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高考物理二轮复习专题内容01力与物体的平衡§知识网络§高中常见性质力的比较1．重力(1)大小：G＝mg。
(2)方向：总是竖直向下。
2．弹力(1)大小：一般由力的平衡条件或牛顿第二定律求解；弹簧的弹力：F＝kx。
(2)方向：压力、支持力垂直于接触面指向受力物体；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向，杆的弹力方向不一定沿杆，由力的平衡或牛顿第二定律求解。
3．滑动摩擦力(1)方向：总是沿着接触面的切线方向且与相对运动方向相反。
(2)大小：与压力成正比，即F ＝μF N 。
4．静摩擦力(1)方向：总是沿着接触面的切线方向且与相对运动趋势方向相反。
相对运动趋势不明显的，借助平衡条件或牛顿第二定律判断。
(2)大小：由物体所处的运动状态，根据平衡条件或牛顿第二定律求出，可能的取值范围是0<f ≤f m ，f m 为最大静摩擦力。
5．电场力(1)大小⎩⎪⎨⎪⎧F 电＝k q 1q 2r 2真空中的点电荷F 电＝qE 任何电场(2)方向⎩⎨⎧正电荷：F 与E 同向负电荷：F 与E 反向库仑力：同种电荷相斥，异种电荷相吸6．安培力(1)大小：F ＝BIL (I ⊥B )(2)方向：用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。
让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向。
7．洛伦兹力(1)大小：F ＝qvB (B ⊥v )(2)方向：用左手定则判定，F 垂直于B 、v 决定的平面，洛伦兹力不做功。
§高考分析§▲考试方向1．物体的受力分析；2．共点力作用下的平衡条件及推论； 3．图解法分析动态平衡问题和极值问题； 4．整体法、隔离法、假设法和正交分解法等。
▲考试题型1．对受力分析的考查涵盖了高中物理的所有考试的热点和难点问题；2．平衡条件在连接体、动态平衡、静态平衡、临界极值等问题中应用的中等难度选择题或计算题。
2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍专题01 力与物体的平衡题型一受力分析、整体法隔离法的应用【题型解码】1．基本思路在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析．2．两点注意(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“转移研究对象法”．【典例分析1】(2019·天津南开区二模)如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，己知重力加速度为g，下列说法正确的是()A．a物体对水平挡板的压力大小可能为2mg B．a物体所受摩擦力的大小为FC．b物体所受摩擦力的大小为F D．弹簧对b物体的弹力大小可能为mg【参考答案】C【名师解析】在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，则b物体受到上挡板的静摩擦力，大小f＝F，因此它们之间一定存在弹力，则弹簧的弹力大于物体b的重力，由整体法可知，a物体对水平面的压力大小大于2mg，故A、D错误，C正确；根据摩擦力产生的条件可知，a物体与水平挡板间没有相对运动的趋势，故a不受摩擦力，B错误。
【典例分析2】.(2020·云南省师大附中高三上学期月考)一长方体容器静止在水平地面上，两光滑圆柱体A、B放置于容器内，横截面如图所示。
若圆柱体A的质量为m、半径R A＝10 cm；圆柱体B的质量为M、半径R B＝15 cm；容器的宽度L＝40 cm。
A对容器左侧壁的压力大小用N A表示，B对容器右侧壁的压力大小用N B表示，A对B的压力大小用N AB表示，B对容器底部的压力大小用N表示。
下列关系式正确的是()A ．N A ＝43mgB ．N B ＝43(M ＋m )gC ．N AB ＝54mgD ．N ＝Mg ＋43mg【参考答案】 C【名师解析】 如图甲所示，根据图中几何关系可得cos θ＝L －R A －R B R A ＋R B ＝35。
14题：力与物体的平衡（融入生活中的实际问题情境）1．纸质手提袋具有绿色环保、性能优良、循环利用等特点被广泛使用。
当用图甲纸质手提袋提重力为G 的苹果处于静止时，其简化示意图如图乙。
设两绳带在同一竖直平面且不计纸质手提袋的重力，不计纸质手提袋的形变，则（）A ．绳带中的张力大小一定为2GB ．若增加绳带长度，则绳带中的张力将变大C ．若只减小两绳扣间距，则绳带中的张力将变小D ．手提袋底部对苹果的支持力与苹果的重力是一对相互作用力2．民间有“冬腊风腌，蓄以御冬”的习俗。
大雪后气温急剧下降，天气变得干燥，是日光下晒腊肉的好时候。
如图所示，室外固定一个用于晾腊肉的折杆MNP ，其由直杆MN （水平）和NP 相连而成，并且两直杆夹角。
∠PNM =143°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。
上面有一细绳一端固定在M 点，另一端与套在杆NP 上的轻环Q 连接，绳子上用可活动钩挂质量为m 的腊肉，忽略轻环与杆、可活动钩与细绳间的摩擦，腊肉处于静止状态，轻绳的张力大小为（）A ．12mg B ．58mg C ．56mg D ．mg3．中国古代建筑源远流长，门闩就凝结了劳动人民的智慧和汗水。
如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A 时，使木块B 沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。
