2021届老高考二轮复习物理小题必练：受力分析 共点力的平衡 含答案

(1)整体法与隔离法的应用，物体的受力分析；(2)共点力的平衡条件及分析；(3)动态平衡问题分析、正交分解法应用。

例1．(2020∙全国III卷∙17)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧

绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α＝70°，则β等于( )

A．45°B．55°C．60°D．70°

【答案】B

【解析】甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示，根据几何关系有180°＝2β＋α，解得β＝55°。

【点睛】本题考查共点力平衡的应用，掌握力的平行四边形定则的内容，利用几何关系列式即可求解。体现了核心素养中科学推理、科学论证要素。

例2．(2020∙山东卷∙8)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时

受力分析共点力的平衡

，物块A 、B 刚好要滑动，则μ的值为( )

A ．13

B ．14

C ．

D ．16

【答案】C

【解析】当木板与水平面的夹角为45°时，两物块刚好滑动，对A 物块受力分析如图，A 、B 之间的滑动摩擦力f 1＝μmg cos 45°，根据平衡条件可知T ＝mg sin 45°＋f 1；对B 物块受力分析如图沿斜面方向，B 与斜面之间的滑动摩擦力f 2＝μ·3mg cos 45°，根据平衡条件可知2mg sin 45°＝T ＋f 1＋f 2，解得。

【点睛】本题考查了多个物体的平衡问题，解题的关键是对选取的对象进行正确的受力分析，不多力，不少力，同时注意摩擦力中正压力的求解。体现了模型建构、科学推理等核心素养。

1．如图所示，三个形状不规则的石块a 、b 、c 在水平桌面上成功地叠放在一起。下列说法正确的是( )

A ．石块b 对a 的支持力一定竖直向上

B ．石块b 对a 的支持力一定等于a 受到的重力

C ．石块c 受到水平桌面向左的摩擦力

D ．石块c 对b 的作用力一定竖直向上

2．(多选)如图所示，桌面上固定一个光滑竖直挡板，现将一个长方形物块A 与截面为三角

形的垫块B 叠放在一起，用水平外力F 缓缓向左推动B ，使A 缓慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中( )

A ．A 和

B 均受三个力作用而平衡

B ．B 对桌面的压力保持不变

C ．A 对B 的压力越来越小

D ．外力F 的大小恒定不变

3．如图所示，质量为m 的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k 的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在P 点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为( )

A ．mg k

B ．3mg 2k

C ．3mg 3k

D ．3mg k

4．(多选)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，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，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

5．如图所示，有一质量不计的杆AO ，长为R ，可绕A 自由转动。用绳在O 点悬挂一个重为G 的物体，另一根绳一端系在O 点，另一端系在圆弧形墙壁上的C 点。当点C 由图示位置逐渐

向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是( )

A．逐渐减小

B．逐渐增大

C．先减小后增大

D．先增大后减小

6．A、B、C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图所示，C是一箱砂子，砂子和箱的重力都等于G，动滑轮的质量不计，打开箱子下端开口，使砂子均匀流出，经过时间t0流完，则下图中哪个图线表示在这个过程中桌面对物体B的摩擦力f随时间的变化关系 ( )

7．在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体，在它上面放有质量为m的木块，用一根平行于斜面的细线连接一个轻环，并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上，整个系统处于静止状态，如图所示，则杆对环的摩擦力大小为( )

A．mg sin θB．mg cos θ

C．mg tan θD．mg sin θcos θ

8．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的内表面光滑，一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m1、m2，当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60°、30°，则碗对两小球m1、m2的弹力大小之比是( )

A．1∶2 B．3∶1

C．1∶ 3 D．3∶2

9．如图所示，在细绳AC和水平拉力共同作用下竖直轻杆AB处于平衡状态。若AC加长，使C点左移，AB仍保持平衡状态。细绳AC上的拉力T和杆AB受到的压力N与原先相比，下列说法正确的是( )

A．T和N都增大

B．T和N都减小

C．T增大，N减小

D．T减小，N增大

10．如图所示，高层住宅外安装空调主机时，电机通过缆绳牵引主机沿竖直方向匀速上升。为避免主机与阳台、窗户碰撞，通常会用一根拉绳拽着主机，地面上拽拉绳的人通过移动位置，使拉绳与竖直方向的夹角β保持不变，则在提升主机过程中，下列结论正确的是( )

A．缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都增大

B．缆绳拉力F1和拉绳拉力F2都不变

C．缆绳与竖直方向的夹角α可能大于角β

D．缆绳拉力F1的功率保持不变

11．如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，框架与小球始终保持静止状态。在此过程下列说法正确的是( )