共点力的平衡与动态平衡问题-2024年高考物理一轮复习考点通关卷含答案.pdf

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1、1共点力的平衡与动态平衡问题共点力的平衡与动态平衡问题建议用时：5建议用时：50分钟考点序号考点题型分布考点1直接合成法解决共点力的平衡3单选+1多选考点2平衡问题中整体法与隔离法得应用4单选+1多选考点3平衡问题中正交分解法的应用1单选+4多选考点3平衡问题中相似三角形法的应用4单选+1多选考点01：考点01：直接合成法解决共点力的平衡直接合成法解决共点力的平衡(3单选+1多选)一、单选题一、单选题1(2023海南统考高考真题)如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是()A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力C.重物缓慢

2、拉起过程，绳子拉力变小D.重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变2(2023浙江统考高考真题)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，aOb=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Fa、Fb大小为()A.Fa=0.6G，Fb=0.4GB.Fa=0.4G，Fb=0.6GC.Fa=0.8G，Fb=0.6GD.Fa=0.6G，Fb=0.8G3(2023四川遂宁射洪中学校考模拟预测)如图所示，轻杆一端固定在竖直墙壁上，另一端固定一个质量为1.6kg的小球，劲度系数为100N/m的水平轻质弹簧夹在墙壁与小球

3、之间，处于压缩状态，弹簧的压缩量为12cm，轻杆与墙壁的夹角为60。取重力加速度大小g=10m/s2，弹簧始终在弹性限度内。轻杆对小球的作用力大小为()共点力的平衡与动态平衡问题-2024年高考物理一轮复习考点通关卷2A.12NB.16NC.20ND.32N二、多选题二、多选题4(2023黑龙江哈尔滨哈九中校考模拟预测)某装置如图所示，两根轻杆OA、OB与小球及一小滑块通过光滑铰链连接，杆OA的A端与固定在竖直光滑杆上的光滑铰链相连。小球与小滑块的质量均为m，轻杆OA、OB长均为l，原长为l的轻质弹簧与滑块都套在该竖直杆上，弹簧连接在A点与小滑块之间。装置静止时，弹簧长为1.6l，重力加速度为

4、g，sin53=0.8,cos53=0.6，以下说法正确的是()A.轻杆OA对小球的作用力方向沿OA杆向上，大小为5mg6B.轻杆OB对小滑块的作用力方向沿OB杆向下，大小为5mg8C.弹簧的劲度系数k=5mg2lD.若小球绕杆以角速度=gl在水平面内做匀速圆周运动，则弹簧将恢复原长考点考点0202：平衡问题中整体法与隔离法得应用平衡问题中整体法与隔离法得应用(4单选+1多选)一、单选题一、单选题5(2023江苏统考高考真题)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16。每条腿对月球表面压力的

5、大小为()A.mg4B.mg4cosC.mg6cosD.mg2436(2023湖南衡阳衡阳县第三中学校考模拟预测)如图所示，质量为2m的物块C置于倾角为37的斜面D上，C通过一细线绕过光滑定滑轮系于P点，P为细线QP、EP、BP的结点，质量为m的小球B置于光滑的半球体A上，半球体A的半径为R，O为球心。已知PO=2R，PB=32R，EP水平，PQ竖直，且Q、P、O在同一直线上，系统处于静止状态，小球B可视为质点，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8，则下列说法正确的是()A.细线PB的拉力大小为35mgB.细线PE和细线PB的拉力大小相等C.半球体A受到地面的摩擦力和斜面D受

6、到地面的摩擦力大小相等D.物块C受到斜面D的摩擦力方向沿斜面向下7(2023湖南长沙长沙一中校考二模)如图所示，OM是竖直的固定挡板，ON是可绕O点转动的木板，两个半径不同的均匀圆柱A、B放置在挡板与木板之间。不计所有摩擦，当木板绕O点缓慢顺时针方向转动到水平的过程中，下列说法正确的是()A.A对B的支持力逐渐减小B.木板对B的支持力逐渐增大C.木板对A的支持力大小不变D.挡板对A的支持力大小不变8(2023四川绵阳统考三模)新春佳节，大街小巷总会挂起象征喜庆的中国红灯笼。如图所示，由4根等长轻质细绳AB、BC、CD、DE悬挂起3个质量相等的灯笼，绳两端的结点A、E等高，AB绳与竖直方向的夹角

