2025届高考物理一轮复习热点强化2力与物体的平衡含解析新人教版

PAGE5-高考热点强化(二)力与物体的平衡(时间：30分钟)1．如图所示，一质量匀称的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二，先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上，处于静止状态，两半球间的作用力分别为F和F′，已知支架间的距离为AB长度的一半，则eq\f(F,F′)等于()A．eq\r(3)B．eq\f(\r(3),2)C．eq\f(2\r(3),3)D．eq\f(\r(3),3)A[设两半球的总质量为m，当球以AB沿水平方向放置，可知F＝eq\f(1,2)mg，当球以AB沿竖直方向放置，隔离右半球受力分析如图所示，可得：F′＝eq\f(mg,2)tanθ，依据支架间的距离为AB的一半，可得：θ＝30°，则eq\f(F,F′)＝eq\f(1,tanθ)＝eq\r(3)，则A正确。]2.(2024·河南月考)如图所示，一个小球放在固定斜面体的光滑斜面上，用平行于斜面对上的拉力拉着小球，小球保持静止，现将拉力在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到竖直方向，小球始终保持静止，则在转动的过程中，关于拉力及斜面体对小球的弹力，下列推断正确的是()A．拉力始终减小 B．拉力先减小后增大C．弹力始终减小 D．弹力始终增大C[小球受重力、垂直斜面的弹力和拉力，在三个力作用下处于静止状态，三力平衡，则三力首尾相连构成闭合矢量三角形，如图所示，当拉力顺时针转动时，由图可知拉力F始终增大，弹力始终减小，故C正确。]3.如图所示，竖直放置的光滑圆环，顶端D点处固定肯定滑轮(大小忽视)，圆环两侧套着质量分别为m1、m2的两小球A、B，两小球用轻绳绕过定滑轮相连，并处于静止状态，A、B连线过圆心O点，且与右侧绳的夹角为θ。则A、B两小球的质量之比为()A．tanθ B．eq\f(1,tanθ)C．eq\f(1,cosθ) D．sin2θB[对两小球分别受力分析，作出力的矢量三角形，如图所示。对小球A，可得eq\f(m1g,sin90°－θ)＝eq\f(T,sinα)；对小球B，可得eq\f(m2g,sinθ)＝eq\f(T,sin180°－α)；联立解得eq\f(m1,m2)＝eq\f(1,tanθ)，故选B。]4.(2024·黑龙江齐齐哈尔调研)重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳按如图所示连接后悬挂在O点上，O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍，将一个拉力F作用到小球B上，使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上，则拉力F的最小值为()A．eq\f(1,2)GB．eq\f(\r(3),3)GC．GD．eq\f(2\r(3),3)G

A[对A球受力分析，因O、A间绳竖直，则A、B间绳上的拉力为0。对B球受力分析如图所示，则可知当F与O、B间绳垂直时F最小，Fmin＝Gsinθ，其中sinθ＝eq\f(l,2l)＝eq\f(1,2)，则Fmin＝eq\f(1,2)G，故A项正确。]5.将一光滑轻杆固定在地面上，杆与地面间夹角为θ，一光滑轻环套在杆上。一个大小和质量都不计的滑轮用轻绳OP悬挂在天花板上，用另一轻绳通过滑轮系在轻环上，用手拉住轻绳另一端并使OP恰好在竖直方向，如图所示。现水平向右拉绳，当轻环重新静止不动时，OP绳与天花板之间的夹角为()A．90° B．45°C．θ D．45°＋eq\f(θ,2)D[对轻环Q进行受力分析如图1，则只有绳子的拉力垂直于杆的方向时，绳子的拉力沿杆的方向没有分力；由几何关系可知，绳子与竖直方向之间的夹角是θ；图1对滑轮进行受力分析如图2：图2由于滑轮的质量不计，则OP对滑轮的拉力与两段绳子上拉力的合力大小相等方向相反，所以OP的方向肯定在两根绳子之间的夹角的平分线上，由几何关系得OP与竖直方向之间的夹角：β＝eq\f(90°＋θ,2)－θ＝45°－eq\f(1,2)θ则OP与天花板之间的夹角为：90°－β＝45°＋eq\f(1,2)θ故选：D。]6.如图所示，质量为m的光滑球体夹在竖直墙和斜面体之间静止，斜面体质量也为m，倾角为45°，斜面体与水平地面间的动摩擦因数为μ(0.5<μ<1)，斜面体与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若增加球体的质量，且使斜面体静止不动，则可增加的最大质量为()A．mB．eq\f(2μ－1,2－μ)mC．eq\f(2μ－1,1－μ)mD．eq\f(2μ,1－μ)mC[对整体受力分析如图甲所示，Ff＝F1，对球体受力分析如图乙所示，则F1＝mgtan45°，由此可知斜面体与地面间的静摩擦力Ff＝mgtan45°，增加球体的质量，要使斜面体静止不动，则(m＋Δm)gtan45°≤μ(2m＋Δm)g，解得Δm≤eq\f(2μ－1,1－μ)m，选项C正确。]甲乙7.《大国工匠》节目中讲解并描述了王进利用“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，另一端由工人限制。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始终处于伸直状态，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．工人对绳的拉力始终变大B．绳OD的拉力始终变小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eq\f(\r(3),2)mgC[对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示，绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ，绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α。依据几何学问知θ＋2α＝90°，由正弦定理可得F1增大，F2减小，A、B错误；两绳拉力的合力大小等于mg，C正确；α＝30°时，θ＝30°，可求出F2＝eq\f(\r(3),3)mg，D错误。]8.(浙江选考物理2024年4月)如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则()A．杆对A环的支持力变大B．B环对杆的摩擦力变小C．杆对A环的力不变D．与B环相连的细绳对书本的拉力变大B[将A、B两个轻环、绳、书本视为整体，竖直方向整体受到向下的重力和向上的支持力作用，两个支持力大小之和等于重力，FN＝eq\f(1,2)mg，大小保持不变，A错误；对B环进行受力分析，如图甲所示，Ff＝FNtanθ＝eq\f(1,2)mgtanθ，两环距离变小，t