2022-2024年高考物理试题分类汇编：物体平衡（含解析）

三年真题

4<05物体平衡

宜每冒债。麴题制

考点三年考情（2022-2024）命题趋势

2024年1月浙江选考卷：连接体平衡；

2024高考湖北卷：两拖船P、Q拉着无动力货船

S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进。

2024高考全国理综甲卷:将重物从高层楼房的窗

外运到地面。

2023高考江苏卷：“嫦娥五号”探测器静止在月

1.物体平衡中高考考查频率较高的

考点1静态平球平坦表面处。

知识主要是静态平衡和动态平衡。

衡2023年6月高考浙江选考:水平面上固定两排平

2.静态平衡包括单体静态平衡、结

（5年5考）行的半圆柱体上叠加圆柱体。

点静态平衡和连接体静态平衡。静

2022年高考广东卷：制作豆腐的石磨，三根轻绳

态平衡一般与力学中三种力、力的

的结点平衡。

分解等知识点综合考查。

2022高考辽宁物理卷:蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂

3.动态平衡一般难度较大，可以利

在水管上，三根细线的结点平衡。

用解析法、动态平衡矢量图法等分

2022年6月浙江选考:轻质晒衣架静置于水平地

析解答。

面上平衡。

2022高考河北卷：）如图，用两根等长的细绳将

考点2动态平一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的尸点，将木板以

衡底边腑为轴向后方缓慢转动直至水平。

（5年3考）2023高考海南卷:工人利用滑轮组将重物缓慢提

起。

窃窗给绿。围油送温

考点01静态平衡

1.（2024年1月浙江选考•6）如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、3

c和d,其中。的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、

Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。己知小球A、B和配重P、Q质量均为50g,细线c、d平行

且与水平成。=30。（不计摩擦），则细线a、b的拉力分别为（）

0.5NC.IN,1ND.IN,0.5N

【参考答案】D

【名师解析】由题意可知细线C对A的拉力和细线d对B的拉力大小相等、方向相反，对A、B整体分析可

知细线a的拉力大小为Ta=（加人+加B）g=IN

设细线b与水平方向夹角为a,对A、B分析分别有

Tbsma+TcsinO=mAg

Tbcosa=Tdcos，

解得7；=0.5N,D正确。

2.（2024高考湖北卷）如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进,

两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30。。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为了,方向与船的运

动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（）

Q

A.昱fB.fC.2/D.3/

33

【答案】B

【解析】

根据题意对S受力分析如图

2Tcos30°=f

所以有

Q

则有

+Teos30。J=F2

解得

F=N

3

故选Bo

5.（10分）（2024高考全国理综甲卷）

将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图，

一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上

的绳子Q,二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量加=42kg,重力加速度大小g=10m/s2,当P

绳与竖直方向的夹角a=37°时，Q绳与竖直方向的夹角0=53°,（sin37°=0.6）

（1）求此时P、Q绳中拉力的大小；

（2）若开始竖直下降时重物距地面的高度力=10m,求在重物下降到地面的过程中两根绳子拉力对重物做

的总功。

【参考答案】（1）1200N,900N；（2）-4200J

解题思路本题考查的考点：平衡条件动能定理

（1）重物下降的过程中受力平衡，设此时P、Q绳中拉力的大小分别为7；和马,竖直方向

工cosa=mg+%cos/3

水平方向

T^sina=T2sin/3

联立代入数值得

Tx=1200N,T2=900N

（2）整个过程根据动能定理得

W+mgh=0

解得两根绳子拉力对重物做的总功为

W=-4200J

4.（2023高考江苏学业水平选择性考试）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探

测器质量为m,四条腿与竖直方向的夹角均为。月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的工。每

6

条腿对月球表面压力的大小为（）

mg

Dn.---m--g-cmgD.

