热点1　受力分析和共点力平衡-2025高考物理

热点1受力分析和共点力平衡［分值：60分］1~10题每题6分，共60分1.(2024·广西卷·2)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图，三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑，货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3，则()A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3答案D解析根据滑动摩擦力的公式Ff=μFN，可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关，只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，由题可知三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同，压力大小也相同，故摩擦力相同，即Ff1=Ff2=Ff3，故选D。2.(2023·山东卷·2)餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为()A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/m答案B解析由题知，取走一个盘子，稳定后余下的盘子正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使三根弹簧发生形变的形变量恰好等于相邻两盘间距，则有mg=3kx，解得k=100N/m，故选B。3.(2024·河北衡水市一模)图甲为简易壁挂盆架，图乙为其侧视图。该盆架可以挂尺寸相近、大小不一的盆，图丙为a、b两个盆的纵截面图，两个盆的质量相同、形状不同，均能挂在同一个盆架上。不计盆与盆架间的摩擦力，关于两个盆的受力描述正确的是()A.两个盆的上沿均可以不受盆架弹力的作用B.a盆上沿所受的弹力小于b盆上沿所受的弹力C.a盆侧壁所受的弹力大于b盆侧壁所受的弹力D.两个盆所受盆架的作用力均垂直于侧壁向上答案C解析根据题意，对盆受力分析，受重力和垂直侧壁向上的弹力，由于不计盆与盆架间的摩擦力，由平衡条件可知，两个盆的上沿一定受盆架向左的弹力作用，故A错误；根据题意，设盆上沿所受的弹力为F1，方向水平向左，盆侧壁所受的弹力为F2，方向与竖直方向的夹角为θ，如图所示由平衡条件有F2cosθ=mg，F2sinθ=F1解得F2=mgcosθ，F1=mgtan由题图丙可知，a盆侧壁所受的弹力与竖直方向的夹角较大，则a盆上沿所受的弹力大于b盆上沿所受的弹力，a盆侧壁所受的弹力大于b盆侧壁所受的弹力，故B错误，C正确；根据题意，对盆受力分析，由平衡条件可知，两个盆所受盆架的作用力均与盆的重力等大反向，即竖直向上，故D错误。4.(2024·湖南省天壹名校联盟大联考)抖空竹是一种传统杂技节目。表演者用两根短竿系上细线，将空竹(也有用壶盖或酒瓶)扯动使之旋转，并表演出各种身段。如图甲所示，表演者保持一只手A不动，另一只手B沿图乙中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是()A.B沿虚线a向左移动时，细线对空竹的合力增大B.B沿虚线b向上移动时，细线的拉力不变C.B沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力减小D.B沿虚线d向右移动时，细线的拉力不变答案B解析沿虚线a向左移动时，细线对空竹的合力与空竹的重力等大反向，可知合力不变，故A错误；设细线与竖直方向夹角为θ，则有2FTcosθ=mg，FT=mg2cosθ，沿虚线b向上移动时，A、B两手水平间距不变，细线长不变，可知细线与竖直方向的夹角θ不变，则细线的拉力不变，故沿虚线c斜向上移动时，细线与竖直方向的夹角θ增大，则细线的拉力增大，故C错误；沿虚线d向右移动时，细线与竖直方向的夹角θ增大，则细线的拉力增大，故D错误。5.