7、为，绳中张力大小为F1；BC绳与竖直方向的夹角为，绳中张力大小为F2，则()A.可能等于B.可能大于C.F13F2D.F1(M+m)gB.FNFPBFPE则对于C有2mgsin37=fC+FPE所以斜面D对C的摩擦力方向沿斜面向上，故D错误；C对A、B整体受力分析，A所受地面的摩擦力大小等于细线PB的拉力在水平方向的分力大小，对C和斜面整体受力分析，斜面受到地面的摩擦力大小等于细线PE的拉力大小，故C正确。故选C。7(2023湖南长沙长沙一中校考二模)如图所示，OM是竖直的固定挡板，ON是可绕O点转动的木板，两个半径不同的均匀圆柱A、B放置在挡板与木板之间。不计所有摩擦，当木板绕O点缓慢顺时针

8、方向转动到水平的过程中，下列说法正确的是()7A.A对B的支持力逐渐减小B.木板对B的支持力逐渐增大C.木板对A的支持力大小不变D.挡板对A的支持力大小不变【答案】A【详解】AB.对B受力分析，由三力平衡知根据正弦定理FABsin3=FNsin2=mgsin1当木板缓慢顺时针转动到水平的过程中，1不变，2由钝角变为锐角，3变大，所以A对B的支持力逐渐减小，木板对B的支持力先增大后减小。A正确，B错误；CD.将A、B看成整体受力分析当木板缓慢顺时针转动到水平的过程中，FOM方向不变，根据动态三角形，挡板对A的支持力逐渐减小，木板对A、B总的支持力逐渐减小，因木板对B的支持力先增大后减小，木板对A

9、的支持力不可能不变。CD错误。故选A。8(2023四川绵阳统考三模)新春佳节，大街小巷总会挂起象征喜庆的中国红灯笼。如图所示，由4根等长轻质细绳AB、BC、CD、DE悬挂起3个质量相等的灯笼，绳两端的结点A、E等高，AB绳与竖直方向的夹角为，绳中张力大小为F1；BC绳与竖直方向的夹角为，绳中张力大小为F2，则()A.可能等于B.可能大于C.F13F2D.F13F2【答案】D【详解】由对称性可知AB绳和DE绳张力大小相等，大小为F1。对三个灯笼的整体分析可知2F1cos=3mg对结点B受力分析得8F1sin=F2sinF1cos=mg+F2cos综上解得3tan=tanF1=3mg2cosF2=

10、mg2cosA B由3tan=tan可知AB错误；C D由F1=3mg2cosF2=mg2cos可知F1F2=3coscos又cosF1F23F1N1fmax2 fmax1弹簧在a处的水平分力比b处的小，物块在b处恰好不动，则撤去外力F后，物块可以静止在a处，选项A11错误，B正确；C弹簧在a处和b处的形变量相同，则弹性势能也相等，选项C正确；D从b到a，根据动能定理WF-Wf=0F做的功等于摩擦生热，选项D错误。故选BC。12(2023江西南昌南昌市八一中学校考三模)一倾角为30的斜劈放在水平地面上，物块与斜劈间的动摩擦因数为=33，现给物体施加如图所示的力F，F与竖直方向夹角为30，物块沿

11、斜面下滑，斜劈仍静止，已知，斜劈的质量为M，物块的质量为m，设地面对斜劈的支持力为FN，地面对斜劈的摩擦力为 f，则下列说法中正确的是()A.FN(M+m)gB.FN M+mgf=0故选AC。13(2023福建福州福建省福州第一中学校考二模)如图所示，粗糙水平面上放着一横截面为14圆的柱状物体A，固定竖直挡板与A物体之间放着一横截面为圆的光滑柱体B。系统平衡时，A、B两物体的接触点恰为14圆弧的中点，已知B物体的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是()12A.竖直挡板与B物体间的弹力大小为mgB.A、B两物体之间的弹力大小为22mgC.若将A稍右移并固定，竖直挡板与B间的弹力将增大D.若

