2022届高考物理二轮复习练：共点力平衡 含答案

共点力平衡

一、选择题（共15题）

1如图所示，质量为m的手机静置在支架斜面上，斜面与水平面的夹角为。，手机与接触面的动摩擦因

数为〃，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.支架对手机的作用力方向垂直于斜面向上，大小为mgcosO

B.支架斜面对手机的摩擦力大小为nmgcos。，方向沿斜面向上

C.手持支架向上做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，手机受到的支持力比静止时受到的支持

力小

D.手持支架向右做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，手机可能不受摩擦力

2如图所示，工人用真空吸盘悬空搬运表面平整的大理石。已知吸盘受到人的拉力F与水平方向的夹角

为0,大理石沿水平方向做匀加速直线运动。若其加速度增大，则（）

A.8不变,F变大

B.e变大，尸变大

c.吸盘对大理石的作用力不变

D.吸盘对大理石的摩擦力变大

3如图所示，一个倾角为30。、底面粗糙、斜面光滑的斜面体放在粗糙的水平面上，斜面体的质量为

2m。轻绳的一端固定在天花板上，另一端系住质量为根的小球，整个系统处于静止状态，轻绳与竖直方

向的夹角也为30。。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则斜面体与水平面间的动摩擦因数至少为（）

4倾角为45。的斜面上系一质量为m的光滑球体，系绳与竖直方向的夹角为60。，则（）

B斜面的支持力为mgcos45°

C.绳的拉力大于斜面的支持力

D.绳的拉力小于斜面的支持力

5如图所示，足够长的粗糙斜而放置在水平地而上，物块A和物块B用细线绕过光滑定滑轮连接，物块

A与定滑轮之间的细线与斜面平行，开始时用手（图中未画出）竖直向上托着物块B,整个装置均处于静止

状态。现将物块B由静止释放，当物块A沿斜面向上运动一段距离时（物块B未落地），细线断开。下列

A.释放物块B前，水平地面对斜面的摩擦力方向向右

B.释放物块B前，物块A受到的摩擦力方向一定沿斜面向下

C.细线断开后瞬间，物块A受到的摩擦力方向可能沿斜面向上

D.细线断开后瞬间，水平地面对斜面的摩擦力方向向左

6如图所示，甲乙两人分别乘坐两种电动扶梯（均与扶梯保持相对静止），此时两电梯均匀速向上运转,

则（)

B.甲受到的摩擦力水平向左

C.乙受到两个力的作用

D.乙受到的摩擦力沿斜面向上

7如图所示，斜面A和物块B静置在水平地面上，某时刻起，对8施加一个沿斜面向上的力F,力尸从

零开始随时间均匀增大，在这一过程中4、B始终保持静止。则（）

B.A对8的摩擦力不变

C.地面对A的支持力不变

D.地面对4的摩擦力一直变大

8.为了便于顾客使用购物推车在不同楼层间往返，很多超市中安装了坡面平整的自动人行道，而不是安

装阶梯式自动扶梯。如图所示，关于顾客站立在自动人行道上随之向上、向下运动的过程中，所受摩擦力

的方向判断正确的是（）

A.若顾客随自动人行道一起匀速上行时，所受摩擦力沿坡面向下

B.若顾客随自动人行道一起匀速上行时，所受摩擦力沿坡面向上

C.若顾客和人行道都静止，则顾客不受摩擦力

D.若顾客随自动人行道一起匀速下行时，所受摩擦力沿坡面向下

9.如图所示，对下列图片描述正确的是（)

甲乙丙丁

A.图甲右上方的路牌所标的“50”为车辆通行的平均速度

B.由图乙可推出，所有形状规则的物体的重心均在其几何中心处

C.伽利略利用图丙实验，总结出自由落体运动是匀变速直线运动

D.图丁中小孩推箱而不动，说明小孩的推力小于地面对箱子的静摩擦力

。某物体受到F、F、F三个力的作用，且处于平衡状态，其中F=10N,F=7N,则F不可能是以下选

123123

项中的哪一个（）

A.3NB.8NC.15ND.18N

1如图所示，将两个质量均为机的小球P、Q系在同一轻绳上，悬挂在。点。现对Q物体施加一个力

F,使OP与竖直方向的夹角=30。。该力F的最小值为（）

Q

A.B.mgC.D.Jmg

22

2如图所示，质量为，〃的小球分别用轻弹簧a和轻绳〃相连，固定在竖直墙面和天花板上，其中轻弹簧

a水平，轻绳。与水平面的夹角。=60。，重力加速度为g。现将轻绳6剪断。则在剪断轻绳匕的瞬间

A.小球有沿弹簧水平向左运动的趋势

B.弹簧的弹力为2mg

C小球的加速度为g

D小球的加速度为2破g

3

轻绳一端系在质量为加的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳

子上一点0,使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。则在这

一过程中，环对杆的摩擦力下和环对杆的压力尸的变化情况是（）

2

A.尸逐渐增大B.尸保持不变C.F逐渐减小D.尸保持不变

1122

如图甲所示，倾角为0的斜面体C置于水平地面上，物块b置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与物