A 、B 间的接触面与水平方向成45°角，A 、B 间的动摩擦因数为0.3，木块B 质量为m ，重力加速度大小为g 。
假设水平槽、竖直槽表面均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
为了使门闩启动，施加在木块A 上的水平力F 至少为（）A ．713mg B ．1013mg C ．107mg D ．137mg 4．千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。
如图所示是剪式（菱形）千斤顶，当摇动把手时，螺纹杆迫使A 、B 间距离变小，千斤顶的两臂靠拢（螺旋杆始终保持水平），从而将重物缓慢顶起。
高考物理复习专题一受力平衡物体的平衡一、单选题1.表面光滑，半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方O′处有一无摩擦的定滑轮，轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上，如图所示，两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L1＝2.4R和L2＝2.5R，则这两个小球的质量之比m1∶m2为(不计球的大小) ( )A． 24∶1B． 25∶1C． 24∶25D． 25∶242.如图所示为固定在水平地面上的顶角为的圆锥体，表面光滑。
现有一质量为m的弹性圆环静止在圆锥体的表面上，若圆锥体对圆环的作用力大小为，则有( )A．B．C．D．3.如图所示，一根轻杆的两端固定两个质量均为m的相同小球A，B，用两根细绳悬挂在天花板上，虚线为竖直线，α＝θ＝30°，β＝60°，求轻杆对A球的作用力()A． mgB．C．D．4.在两个倾角均为的光滑斜面上，各放有一个相同的金属棒，分别通以电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图中（a），（b）所示，两金属棒均处于平衡状态，则两种情况下的电流的比值I1：I2为( )A ．B．C．D．5.如图所示，两根细绳拉住一个小球，开始时AC水平，现保持两细线间的夹角不变，而将整个装置顺时针缓慢转过900，则在转动过程中，AC绳的拉力FT1和BC绳的拉力FT2大小变化情况是（）A．FT2先变大后变小，FT1一直变小B．FT1先变大后变小，FT2一直变小C．FT1先变小后变大，FT2一直变小D．FT2先变小后变大，FT1一直变大6.如图所示，固定在水平地面上的物体A，左侧是圆弧面，右侧是倾角为θ的斜面，一根轻绳跨过物体A顶点上的小滑轮，绳两端分别系有质量为m1，m2的小球，当两球静止时，小球m1与圆心连线跟水平方向的夹角也为θ，不计一切摩擦，则m1，m2之间的关系是A．m1=m2B．m1=m2tanθC．m1=m2cotθD．m1=m2cosθ7.如图所示，重为G的光滑球在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间处于静止状态。
力与物体平衡【原卷】1．如图所示，一根轻绳一端固定于天花板的A点，另一端悬挂于天花板的B点，绳上挂一质量为m的光滑圆环。
在细绳右端悬挂点由B点向A点慢慢移动的过程中，绳中的张力（）A．变小B．变大C．先变小后变大D．先变大后变小2．如图，悬挂物体甲的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；轻绳的一端固定在墙上，另一端跨过光滑的定滑轮后悬挂乙物体。
甲、乙质量相等，系统平衡时O点两侧的绳与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2。
若θ1=65°，则θ2等于（）A．30°B．50°C．60°D．65°3．如图所示，两块固定且相互垂直的光滑挡板POQ，OP竖直放置，OQ水平，小球a、b固定在轻杆的两端，现有一个水平向左的推力，作用于b上，使a、b紧靠挡板处于静止状态。
现用力F推动小球b，使之缓缓到达1位置，则（）3A ．推力F 变大B ．小球a 对OP 的压力变大C ．小球b 对OQ 的压力变大D ．杆上的弹力减小4．如图所示，A 、B 、C 三个物块重量均为200N ，D 物块重，作用在物块B 的水平力50N F ，整个系统静止，则（ ）A ．A 和B 之间的摩擦力是50NB ．B 和C 之间的摩擦力是100NC ．物块C 受5个力作用D ．C 与桌面间摩擦力为100N5．如图所示，固定斜面AB 顶端A 的正上方有一光滑小定滑轮P ，绕过滑轮的轻绳左端与小球相连，用水平力F 作用在轻绳的右端，使小球从B 端沿斜面缓慢上滑到C 处。
斜面对小球的支持力大小用N 表示，不计一切摩擦。
在该过程中（ ）A．F逐渐增大，N逐渐减小B．F逐渐增大，N逐渐增大C．F逐渐减小，N逐渐增大D．F逐渐减小，N逐渐减小6．如图所示，两个物体A、B中间用一轻弹簧相连。
A、B的质量分别为A m、B m，A、B与固定斜面间的动摩擦因数不相同。
稳定时，A、B两物体一起在斜面上匀速下滑，则下列说法正确的是（）A．地面对斜面体可能有水平向左的摩擦力B．弹簧可能处于原长状态C．如果只增大A或B的质量，稳定时A、B一定不能一起匀速下滑D．若A、B与斜面间的动摩擦因数相等，且A、B两物体一起在斜面上匀速下滑，当适当增大斜面倾角，一起沿斜面下滑时，则弹簧可能处于压缩状态7．操场跳远沙坑内有沙子，把沙粒堆起时沙粒下滑逐渐形成沙堆，若沙粒是干燥的，这些沙堆有几乎相等的顶角。
