弹簧上端与天花板固定连接，轴线与竖直方向的夹角为60°，A弹簧竖直，g取10 m/s2，则以下说法正确的是()A．A弹簧的伸长量为3 cmB．外力F＝10 3 NC．B弹簧的伸长量为4 cmD．突然撤去外力F瞬间，b球加速度为0解析：a、b两球处于平衡状态，所受合力均为零，A弹簧的伸长量为x A＝mgk＝2 cm，故A错；对a、b球及A弹簧整体受力分析得：外力F＝2mg tan 60°＝20 3 N，B弹簧弹力大小为F B＝2mgcos 60°＝40 N，则B弹簧的伸长量x B＝F Bk＝8 cm，故B、C错；撤去力F瞬间，A、B弹簧的弹力不变，则b球所受合力仍为零，加速度为0，故D正确．答案：D10. (2019·江西抚州联考)如图所示，在竖直平面内，一根不可伸长的轻质软绳两端打结系于“V”形杆上的A、B两点，OM边竖直，O到A的距离等于O到B的距离．软绳绕过光滑的滑轮，一重物悬挂于滑轮下，开始时整个系统处于静止状态，θ小于90°.若在纸面内绕O点顺时针方向缓慢转动“V”形杆，直到ON边竖直，绳结没有在杆上滑动．则A 处绳与杆间的摩擦力f()A．一直增大B．一直减小C．先增大后小D．先减小后增大解析：设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为α，受力如图所示：绳子张力为：T＝mg2cos α；以A点为研究对象，受力分析如图所示：根据平衡条件可知：f＝T cos(α＋β)＝mg cos (α＋β)2cos α＝mg2(cos β－tan αsin β)，在纸内顺时针绕O点按顺时针方向缓慢转动杆，绳子与竖直方向的夹角α，先变大后变小，OA杆与竖直方向的夹角β一直增大，当绳子与竖直方向的夹角α变大时，摩擦力减小，当绳子与竖直方向的夹角变小时，但α＋β还是在增大，所以摩擦力还是在减小，故B正确，A、C、D错误．答案：B。

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分 相互作用专题2.15．与弹簧相关的平衡问题（基础篇）一．选择题1.（2020洛阳联考）如图所示，质量均为m 的A 、B 两球，由一根劲度系数为k 的轻弹簧连接静止于半径为R 的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为R 且球半径远小于碗的半径．则弹簧的原长为()A.mg k ＋RB.mg2k ＋R C.23mg 3k ＋RD.3mg3k＋R 【参考答案】D【名师解析】以A 球为研究对象，小球受重力、弹簧的弹力和碗的支持力，如图所示． 由平衡条件，得：tan θ＝mg F ＝mgkx解得：x ＝mgk tan θ根据几何关系得：cos θ＝12R R ＝12，则tan θ＝3，所以x ＝mg k tan θ＝3mg3k故弹簧原长x 0＝3mg3k＋R ，故D 正确．2.（2019四川攀枝花一模）如图所示，六根原长均为l 的轻质细弹簧两两相连，在同一平面内的六个大小相等，互成60°的恒定拉力作用下，形成一个稳定的正六边形，弹簧在弹性限度内。

已知正六边形的外接圆的直径为d ，每根弹簧的劲度系数均为k ，则每个拉力的大小为A ．)(l d k -B ．)2(l dk- C ．)2(l d k -D ．)(2l d k -【参考答案】.B【名师解析】已知正六边形的外接圆的直径为d ，每根弹簧的长度为d/2，每根弹簧的弹力为F 1=)2(l dk -，选择稳定的正六边形的顶点为研究对象，由平衡条件可得每个拉力的大小为F=)2(l dk -，选项B 正确。

3．（2018全国联考）．如图所示，A 、B 、C 三个物体的质量是1122A B C m m m m ===，A 、B 两物体通过绳子绕过定滑轮相连，B 、C 用劲度系数k 2的弹簧相连，弹簧k 1一端固定在天花板上，另一端与滑轮相连。

开始时，A 、B 两物体在同一水平面上，不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦。

2020年高考物理最新考点模拟试题：动态平衡问题（能力篇）（解析版）一．选择题1.（6分）（2019石家庄二模）如图，轻绳l1一端固定在O点，另一端与质量为m的物体相连。

轻绳l2跨过固定在B点的定滑轮，一端连接物体，另一端由力F控制。

在力F的作用下，物体从处于O点正下方的A点缓慢地运动到B点的过程中l1一直处于伸直状态。

O、B两点在同一水平线上，不计一切阻力，重力加速度大小为g。

下列说法正确的是（）A．物体从A点到B点过程中，拉力F一直变小B．物体从A点到B点过程中，轻绳l1的拉力一直变大C．物体从A点到B点过程中，轻绳l2对物体拉力可能大于mgD．当轻绳l1与竖直方向的夹角为30°时，拉力F大小为mg【参考答案】D【名师解析】对物体受力分析如图所示，绳l1的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ，绳l2的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α。

根据几何知识知：θ+2α＝90°，由正弦定理可得＝＝，α减小，θ增大，则F1减小，F2增大，故AB错误；当物体拉到B时轻绳l2对物体拉力最大，此时θ＝90°，α＝0°，轻绳l2对物体拉力F2＝mg，不可能大于mg，故C错误；α＝30°时，θ＝30°，则2F2cos30°＝mg，可得F2＝mg，故D正确。

2.（2019湖北名校联盟信息卷2）如图所示，一条细线的一端与水平地面上的物体B相连，另一端绕过一轻质定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线固定在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成的夹角为α，则以下说法错误的是（）A．无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变B．增大小球A的质量，若B仍保持不动，α角不变C．若OB绳与地面夹角为30°，则α＝30°D．将B向右移动少许，若B仍保持不动，则B与地面的摩擦力变大【参考答案】A【名师解析】对小球A受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件，有：T＝mg；如果将物体B 在水平地面上向右移动稍许，AB仍保持静止，绳子的拉力不变，则∠AOB增加；对滑轮分析，受三个拉力，如图所示，根据平衡条件可知，∠AOB＝2α，故α一定增加，故A错误；增大小球A的质量，若B仍保持不动，系统平衡，则α不变，故B正确；若OB绳与地面夹角为300，则∠AOB＝2α＝60°，α＝300，故C正确；将B向右移动少许，若B仍保持不动，OB绳与水平方向的夹角减小，绳子拉力大小不变，拉力的水平分力等于地面的摩擦力，则B与地面的摩擦力变大，故D正确。