块。连接，连接b的一段细绳与斜面平行，整个装置处于静止状态，现在人上再轻放一小物块，整个系统

仍处于静止状态，如图乙所示，则放上小物块之后与没放时相比（）

A.6受到c的摩擦力方向可能会发生改变B.b对c的摩擦力大小一定发生改变

C.地面对c的摩擦力大小一定变大D.地面对c的摩擦力大小和方向都不发生改变

J木块分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A8之间的轻弹簧被压缩

了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动，现用F1N的水平拉力作用在木块

B上，如图所示，力尸作用后（）

A木块A所受摩擦力大小是8N

B木块A所受摩擦力的方向向左

C木块8所受摩擦力大小是9N

D木块B所受摩擦力方向向右

二、非选择题

6如图，物体在斜向上的恒力下作用下，沿水平地面做匀速直线运动，物体受到地面的支持力与重

力G的大小关系为尸^______G（填“三”或"v”），物体所受的合力大小为。

长木板上表面的一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器。如图所示，木板由水平位置缓

慢向上转动（木板与地面的夹角a变大），另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力与随角度a

的变化图像如图乙所示（0，FR,01,%为已知量），当角度从％到外变化过程中木块的加速度

（填“保持不变”、"越来越小”、"越来越大”）；木块与木板间的动摩擦因数是。

8如图，若另一端由B点水平移至D点，则绳中拉力大小变化的情况是

如图所示，质量分别为m和2m的木块A和B,用一个劲度系数为k的轻质弹簧连接，最初系统静止,

现在竖直用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为

A

B

0如图所示，某人用轻绳牵住一质量m=0.5kg的氢气球站立在地面上，因受水平风力的作用，系气球的

轻绳与水平方向成37。角。已知空气对气球的浮力尸=20N,方向竖直向上，人的质量M=50kg,人受的

浮

浮力和风力忽略不计。（sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2）求:

®水平风力尸和轻绳拉力7的大小；

②地面对人的支持力FN和摩擦力/的大小。

如图所示，在光滑的桌面上放有木块A,在木块上有质量为2.3kg的滑块B,滑块B的左端用一根轻绳系

在左边的竖直墙上，绳与悬点下方的墙面夹角为0。当。等于90°（即轻绳水平），水平向右的拉力

尸=4.6N时，恰能拉动木块。设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，求：

3当0=90。，拉力F=8N时，绳上的拉力大小。

⑵当共53。时，恰能拉动木块的拉力尸的大小。（sin530=0.8,cos53°=0.6）

®讨论。角度的大小与恰好能拉动木块的拉力尸大小之间的关系。

如图所示，物体A和物体D质量分别为40kg、20kg,物体A与桌面间、物体A与物体D间的动摩擦因数

均为0.3,它们间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。AC绳水平，OC绳与竖直

方向的夹角为30。（结果可用根式表示）

①当物体8重10kg时，求物体A所受桌面的摩擦力；

②如果OC绳能够承受的最大拉力为400N,其余绳承受能力足够大，A静止不动，问所挂物体B的最

3如图所示，侧壁上挂一个光滑的质量为8kg的球，绳与壁的夹角为矢37。（取小10m/s2,而37。=0.6,

cos37°=0.8）求：

（1）侧壁受到的压力大小;