高考专题 力与运动 专题一：力与物体的平衡学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________命题方向特点：力与物体平衡知识是高考必考知识点，贯穿高中物理的始终，在每年高考命题中或单独命题，或综合考察。
主要考察受力分析，特别是有摩擦力的判断，以及物体处于动态平衡问题，通常使用到的方法有整体法隔离法，题型一般为选择题，计算题通常也会涉及，往往还是这道题的突破点，比如速度最大，加速度为零时，或者匀速运动等 解决方案：整体法，隔离法，转化法，图像分析法等真题研究考点突破一、单选题1．（2022·广东高考）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 、1F 和2F 分别表示三根绳的拉力大小，12F F =且60AOB ∠=︒。
下列关系式正确的是（ ）A ．1F F =B ．12F F =C ．13F F =D ．13F F = 2．（2020·浙江高考）如图是“中国天眼”500m 口径球面射电望远镜维护时的照片。
为不损伤望远镜球面，质量为m 的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为56mg 、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，此时工作人员（ ） A ．受到的重力大小为16mg B ．受到的合力大小为16mg C ．对球面的压力大小为16mgD ．对球面的作用力大小为16mg3．（2020·浙江高考）矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。
当歼20隐形战斗机以速度v 斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。
已知飞机受到重力G 、发动机推力1F 、与速度方向垂直的升力2F 和与速度方向相反的空气阻力f F 。
下列受力分析示意图可能正确的是（ ）【受力分析基本步骤】 1）步骤①明确研究对象（一个点，或者一个物体，一个系统）并将其隔离，单独研究或者将几个物体看成一个整体来研究 ②按顺序受力分析，一重力，二弹力，三摩擦力，四其他力（电场力，安培了，洛伦兹力等） 2）技巧①转换研究对象，比如摩擦力的分析，在利用牛顿第三定律②假设分析法：比如判断弹力，摩擦力方向是否存在③动力学分析法，根据物体运动状态，是否加速或者匀速判断受力情况。
高考物理-力与物理的平衡（含答案）-专题练习一一、选择题1、用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图所示．P、Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是（）A．P物体受到3个力作用B．Q物体受到3个力作用C．若绳变短，Q受到的摩擦力将增大D．若绳子变长，绳子的拉力将减小2、如图所示，AB为一轻质杠杆，O为支点，在O点两侧分别悬挂体积相等的实心铜球和实心铁球，杠杆在水平位置平衡。
若将两球分别远离O点向外移动相同的距离（未脱离杠杆），则A．铜球一端下降B．铁球一端下降C．杠杆仍能保持平衡D．移动的距离未知，故无法判断哪端下降3、如图所示，一质量为m的物体恰能在一个质量为M的斜面体上沿斜面匀速下滑。
现用一与斜面成α角的推力推此物体（如图所示），使物体沿斜面加速下滑，则斜面受地面的摩擦力f和支持力NA．摩擦力为零 B．摩擦力方向水平向左C．支持力N=(M+m) D．支持力N>(M+m)g4、如图所示，截面为三角形的木块a上放置一铁块 b，三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直面上，现用竖直向上的作用力F ，推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，则下面说法正确的是（）Array A．木块a 与铁块b间一定存在摩擦力B．木块与竖直墙面间一定存在水平弹力C．木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D．竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和5、如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度A．大小和方向均不变B．大小不变，方向改变C．大小改变，方向不变D．大小和方向均改变6、如图所示，是用粉刷墙壁的涂料滚的示意图。
使用时，用撑杆推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷墙壁上。
粉刷工人站在离墙壁某一距离缓缓上推涂料滚，使撑杆与墙壁间的夹角越来越小。
该过程中撑杆对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，下列说法正确的是（）A．F1、F2均减小 B．F1、F2均增大C．F1减小，F2增大 D．F1增大，F2减小7、如图所示，一物块置于水平地面上.当用与水平方向成角的力拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成角的力推物块时，物块仍做匀速直线运动.若和的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为 ( )A、 B、 C、 D、1-8、用与竖直方向成θ角（θ<45°）的倾斜经绳a和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b 的拉力大小为F1。