12、将A稍右移并固定，A、B之间的弹力将减小【答案】AC【详解】AB将14圆弧面看成是倾角不同的斜面组合而成，对物体B受力分析如图所示由平衡条件可得N2cos=mg，N1=N2sin解得N2=mgcos，N1=mgtan当A、B两物体的接触点恰为14圆弧的中点时，=45，此时可得N1=mg，N2=2mg故A正确，B错误；CD若将A稍右移并固定，则角增大，可知N1、N2均增大，故C正确，D错误。故选AC。14(2023安徽合肥合肥一六八中学校考模拟预测)如图所示，轻杆OA与轻杆OB通过光滑铰链安装在竖直墙面上，另一端通过 A铰链连接于O点。已知OAB=37，OBA=53，铰链质量忽略不计，重力加速度

13、为g。现将一个质量为m的物块通过轻绳悬挂于O点保持静止，下列说法正确的是()13A.轻杆OA对O点铰链的作用力为35mgB.竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上C.若在O点施加从零缓慢增大且水平向左的外力，则轻杆OB的弹力先减小后反向增大D.若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OB的弹力先增大后减小【答案】BC【详解】A对O点受力分析如图1：则有FOA=mgcos37=45mg故A错误；B对轻杆OA、OB及重物所组成的系统进行受力分析可知，该系统受到三个外力，分别是竖直墙对A、B两点铰链的作用力及重物重力，由三力平衡可知竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上，大小等于

14、mg，故B正确；C若在O点施加从零缓慢增大且水平向左的外力，则O点受力情况如图2.沿两杆方向将mg和F正交分解可得FOB=mgcos53-Fcos37FOA=mgsin53+Fsin37F缓慢增大时FOA一直增大，FOB先减小后反向增大，故C正确；D若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则O点受力情况如图3.沿两杆方向将mg和F正交分解可得FOB=Fcos37+mgcos53FOA=mgsin53-Fsin37故F缓慢增大时FOA先减小后反向增大，FOB一直增大，故D错误。故选BC。14考点考点4 4：平衡问题中相似三角形法的应用平衡问题中相似三角形法的应用(4单选+1解答)一、单选题一、

15、单选题15(2023甘肃甘南校考二模)如图所示，水平面上固定一光滑半球，球心O的正上方固定一个小滑轮，绳上拴一小球，小球置于半球面上的A点，绳绕过定滑轮，另一端用力T拉，现缓慢地将小球从B点释放到A点，则此过程中，小球对半球面的压力N以及细线拉力T的大小变化情况，以下说法正确的是()A.T变小；N不变B.T变小；N变小C.T变大；N不变D.T变大；N变大【答案】C【详解】对小球受力分析，由NFAAO1O 可得NAO=FOO1=TO1A，F=G得N=AOOO1G，T=O1AOO1G缓慢地将小球从B点释放到A点过程中，OO1、AO不变，O1A变大，所以T变大，N不变。故选C。16(2023广东模拟

16、预测)如图所示，竖直面内固定一光滑大圆环轨道，O为圆心，在大圆环轨道最高点A固定一个光滑的小滑轮，一轻绳绕过小滑轮，一端连接套在大圆环轨道上的小球，用力F拉轻绳另一端，在小球从B点缓慢上升到C点的过程中，有()A.拉力F逐渐增大B.拉力F先减小后增大15C.小球对大圆环轨道的压力保持不变D.小球对大圆环轨道的压力先增大后减小【答案】C【详解】对小球进行受力分析如图所示，根据相似三角形法可得FAB=FNOB=mgOA在小球从B点缓慢上升到C点的过程中，重力大小、方向均不变，A、B间的距离变小，OA、OB不变，则拉力F逐渐减小，大圆环轨道对小球的支持力FN大小不变，由牛顿第三定律知小球对大圆环轨道