（2）绳受到的拉力大小。

参考答案：

1.D

【详解】

A支架对手机的作用力与手机的重力平衡，则方向竖直向上，大小为mg,故A错误；

B支架斜面对手机的摩擦力为静摩擦力，大小为

f=mgsin0

故B错误；

C.手持支架向上做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，手机有向上的加速度，

处于超重太，手机受到的支持力比静止时受到的支持力大，故c错误；

D.手持支架向右做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，加速度向右，当支持力

的水平分力恰好提供加速度所需的力，则没有摩擦力，故D正确。

故选D。

2.D

【详解】

AB.对吸盘和大理石为整体进行受力分析，竖直方向受力平衡

FsinO=(M+m)g

可得

。不变时，sinO不变，尸不变,A错误，

0变大时，sin0变大，F变小，B错误；

CD.对大理石进行受力分析可以知道，大理石受到重力，吸盘的吸力以及水平方向的静摩

擦力，竖直方向受力平衡，吸盘的吸力等于大理石的重力，水平方向做匀加速直线运动，

加速度增大时，摩擦力也变大，D正确，根据力的合成原则可以知道，吸盘对大理石的作用

力变大，C错误：

故选D。

3.C

【详解】

由题意对小球受力分析，沿斜面方向由平衡条件得

mgsin30°=Tcos30°

解得

T=mgtan30°=mg

3

对小球和斜面构成的整体受力分析，由平衡条件得，水平方向满足

Tsin300=/

竖直方向满足

F^+Tcos30°=3mg

当

时，斜面体与水平面间的动摩擦因数最小，解得最小为

15

故选C。

4.D

【详解】

对球受力分析，将三力平移组成一闭合三角形，如图

由正弦定理知

sin75°sin45°sin60°

解得

「厂

hi—"1父sin45°</*—mssin60°

Tsin75°Nsin75°

故ABC错误，D正确。

故选D。

5.D

【详解】

A初始状态整个系统均静止，故地面对斜面没有摩擦力，A错误；

R释放物块B前，物块A受到的摩擦力方向不能确定，B错误；

C.细线断开后瞬间，物块A沿斜面向上运动，受到的摩擦力方向沿斜面向下，C错误；

D.细线断开后瞬间，物块A对斜面的摩擦力方向沿斜面向上，物块A对斜面的压力垂直

斜面向下，故水平地面对斜面的摩擦力方向向左，D正确。

故选D。

6.D

【详解】

AB.甲在匀速运动过程中相对扶梯没有相对运动的趋势，所以不受摩擦力作用，仅受到重

力和支持力两个力作用，故AB错误；

CD.乙有沿斜面向下运动的趋势，将受到沿斜面向上的摩擦力，除此之外乙还受到重力和

扶梯的支持力，共三个力作用，故C错误，D正确。

故选D。

7.D

【详解】

AB.开始时A对B的摩擦力沿斜面向上，随着F增大，A对B的摩擦力先减小，当F增大

至与B的重力沿斜面分力大小相等时，A对B的摩擦力减至零，之后A对B的摩擦力变为

沿斜面向下并增大，故A错误；

CD.对4、B整体分析可知，地面对A的摩擦力与尸的水平分量大小相等，所以地面对A

的摩擦力一直变大，故C错误，D正确。

故选D。

8.B

【详解】

A.若顾客随自动人行道一起匀速上行时，根据平衡条件，所受摩擦力沿坡面向上，与重

力的下滑分力相平衡，A错误，B正确；

C.若顾客和人行道都静止，所受摩擦力仍沿坡面向上，与重力的下滑分力相平衡，C错

误；

D.若顾客随自动人行道一起匀速下行时，根据平衡条件，所受摩擦力仍沿坡面向上，与

重力的下滑分力相平衡，D错误。

故选B。

9.C

【详解】

A.图甲右上方的路牌所标的“50”为车辆允许通行的最大的瞬时速度，故A错误；

B.所有形状规则且质量均匀的物体的重心才均在其几何中心处，故B错误；

C.伽利略利用图丙中理想斜面实验，总结出自由落体运动是匀变速直线运动，故C正

确；

D.小孩的推力与地面对箱子的静摩擦力是一对平衡力，大小相等，故D错误。

故选C。

10.D

【详解】

F和F的合力大小范围是

12

3N<F<17N

根据平衡条件的推论可知F应在3N到17N之间，故ABC可能，不符合题意，D可能,

符合题意。

故选D。

11.B

【详解】

对PQ整体进行受力分析，所受三力平移后组成一闭合三角形，受力如图所示

///〃////

由图可以看出，当外力F与0P绳拉力垂直时有最小值，此时尸与竖直方向成60。角，则

有

F=2mgCOS60°=mg

min

故ACD错误，B正确。

故选B。

12.D

【详解】

剪断轻绳前，由平衡条件得轻弹簧中的弹力和轻绳的拉力为

mg

F=---------==mg

tan60°36

mg2^j3

剪断轻绳瞬间，小球只受弹簧弹力和重力两个力的作用，两力瞬间不变，所以在此瞬间，

依

弹簧弹力为一,咫；两力合力等于剪断轻绳前此两力的合力，由共点力平衡推论知，剪断

3

轻绳前两力的合力与轻绳拉力等大反向，所以此瞬间合力方向为斜向左下方，即为小球在

此瞬间的运动趋势方向；合力大小为

由牛顿第二定律

F-ma

八

口

得

2J3

a=-^-g

3

故ABC错误，D正确。

故选D。

13.BC

【详解】

对。点受力分析可知

F=mgtanO

则当物体4从图中实线位置缓慢下降到虚线位置时，因，减小，则下减小；对圆环和物体

A的整体受力分析可知，竖直方向细杆对圆环的摩擦力

F=(m+m)g

1

水平方向

F=F'