2023年高三物理二轮复习资料（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题）（全国通用）专题01力与物体的平衡【命题规律】1、命题角度（1）物体的受力分析、静态平衡、动态平衡；（2）静电力、安培力、洛伦兹力作用下的平衡.2、常考题型：选择题．【知识荟萃】★考向一静态平衡问题1．研究对象的选取：整体法和隔离法．2．受力分析的方法（1）假设法．（2）转换研究对象法：根据牛顿第三定律，如图（3）动力学分析法：根据牛顿第二定律，由加速度方向判定合力的方向，从而确定某一个力的方向，如图.（4）整体法与隔离法3．共点力平衡的常用处理方法适用条件平衡关系合成法 三个共点力任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反效果分解法 三个共点力某一个力按力的作用效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交分解法三个或三个以上共点力将物体所受的力分解为相互垂直的两组力，每组力都满足平衡条件★考向二 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3、四力作用下的动态平衡（1）在四力平衡中，如果有两个力为恒力，或这两个力的合力方向确定，为了简便可用这两个力的合力代替这两个力，转化为三力平衡，例如：如图，qE <mg ，把挡板缓慢转至水平的过程中，可以用重力与静电力的合力mg －qE 代替重力与静电力．如图，物体在拉力F 作用下做匀速直线运动，改变θ大小，求拉力的最小值，可以用支持力与摩擦力的合力F ′代替支持力与摩擦力．（tan θ＝μ）（2）对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法． ★考向三 电磁力作用下的平衡问题 1、电场力作用下的平衡问题 （1）电场力的大小和方向 ①大小：F ＝Eq ，F ＝kq 1q 2r2。
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）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。
【考向解读】高考仍会以选择题为主，以受力分析、动态平衡为考点．其中拉力方向的变化、斜面倾角的变化、摩擦力的突变、细绳拉力的突变、弹簧弹力的变化都是动态平衡中常出现的类型．在平衡问题的分析中，摩擦力方向和大小的变化、滑动摩擦力和静摩擦力之间的转换也需要引起我们的注意．要求学生灵活、熟练运用平衡问题的常规解法，准确地进行判断与求解．预测2016年主要题型为选择题或计算题，高考热点主要有：受力分析、力的合成与分解、共点力的平衡，交汇命题点为带电体(或粒子)在电场、磁场或复合场中的平衡问题。
【命题热点突破一】受力分析、物体的平衡(1)分析受力的思路：①先数研究对象有几个接触处，每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力)。
②同时注意对场力的分析。
③假设法是判断弹力、摩擦力的存在及方向的基本方法。
(2)受力分析的基本步骤：明确研究对象―→隔离物体分析―→画受力示意图―→验证受力合理性。
(3)善于变换研究对象：若不能直接判断研究对象与接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力，可以采用变换研究对象，借助其他物体的受力判定。
例1.如图所示，杂技演员站在一块被他踩成斜面的木板上处于静止状态，关于斜面对演员的作用力，下面说法正确的是()A.木板对人可能有摩擦力作用，也可能没有摩擦力作用B.木板对人一定有摩擦力C.木板对人的弹力方向一定竖直向上D.木板对人的作用力方向垂直板斜向上答案 B 【规律方法】1．物体受力分析的常用方法 (1)整体法与隔离法(2)假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在． 2．v ＝0时一定是平衡状态吗？不一定． 3．处理平衡问题的基本方法(1)物体受三个力平衡时，利用力的合成或分解法比较简单．(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少，物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法．【变式探究】 如图所示，质量均为m 的a 、b 两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b 物体上施加水平拉力F 后，两物体始终保持静止状态，已知重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )A.a 物体对水平挡板的压力大小可能为2mgB.a 物体所受摩擦力的大小为FC.b 物体所受摩擦力的大小为FD.弹簧对b 物体的弹力大小可能等于mg解析 在b 物体上施加水平拉力F 后，两物体始终保持静止状态，则物体b 受到挡板的静摩擦力作用，且f ＝F ，因此它们之间一定存在弹力，故弹簧的弹力大于物体b 的重力，由整体法可知，a物体对水平挡板的压力大于2mg，故选项A、D错误，C正确；根据摩擦力产生的条件可知，a物体没有相对运动的趋势，故没有受到摩擦力，选项B错误。