17、的压力大小不变。故选C。17(2023山东高三专题练习)水平墙上a、d两点栓接一多功能挂物绳，绳子上b、c两点分别悬挂上物体A、B后，其静置状态如图所示，墙上两点e、f分别在b、c两点正上方，且ae=ef=fd，eb:fc=10:11，绳子质量忽略不计，则物体A、B的质量之比为()A.1:2B.2:3C.3:4D.4:5【答案】C【详解】如图所示，过a点做bc的平行线，与eb交于m点，过d点做bc的平行线，与 fc延长线交于n点，过c点做eb的垂线，交eb的延长线于p点，则根据ae=ef=fd=pc以及几何关系可知aem与cpb以及dfn为全等三角形。对结点b和c受力分析，则力构成的三角形分别

18、相似于abm和cdn，又由于eb:fc=10:11可知mAgmBg=mbnc=eb-emfc+nf=912=34故mAmB=3416故选C。18(2023浙江台州校联考模拟预测)如图所示，一玻璃清洁工人坐在简易的小木板BC上，通过楼顶的滑轮和轻质绳索OA在竖直平面内缓慢下降。工人两腿并拢伸直，腿与竖直玻璃墙的夹角，=53，在下降过程中角保持不变。玻璃墙对脚的作用力始终沿腿方向，小木板BC保持水平且与玻璃墙平行。某时刻轻绳OA与竖直玻璃墙的夹角=37，连接小木板的两等长轻绳AB、AC的夹角=120，且与OA在同一倾斜平面内。已知工人及工具的总质量m=60kg，小木板的质量可忽略不计。工人在稳定且

19、未擦墙时，下列说法正确的是()A.从该时刻起，工人在缓慢下移的过程中，脚对墙的作用力增大B.从该时刻起，工人在缓慢下移的过程中，绳OA的弹力增大C.此时若工人不触碰轻绳，小木板受的压力大小为360ND.此时若工人不触碰轻绳，绳AB的张力大小为600N【答案】B【详解】A从该时刻起，工人在缓慢下移的过程中，如图由相似三角形F1DE=F2OA=mgODOA长度增加，OD、DE长度不变，所以F1不变，F2增加，即绳OA的弹力增大，脚对墙的作用力大小为F1sin，在下降过程中角保持不变。所以脚对墙的作用力大小不变。故A错误；B由A选项得，OA长度增加，OD、DE长度不变，所以F1不变，F2增加，即绳O

20、A的弹力增大，故B正确；C此时若工人不触碰轻绳，小木板受的压力大小等于F2，由于=37，=53则17F2=mgcos=60100.8N=480N故C错误；D连接小木板的两等长轻绳AB、AC的夹角=120，所以绳AB的张力大小T=F22cos60=480N故D错误。故答案选B。二、多选题二、多选题19(2023云南模拟预测)如图所示，固定在地面的OAB为半径为3d的四分之一圆环，圆心O的正上方4d处有一定滑轮C，定滑轮C右侧有另一个定滑轮D，小球1套在圆环上并通过轻绳绕过两个定滑轮连接物体2，物体2又与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上。现有两种情况，情况1：小球1可在AB圆弧任意

21、位置保持静止；情况2：小球1在A点时，轻绳刚好伸直但无张力，此时弹簧压缩量为2d，现给小球1轻微的扰动，小球1沿AB圆弧运动到B点时速度为零，物体2不会碰到滑轮。已知小球1质量为m1，物体2质量为m2，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计滑轮质量、大小和一切摩擦。下列说法中正确的是()A.情况1中k=m1g4dB.情况1中k=m1g3dC.情况2中m1:m2=4:3D.情况2中m1:m2=3:4【答案】AC【详解】A B情况1中，对小球1和物体2进行受力分析如图所示轻绳张力为T，弹簧弹力为F。设过定滑轮C连接小球1的轻绳长度为x，根据相似三角形相似比有m1g4d=Tx若连接小球1的轻绳长度伸长x，弹簧长度也会变长x，则有T=m1g4dxF=kx18小球1可在AB圆弧任意位置保持静止，则需满足T=F解得k=m1g4d故A正确，B错误。C D情况2中，小球1、物体2和弹簧组成的系统机械能守恒，且初末状态弹簧形变量均为2d，弹簧的弹性势能相同，有m1g3d=m2g4d解得m1:m2=4:3故C正确，D错误。故选AC。