2

则杆对环的摩擦力号'不变，杆对环的弹力变小，根据牛顿第三定律可知环对杆的摩擦

力尸不变，环对杆的压力尸减小。

12

故选BCo

14.AD

【详解】

图甲中，绳的拉力

F=mg

1a

因为“〃间的质量关系未知，故b、c间的摩擦力方向未知，以仄c整体为研究对象，地

面对氏c整体的摩擦力向左，大小为

f=Fcos9

11

图乙中，绳的拉力

F=mg

2a

以6和小物块整体为研究对象，因为“和b与小物块的总质量间的关系未知，故氏C间的

摩擦力方向未知，以氏C和小物块整体为研究对象，地面对b、C和小物块整体的摩擦力

向左，大小为

f=FcosO

22

AD项正确,BC项错误。

故选ADo

15.AC

【详解】

木块A与地面间的滑动摩擦力为

JA=/imAg=\2.5N

木块B与地面间的滑动摩擦力为

fB=pmBg=15N

弹簧弹力为

F^AA-=400X2X10-2N=8N

施加水平拉力尸后，对B物体受力分析，重力与支持力平衡，水平方向受向右的弹簧弹力

和向右的拉力，这两个力的合力为9N。而B木块与地面间的最大静摩擦力为15N（等于滑

动摩擦力），大于弹簧弹力和拉力的合力，故木块B不动，故木块8受到的滑动摩擦力为

9N,方向水平向左；木块A所受摩擦力大小仍是8N,方向向右。

故选ACo

16.<0

【详解】

设F与水平方向夹角为0,根据平衡条件，竖直方向有

Fv+Fsin0=G

可得

FN<G

物体在做匀速直线运动，所以所受合力为零。

17.越来越大/rtan?

f2

【详解】

根据木块受力分析，结合乙图，知a在0~%范围内变化时，木块保持与木板相对静止，摩

擦力是静摩擦力，当a=8/时，木块刚要下滑

mgsin0=F

1f2

a在％到外范围内变化时，木块相对木板下滑，由牛顿第二定律

mgsina-F^=ma

由乙图知此过程号随a的增大在减小，sina随a的增大而增大，所以加速度。越来越大；

a在外到外范围内变化时，木块相对木板下滑，滑动摩擦力

F=iimgcosQ

（11

联立可得

u=-^i-tan0

F1

f2

18.变大

【详解】

若另一端由B点水平移至。点，根据共点力平衡可知，设绳间夹角为0,则

0

Tcos_=G

2

夹角变大，则绳中拉力大小变大。

19.3加女

【详解】

开始时，A、B都处于静止状态，弹簧的压缩量设为勺，由胡克定律有

kx=mg①

物体B恰好离开地面时，弹簧对B的拉力为2mg,设此时弹簧的伸长量为々，由胡克定律

有

kx=2mg①

这一过程中，物体B上移的距离

①①①式联立可解得

d=3mg

-kr-

20.(1)20N,25N；(2)485N,20N

【详解】

(1)对气球根据平衡条件有

F=mg+7sin370

浮

F=Tcos37°

解得

F=20N

T=25N

(2)对人根据平衡条件有

FN=Mg-Tsin370=485N

/=Tcos370=20N

21.(1)4.6N；(2)4N；(3)见解析

【详解】

S当。等于90。，尸=4.6N时恰能拉动木块，对A,由平衡条件，此时滑动摩擦力

户尸=4.6N

当6=90。，拉力F=8N时A相对B向右滑动，A、B间摩擦力不变。

对B,由平衡条件得绳子拉力

尸r寸=4.6N

②若刚好拉动，则绳的拉力的水平分力等于摩擦力，也等于尸。对AB整体有

—in53°=F

对B,竖直方向上有

Fcos53°+F=mg

TN

又

/=F=MF,N=0.2

N

联立解得

F=4N

(3)同(2)有

Fsin0=F

T

FCOS0+F=mg

TN

F=|iF

N

得