1.如图1所示，一小男孩通过一根弹簧想把地面上的木箱拖回房间，但试了两次均未拖动.分析图甲、图乙后，下列说法正确的是()图1A.弹簧的弹力等于木箱受到的摩擦力与人所受的摩擦力之和B.图甲中木箱受到的摩擦力小于图乙中木箱受到的摩擦力C.图甲中木箱受到的合力小于图乙中木箱受到的合力D.图甲中木箱受到的合力大于图乙中木箱受到的合力2.如图2所示，物体受到沿斜面向下的拉力F作用静止在粗糙斜面上，斜面静止在水平地面上，则下列说法正确的是()图2A.斜面对物体的作用力的方向竖直向上B.斜面对物体可能没有摩擦力C.撤去拉力F后物体仍能静止D.水平地面对斜面没有摩擦力3.如图3所示，装载石块的自卸卡车静止在水平地面上，车厢倾斜至一定角度时，石块会沿车厢滑至车尾.若车厢倾斜至最大角度时还有部分石块未下滑，卡车会向前加速，从而把残余石块卸下.若视最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则()图3A.增加车厢倾斜程度，石块受到的支持力增加B.增加车厢倾斜程度，石块受到的摩擦力一定减小C.卡车向前加速时，石块所受最大静摩擦力会减小D.石块向下滑动过程中，对车的压力大于车对石块的支持力4.如图4所示，小球A 、B 穿在一根光滑固定的细杆上，一条跨过定滑轮的细绳两端连接两小球，杆与水平面成θ角，小球可看做质点且不计所有摩擦.当两球静止时，OA 绳与杆的夹角为θ，绳OB 沿竖直方向，则下列说法正确的是( )图4A.小球A 受到2个力的作用B.小球A 受到3个力的作用C.杆对B 球的弹力方向垂直杆斜向上D.绳子对A 的拉力大于对B 的拉力5.如图5甲、乙、丙所示，三个物块质量相同且均处于静止状态，若弹簧秤、绳和滑轮的重力均不计，绳与滑轮、物块与半球面间的摩擦均不计，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧秤的读数分别是F 1、F 2、F 3，则( )图5A.F 1＝F 2＝F 3B.F 3>F 1＝F 2C.F 3＝F 1>F 2D.F 1>F 2>F 36.如图6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( )图6A.mg k ＋RB.mg 2k ＋RC.23mg 3k＋RD.3mg3k＋R 7.如图7(a)所示，两段等长细绳将质量分别为2m 、m 的小球A 、B 悬挂在O 点，小球A 受到水平向右的恒力F 1的作用、小球B 受到水平向左的恒力F 2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图(b)所示的状态，小球B 刚好位于O 点正下方.则F 1与F 2的大小关系正确的是( )图7A.F1＝4F2B.F1＝3F2C.F1＝2F2D.F1＝F28.如图8所示，置于地面的矩形框架中用两细绳拴住质量为m的小球，绳B水平.设绳A、B对球的拉力大小分别为F1、F2，它们的合力大小为F.现将框架在竖直平面内绕左下端缓慢旋转90°，在此过程中()图8A.F1先增大后减小B.F2先增大后减小C.F先增大后减小D.F先减小后增大9.如图9所示，两个带有同种电荷的小球m1、m2，用绝缘细线悬挂于O点，若q1>q2，L1>L2，平衡时两球到过O点的竖直线的距离相等，则()图9A.m1>m2B.m1＝m2C.m1<m2D.无法确定10.(多选)如图10所示，倾角为30°的斜面体静止在水平地面上，轻绳一端连着斜面上的物体A(轻绳与斜面平行)，另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P点.动滑轮上悬挂质量为m的物块B，开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P点缓慢向右移动，直到动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，物体A刚好要滑动.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体A与斜面间的动摩擦因数为33.整个过程斜面体始终静止，不计滑轮的质量及轻绳与滑轮的摩擦.下列说法正确的是()A.物体A 的质量为22m B.物体A 受到的摩擦力一直增大C.地面对斜面体的摩擦力水平向左并逐渐减小D.斜面体对地面的压力逐渐减小11.如图12所示，在两固定的竖直挡板间有一表面光滑的重球，球的直径略小于挡板间的距离，用一横截面为直角三角形的楔子抵住.楔子的底角为60°，重力不计.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.为使球不下滑，楔子与挡板间的动摩擦因数至少应为( )图12A.33B.3C.12D.3212．如图2所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F 、半球面对小球的支持力F N 的变化情况是( )图2A ．F 增大，F N 减小B ．F 增大，F N 增大C ．F 减小，F N 减小D ．F 减小，F N 增大13．如图3所示，在水平地面上静止着一质量为M 、倾角为θ的斜面，自由释放质量为m 的滑块能在斜面上匀速下滑(斜面始终静止)，则下列说法中正确的是( )图3A．滑块对斜面的作用力大小等于mg cos θ，方向垂直斜面向下B．斜面对滑块的作用力大小等于mg，方向竖直向上C．斜面受到地面的摩擦力水平向左，大小与m的大小有关D．滑块能匀速下滑，则水平地面不可能是光滑的14．如图4所示，绝缘水平桌面上放置一长直导线a，导线a的正上方某处放置另一长直导线b，两导线中均通以垂直纸面向里的恒定电流。