4cos。6cos。~24

【参考答案】D

【名师解析】

对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN=mg月

则对一条腿有稣1月=翳

根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为整。D正确。

24

5.（2023年6月高考浙江选考科目）如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体

静置其上，a、b为相切点，ZaOb=90°，半径ob与重力的夹角为37。。已知sin37。=0,6，cos37°=0.8，

则圆柱体受到的支持力修、用大小为（）

A.F“=0.6G,Fb=QAG

B.Fa=OAG,Fh=0.6G

C.Fa=0.8G,Fb=0.6G

D.Fa=0.6G,Fh=0.8G

【参考答案】D

【名师解析】对圆柱体受力分析，画出所受力的矢量图，Fo=mgsin37°=0.6G,Ffa=mgcos37°=0.8G,

D正确。

【方法归纳】对于受到三个力的平衡问题，一般是对研究对象受力分析，画出所受各力的矢量

图，利用平行四边形定则，得出三力矢量三角形，利用数学知识得出未知力的大小。

6.（2022•高考广东物理）图1是可用来制作豆腐的石磨。木柄Z5静止时，连接的轻绳处于绷紧状

态。。点是三根轻绳的结点，F、片和《分别表示三根绳的拉力大小，£=月且2405=60。。下列关系式

正确的是（）

A.F=RB.F=2Frc.F=3F1D.F=6F]

【参考答案】D

【命题意图】本题考查对结点的受力分析、平衡条件。

【解题思路】

以结点0为研究对象，分析受力，由平衡条件。可得F=2FiCOs3（T=JJFi，选项D正确。

7.（2022高考辽宁物理）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝（W、ON

与竖直方向夹角分别为a、队a>的。用片、鸟分别表示0M、ON的拉力，则（）

A.片的竖直分力大于用的竖直分力

B.片的竖直分力等于8的竖直分力

C.片的水平分力大于己的水平分力

D.片的水平分力等于用的水平分力

【参考答案】D

【命题意图】本题考查力的分解/物体平衡条件及其相关知识点.

【名师解析】

此题的模型属于死结,对结点。受力分析可得，水平方向片sina=8sin?

即尸2的水平分力等于F2的水平分力，选项C错误，D正确；

对结点。受力分析可得，竖直方向£cos（z+gcos£=冽g,

/_mgsin尸-〃?gsina

1sin(a+/?)，2sin(a+,)

则凡的竖直分量耳=鳖警黑后的竖直分量量"〃'gs：ac?

sm（a+p）sin（a+p）

Fl的竖直分力F2y与Fl的竖直分力Fly之差

mgsmacos/5mgsin^cosamg(sinacos^-sin/3cosa)

Fzy-Fly-

sin(a+/3)sin(a+0)sin(a+P)

因sinacos/3-cosasin£=sin(a一力)〉0

可知F2y＞耳",选项AB错误。

8.（2022年6月浙江选考）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直,

两斜杆夹角9=60。。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的

作用力为:

A.作用力为B.

o6

C摩擦力为半G

D.摩擦力为G

8

【参考答案】B

【命题意图】本题考查受力分析、物体平衡条件，力的分解及其相关知识点。

【解题思路】把轻质晒衣架和重物看作整体，设每根斜杆受到地面的作用力为F,4Fcos300=G,解得

F=X-G,选项A错误B正确；把F沿水平方向和竖直方向分解，在水平方向，每根斜杆受到地面的

6

摩擦力f=Fcos60°=——G,CD错误。

12

3.（2023高考河北卷）如图，轻质细杆AB上穿有一个质量为加的小球C,将杆水平置于相互垂直的固定

光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成30。角，则左侧斜面对杆AB支持力的大小

为（）

1

A.mgB.—mgc.5gD.—mg

【答案】B

【解析】

对轻杆和小球组成的系统进行受力分析，如图

mg

设左侧斜面对杆AB支持力的大小为义,由平衡条件有

NA=掰geos30°

得

zV3

NR=《mg

故选Bo

考点02动态平衡

1.（2022高考河北）如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边仞V

为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过

程中（）

A.圆柱体对木板的压力逐渐增大

B.圆柱体对木板的压力先增大后减小

C.两根细绳上的拉力均先增大后减小

D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变

【参考答案】B

【命题意图】本题考查物体动态平衡及其相关知识点。

【名师解析】

设两绳子对圆柱体的拉力的合力为T，木板对圆柱体的支持力为N,绳子与木板夹角为a,从右向左看如

在矢量三角形中，根据正弦定