(多选)(2024·广东揭阳市二模)如图所示，一轻杆通过铰链固定在竖直墙上的O点，轻杆的另一端C用弹性轻绳连接，轻绳的另一端固定在竖直墙上的A点。某人用竖直向下、大小为F的拉力作用于C点，静止时AOC构成等边三角形。下列说法正确的是()A.此时弹性轻绳的拉力大小为FB.此时弹性轻绳的拉力大小为2FC.若缓慢增大竖直向下的拉力，则在OC到达水平位置之前，轻绳AC的拉力增大D.若缓慢增大竖直向下的拉力，则在OC到达水平位置之前，轻杆OC对C点的作用力减小答案AC解析轻杆通过铰链固定在竖直墙上的O点，可知轻杆对C端的支持力方向沿杆的方向，弹性轻绳的拉力FT和大小为F的拉力方向成120°角，轻杆的弹力方向在两拉力的角平分线上，可知两拉力大小相等，均为F，故A正确，B错误；对C受力分析如图，三力可构成矢量三角形由相似三角形可知FAO=FT若缓慢增大竖直向下的拉力F，则在OC到达水平位置之前，轻绳AC的拉力FT增大，轻杆OC对C点的作用力FN增大，故C正确，D错误。6.(2024·重庆市二模)如图所示，两根半圆柱体静置于粗糙程度处处相同的水平地面上，紧靠但无相互作用力。现将一根圆柱体轻放在这两根半圆柱体上，三者均静止。已知圆柱体和两半圆柱体的材料、长度、半径、密度均相同，不考虑它们之间的摩擦，则半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.39 B.36 C.1答案B解析设圆柱体的质量为m，则半圆柱体的质量为m2，设圆柱体与半圆柱体之间的弹力大小为F2Fcos30°=mg解得F=33令地面对一个半圆柱体的支持力为FN，结合对称性，对圆柱体与半圆柱体整体进行分析有2FN=(m+m2+m2解得FN=mg三者始终处于静止状态，则有Fsin30°≤μFN解得μ≥3即半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为36，故选B7.(2024·山东泰安市二模)中国金都招远的黄金博物馆曾发起一项名为“单手抓金砖”的挑战活动。如图甲所示，某参赛者戴着手套，单手将金砖保持底面水平从桌面上抓起。金砖的横截面为等腰梯形，底角为θ，如图乙所示。金砖的重力为G，手套仅与金砖的a、b两侧面相接触且手套与金砖间的动摩擦因数为μ。若想要成功抓起，手套与金砖之间的压力至少为()A.G2μsinC.G2(μsin答案C解析对金砖进行受力分析，受力情况如图所示根据平衡条件可知2Ffsinθ=G+2FcosθFf=μF联立解得F=G2(μsin8.(2024·湖南省湘东九校联盟一模)如图所示，固定的倾角为37°的粗糙斜面上放置一长方体物块，现用一大小等于物块重力、方向与斜面成37°角斜向下的推力推动物块(力的作用线在斜面上的投影与斜面底边平行)，物块在斜面上恰好做匀速运动。则物块与斜面间的动摩擦因数为(sin37°=0.6，cos37°=0.8)()A.34 B.54 C.5答案D解析物块所受支持力FN=mgcos37°+Fsin37°物块所受摩擦力Ff=μFN重力和F平行于斜面方向的合力F合=(物块在斜面上恰好做匀速运动，则F合=Ff，又F=mg，联立可得μ(mgcos37°+mgsin37°)=mg解得μ=57，故选D9.(2022·湖南卷·5)2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是()答案A解析设飘带的单位长度质量为m0，单位长度所受风力为F0，从底端取飘带上任意长度为x，G=m0gx，F=F0x，则重力与风力的合力与竖直方向的夹角为tanθ=FG=F0m10.(2024·江苏淮安市模拟)一倾角α=37°的粗糙斜面，斜面顶端安装一光滑小滑轮，滑轮大小忽略不计，将斜面固定在地面上，一轻绳跨过定滑轮一端连接放在斜面上的滑块，另一端悬挂小球。用手按住滑块使之静止不动，让小球在竖直平面内左右摆动，摆动稳定后，放开按住滑块的手，发现当小球摆动到最高点时，滑块恰好不下滑，当小球摆到最低点时，滑块恰好不上滑，如图所示，已知滑块的质量为m1，小球的质量为m2，斜面与滑块间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则m2m1为A.14 B.715 C.5答案B解析小球摆动到最高点时