专题01 力与物体的平衡 押题专练一、选择题（本题共包括18小题，每小题4分，共72分）1．如图所示，质量为2 kg 的物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，水平地面足够大．t ＝0时，物体以2 m/s 的初速度向右运动，同时对物体施加一个水平向左的大小恒为2 N 的拉力F ，向右为正方向，取g ＝10 m/s 2，则在t ＝0之后( )A ．物体所受摩擦力不会变化B ．物体所受摩擦力会由－4 N 变为＋2 NC ．物体所受摩擦力会由－4 N 变为－2 ND ．物体所受摩擦力会由＋4 N 变为＋2 N【解析】分析摩擦力问题的关键是弄清楚是滑动摩擦力还是静摩擦力，由题意知，刚开始物体向右运动，所以物体受到向左的滑动摩擦力为－4 N ；又因为t ＝0时，物体受到向左的水平恒力，所以物体会向右做匀减速直线运动直到速度为0；之后水平恒力小于最大静摩擦力，故物体受到向右的静摩擦力，与水平恒力等大反向，大小为＋2 N ，选项B 正确．【答案】B2．如图所示，在“探究影响电荷间相互作用力的因素”实验中，若P 1、P 2位置所悬挂的小球的带电荷量大小相等，质量分别为m 1和m 2，小球与带正电的物体M 之间的距离相同，两小球间的作用力忽略不计，在P 1、P 2位置所悬挂小球的丝线的偏角的正切值的比值为( )A.m 1m 2B.m 2＋m 1m 1C.m 2m 1＋m 2D.m 2m 1 【解析】分析小球受力，由于P 1、P 2位置所悬挂的小球的带电荷量大小相等，小球与带正电的物体之间的距离相同，说明电荷之间的作用力F 相同，利用平衡条件对两球分别列式，联立可得两偏角的正切值的比值．【答案】D3．如图所示，AB 、BD 为两段轻绳，其中BD 段水平，BC 为处于伸长状态的轻质弹簧，且AB 和CB 与竖直方向的夹角均为45°，现将BD 绳绕B 点缓慢向上转动，保持B 点不动，则在转动过程中作用于BD 绳的拉力F 的变化情况是( )A．变大B．变小C．先变大后变小D．先变小后变大【解析】要保持B点的位置不变，BD绳向上转动的角度最大为45°，由于B点的位置不变，因此弹簧的弹力不变，由图解可知，AB绳的拉力减小，BD绳的拉力也减小，B正确．、【答案】B4．课堂上，老师准备了“L”形光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木，要将三个积木按图示(截面图)方式堆放在木板上，则木板与水平面夹角θ的最大值为()A．30°B．45°C．60°D．90°【解析】将三个积木按题图示方式堆放在木板上，增大θ角的过程中，最上面的两个积木之间先是存在压力，在某一位置时，压力消失，此时θ角也达到最大值，之后再增大θ角，则最上面的积木便无法保持受力平衡状态．当θ角达到最大值时，积木的状态如答图所示，由几何关系知，θ角最大值为30°，故A 正确．【答案】A5.如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直线框平面向里，线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B ，线框达到新的平衡．则在此过程中线框位移的大小Δx 及方向是( )A ．Δx ＝2nIlB k ，方向向上 B ．Δx ＝2nIlB k，方向向下 C ．Δx ＝nIlB k ，方向向上 D ．Δx ＝nIlB k，方向向下 【解析】线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力处于平衡，安培力为：F B ＝nBIl ，且开始的方向向上，然后方向向下，大小不变．设在磁场反向之前弹簧的伸长量为x ，则反向之后弹簧的伸长量为(x ＋Δx)，则有：kx ＋nBIl －G ＝0，k(x ＋Δx)－nBIl －G ＝0解得：Δx ＝2nIlB k，且线框向下移动．故B 正确． 【答案】B6.如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下改变与水平间的夹角，以卸下车厢中的货物．当夹角为θ时，质量为M 的木箱A 与装在箱内的质量为m 的物体B ，一起以共同的速度沿车厢底板匀速滑下，则下列说法正确的是( )A ．A 、B 间没有静摩擦力 B ．A 受到B 的静摩擦力方向沿车厢底板向下C ．A 受到车厢底板的滑动摩擦力大小为Mgsin θD ．A 与车厢底板间的动摩擦因数μ＝tan θ【解析】质量为M 的木箱A 与装在箱内的质量为m 的物体B ，一起以共同的速度沿车厢底板匀速滑下，隔离B 受力分析，可知B 受静摩擦力作用，则A 、B 间有静摩擦力，选项A 错误；B 受到A 的静摩擦力方向沿车厢底板向上，根据牛顿第三定律，可知A 受到B 的静摩擦力方向沿车厢底板向下，选项B 正确；A 、B 一起以共同的速度沿车厢底板匀速滑下，把A 、B 看成整体，受力分析，由平衡条件有F f ＝(M ＋m)gsin θ，选项C 错误；A 、B 整体的重力沿垂直车厢底板方向的分力为(M ＋m)gcos θ，则有F f ＝μ(M ＋m)gcos θ＝(M ＋m)g sin θ，解得：μ＝tan θ，选项D 正确．【答案】BD7.如图所示，轻绳OA 、OB 系于水平杆上的A 点和B 点，两绳与水平杆之间的夹角均为30°，重物通过细线系于O 点．将杆在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转动30°，此过程中( )A ．OA 绳上拉力变大B ．OA 绳上拉力变小C ．OB 绳上拉力变大D ．OB 绳上拉力变小【解析】当杆水平时，以结点O 为研究对象，受力情况如图a 所示，此时OA 、OB 线上的拉力相等，根据平衡条件可得2F A sin 30°＝mg ，计算得出F A ＝F B ＝mg ；当杆转过30°时，以结点O 为研究对象，受力情况如图b 所示，根据平衡条件可得F A ′sin 60°＝mg ，计算得出F A ′＝23mg>mg ，F B ′＝mg tan 60°＝mg 3<mg ，故B 、C 错误，A 、D 正确．【答案】AD8.如图所示，质量为m ＝0.04 kg 、边长l ＝0.4 m 的正方形导体线框abcd 放置在一光滑绝缘斜面上，线框用一平行斜面的细线系于O 点，斜面倾角为θ＝30°.线框的一半处于磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化关系为B ＝2＋0.5t(T)，方向垂直于斜面．已知线框电阻为R ＝0.5 Ω，重力加速度为g ＝10 m/s 2.则( )A ．线框中的感应电流方向为abcdaB ．t ＝0时，细线拉力大小F ＝0.2 NC ．线框中感应电流大小为I ＝80 mAD ．经过一段时间t ，线框可能沿斜面向上运动【解析】根据楞次定律，线框中产生的感应电流方向为abcda ，选项A 错误；根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势E ＝ΔB Δt ·l 22＝0.5×0.08 V ＝0.04 V ，感应电流I ＝E R＝0.08 A ，t ＝0时磁感应强度B 0＝2 T ，bc 边所受安培力F A ＝B 0Il ＝2×0.08×0.4 N ＝0.064 N ，由左手定则可判断出安培力方向沿斜面向上．对线框由平衡条件F ＋F A ＝mgsin 30°，解得细线中拉力 F ＝0.136 N ，选项B 错误，C 正确；由安培力F A ′＝BIl ＝(2＋0.5t)×0.08×0.4 N ＝(0.064＋0.016t) N ，可知经过一段时间t ，安培力增大到大于线框重力沿斜面向下的分力时，线框沿斜面向上运动，选项D 正确．9．图示是人们短途出行，购物的简便双轮小车，若小车在匀速行驶的过程中支架与水平方向的夹角保持不变，不计货物与小车间的摩擦力，则货物对杆A、B的压力大小之比为F A：F B为()A．： 3 B.3：1 C．：1 D．：2【解析】以货物研究对象进行受力分析，如图所示，利用力的合成法可得tan 30°＝F B′F A′，根据牛顿第三定律可知，F B＝F B′，F A＝F A′，解得F A：F B＝3：1，选项B正确．【答案】B10.在港珠澳大桥建设中，将数根直径22米、高40.5米的空心钢筒打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界纪录．一根钢筒的重力为G，由如图所示的起重机用8根对称分布的、长为22米的钢索将其吊起，处于静止状态，则()A．钢筒受到8个力作用B．每根钢索受到的拉力大小为3 12GC．钢筒的重心可能在钢筒上D．钢筒悬吊在空中可能处于失重状态【解析】钢筒受到重力和8根钢索的拉力共9个力作用，选项A错误；由题意知，每根钢索与竖直方向夹角为30°，设每根钢索的拉力大小为F，钢筒处于静止状态，则由平衡条件有8Fcos 30°＝G，解得F＝3 12G，结合牛顿第三定律可知，选项B正确；钢筒空心，它的重心一定不在钢筒上，选项C错误；钢筒悬吊在空中处于静止状态，加速度为零，选项D错误．11．帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力．下列图中能使帆船获得前进动力的是()【解析】风给帆的弹力垂直于帆，因此A、B、C三项中船是向后退的，D项船是向前进的，故D项正确．【答案】D12.如图所示，有8个完全相同的长方体木板叠放在一起，每个木板的质量为100 g. 某人用手在这叠木板的两侧加一水平压力F，使木板水平静止．若手与木板之间的动摩擦因数为0.5，木板与木板之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，则水平压力F至少为()A．8 N B．15 N C．16 N D．30 N【解析】先将所有的木板当作整体，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有2μ1F≥8mg ①再考虑里面6块木板，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有2μ2F≥6mg②由①②，计算得出，F≥15 N；所以B项正确，A、C、D错误．【答案】B13.如图所示，一件质量为M的衣服挂在等腰三角形的衣架上，衣架通过轻绳OA悬挂在天花板下．衣服架质量为m，顶角θ＝120°，此时衣架底边水平．不计衣服与衣架摩擦，重力加速度为g，则竖直轻绳OA 受到的拉力T和衣架左侧对衣服的作用力F的大小分别为()A．T＝(M＋m)g，F＝33Mg B．T＝(M＋m)g，F＝12MgC．T＝Mg，F＝32Mg D．T＝Mg，F＝12Mg【解析】以衣服和衣服架为整体受力分析可知，整体受总重力和轻绳OA的拉力作用，根据平衡条件得：T′＝(M＋m)g，由牛顿第三定律知，OA受到的拉力T＝T′＝(M＋m)g；以衣服为研究对象，其受力分析如图所示，根据几何关系得F与竖直方向的夹角为30°，由平衡条件得：2Fcos 30°＝Mg，解得：F＝33Mg，故选A.【答案】A14．如图甲所示，四根等长的缆绳一端悬于起重机的吊钩上，另一端分别系在一个正方形的框架上，框架下面悬吊着重物，起重机将重物以0.5 m/s的速度沿竖直方向匀速向上吊起．若起重机的输出功率为20 kW，每根缆绳与竖直方向的夹角均为37°(如图乙所示)，忽略吊钩、框架及绳重，不计一切摩擦．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.则悬于吊钩的每根缆绳的拉力大小为()A．5.0×104 N B．4.0×104 N C．1.25×104 N D．1.0×104 N【解析】由P＝Fv，得F＝Pv＝2×1040.5N＝4×104 N，重物的重力G＝F＝4×104 N．设每根缆绳的拉力大小为T，根据共点力平衡条件得，4Tcos 37°＝G，解得T＝1.25×104 N.【答案】C15．如图所示，水平地面上固定着一个三棱柱，其左侧光滑，倾角为α；右侧粗糙，倾角为β.放置在三棱柱上的物块A和物块B通过一根跨过顶端光滑定滑轮的细绳相连，若物块A和物块B始终保持静止. 下列说法正确的是()A．仅增大角α(小于90°)，物块B所受的摩擦力一定增大B．仅增大角α(小于90°)，物块B对三棱柱的压力可能减小C ．仅增大角β(小于90°)，细绳的拉力一定增大D ．仅增大角β(小于90°)，地面对三棱柱的支持力不变【解析】物块A 受重力、三棱柱的支持力、细绳的拉力，由平衡条件可知细绳的拉力大小为F ＝m A gsin α，则仅增大角α，细绳的拉力增大，如果m A g<m B gsin β，则物块B 所受的摩擦力随α的增大而减小，A 错误；物块B 对三棱柱的压力为F NB ＝mgcos β，仅增大α，物块B 对三棱柱的压力不变，B 错误；由于物块A 始终静止不动且三棱柱左侧光滑，因此仅增大角β，细绳的拉力不变，C 错误；将三棱柱、物块A 、物块B 视为整体受力分析，整体受重力以及地面的支持力，因此仅增大角β，地面对三棱柱的支持力不变，D 正确．【答案】D16．美国物理学家密立根(likan)于20世纪初进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如下模型：两个相距为d 的平行金属板A 、B 水平放置，两板接有可调电源．从A 板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U 时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测到这个速度的大小为v ，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k ，重力加速度为g.则计算油滴带电荷量的表达式为( )A ．q ＝kvd UB ．q ＝vdg kUC ．q ＝kv UdD ．q ＝vg kUd【解析】根据油滴恰好悬浮在两板间，由平衡条件得：q U d ＝mg ，由题意知v ＝km ，联立得q ＝vdg kU，选项B 正确．【答案】B17．如图所示是某同学自制的灵敏电流表简易图，在光滑的倾角为θ的斜面上，有两个劲度系数均为k 的绝缘轻质弹簧，上端固定在斜面的横梁PQ 上，下端和一质量为m 的均匀细金属杆MN 相连．在矩形区域abcd 内有磁感应强度为B 、方向垂直斜面向里的匀强磁场，磁场边界ab 的长度为l 1，bc 的长度为l 2，MN 的长度为l 3，且l 3>l 1，用柔软的金属导线将金属杆M 、N 两端分别和正、负接线柱A 、B 相连．当MN 中没有电流通过且处于静止状态时，MN 与ad 、bc 中点连线重合，指针指在标尺的零刻度；当MN 中有电流通过时，指针所指示数可表示电流的大小，且规定电流方向从M 指向N 时为正．已知MN 、PQ 始终和斜面底边相平行，柔软导线对MN 没有力的作用，弹簧的压缩、拉伸均在弹性限度内，重力加速度为g ，则( )A ．灵敏电流表的示数为零时，每条弹簧的伸长量为mgsin θkB ．弹簧的弹力为零时，灵敏电流表的示数为mgsin θ2Bl 1，电流是从A 接线柱流入的 C ．电流表的刻度不均匀，且零刻度线上方的刻度线分布较密集D ．电流表零刻度线下方为负值，最大刻度值为kl 2Bl 1【解析】设金属杆无电流通过时弹簧的伸长量为Δx ，则有2kΔx ＝mgsin θ，则每条弹簧的伸长量为mgsin θ2k，所以A 错误；弹簧的弹力为零时，电流从A 接线柱流入，有BIl 1＝mgsin θ，则I ＝mgsin θBl 1，所以B 错误；设电流从B 接线柱流入时，金属杆沿斜面向下移动x ，则有BIl 1＋mgsin θ＝2k(x ＋Δx)，联立2kΔx ＝mgsin θ得BIl 1＝2kx ，即I ∝x ，设电流从A 接线柱流入时，金属杆沿斜面向上移动x ，则有BIl 1＝mgsin θ＋2k(x －Δx)[或BIl 1＋2k(Δx －x)＝mgsin θ]，联立2kΔx ＝mgsin θ也得到BIl 1＝2kx ，即I ∝x ，故电流表零刻度线上、下方刻度线分布都是均匀的，所以C 错误；电流从B 接线柱进入，金属杆带动指针沿斜面向下移动，故零刻度线下方为负值，设最大刻度为I m ，由受力平衡得BI m l 1＋mgsin θ＝2k ⎝⎛⎭⎫l 22＋Δx ，即I m ＝kl 2Bl 1，所以D 正确． 【答案】D18．如图所示，光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为θ.导体棒ab 静止在斜面上，ab 与斜面底边平行，通有图示的恒定电流I.空间充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.现缓慢增大θ(0<θ<90°)，若电流I 不变，且ab 始终静止在斜面上(不考虑磁场变化产生的影响)，下列说法正确的是( )A ．B 应缓慢增大 B ．B 应缓慢减小C ．B 应先增大后减小D ．B 应先减小后增大【解析】如图作出右侧侧视图，则可知，金属棒受重力、支持力及向右的安培力的作用；增大角度，则支持力的方向将向左旋转，要使棒仍然平衡，则支持力与安培力的合力一直等于重力；则由图可知，安培力必须增大；故磁感应强度应增大．【答案】A二、计算题(本题共两小题，共28分)19.（12分）如图(a)所示，三棱柱的左、右两侧斜面的倾角α=β=45°，物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，分别放在两侧的斜面上，此时物块P恰好不向下滑动且物块Q恰不受摩擦力。
