（全国通用）版高考物理总复习考前三个月专题一力与运动第1讲力与物体的平衡试题

第1讲 力与物体的平衡

高考命题轨迹

年份 题号(分值) 卷Ⅰ21题(6分) 2017年 考点 绳悬挂物体的动态平衡，一个力恒定及其对角恒定，另两力大小方向都变 水平桌面上的物块在拉力作用下匀速运动，考查摩擦力、正交分解 难度 较难 卷Ⅱ16题(6分) 卷Ⅲ17题(6分) 卷Ⅰ19题(6分) 中等 弹性绳悬挂钩码，考查胡克定律、共点力平衡 中等 连接体的平衡，受力分析，平衡条件的应用 轻绳悬挂物体的动态平衡，图解法 连接体的平衡；平行四边形定则；弹力方向 安培力作用下导体棒的平衡；胡克定律 中等 中等 中等 中等 2016年 卷Ⅱ14题(6分) 卷Ⅲ17题(6分) 2015年 卷Ⅰ24题(12分) 考情分析 受力分析与物体平衡几乎是每年必考的内容，近年来着重考察连接体的平衡，整体法、隔离法的应用，绳、杆、面弹力的大小与方向及胡克定律，摩擦力的大小及临界极值问题，单物体的动态平衡问题等．选题不避常规模型，没有偏难怪．选择题中物理情景较简单，难度在中等偏易到中等难度之间；计算题物理情景较新颖，抽象出物理模型的难度较大．

知识方法链接 1．受力分析的两个顺序

(1)先场力(重力、电场力、磁场力)后接触力(先弹力后摩擦力)． (2)先分析“确定的力”，再由“确定的力”判断“不确定的力”． 2．受力分析的三个检验角度

(1)明确各力的施力物体和受力物体，找不到施力物体的力是不存在的． (2)判断物体能否保持原状态．

(3)转换研究对象(隔离→整体或整体→隔离)再做受力分析，判断是否吻合． 3．受力分析的常用方法

整体法与隔离法：研究系统外的物体对系统整体的作用力时用整体法；研究系统内物体之间

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的相互作用力时用隔离法．遇到多物体平衡时一般整体法与隔离法结合着用，一般先整体后隔离．

真题模拟精练

1. (多选)(2017·湖北省部分重点中学调研)如图1所示，顶角为θ的光滑圆锥体固定在水平面上，一质量为m的均质圆环套在圆锥体上，重力加速度大小为g，下列判断正确的是( )

图1

A．圆锥体对圆环的弹力方向垂直于圆锥的侧面 B．圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上 C．圆环的张力不为零

D．圆环的张力方向指向圆环的圆心 答案 BC

解析 因为圆环受重力和圆锥体对圆环的作用力处于平衡，则圆锥体对圆环的作用力等于圆环的重力，即F＝mg，方向与重力的方向相反，即圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上，故A错误，B正确；质量为m的均质圆环套在圆锥体上，圆环有被撑开的趋势，所以圆环的张力不能为零，故C正确；圆环的张力方向沿圆环的切线方向，故D错误．故选B、C.

2.(2017·山东烟台市模拟)如图2所示，质量均为m的相同工件a、b，横截面为平行四边形，靠在一起置于水平面上，它们的侧面与水平面的夹角为θ.己知a、b间相接触的侧面是光滑的，当在工件b上加一水平推力F时，两工件一起向左匀速运动，则下列说法正确的是( )

图2

A．工件a对地面的压力等于工件b对地面的压力 B．工件a对地面的压力小于工件b对地面的压力 C．工件a受到的摩擦力等于工件b受到的摩擦力 D．工件a受到的摩擦力大于工件b受到的摩擦力 答案 B

解析 以a为研究对象进行受力分析如图所示，由于b对a产生斜向左上方的弹力F弹的作用，使得a对地面的压力小于mg；根据牛顿第三定律可知，a对b产生斜向右下方的弹力，使得b对地面的压力大于mg，所以A错误，B正确；根据Ff＝μFN可知，工件a受到的摩擦

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力小于工件b受到的摩擦力，C、D错误．故选B.

3．(2017·山西吕梁市孝义市模拟)如图3所示，小球A、B穿在一根与水平面成θ角的光滑的固定杆上，一条跨过定滑轮的细绳两端分别连接A、B两球，不计所有摩擦．当两球静止时，

OA绳与杆的夹角为θ，OB绳沿竖直方向，则以下说法正确的是( )

图3

A．小球A可能受到2个力的作用 B．小球B可能受到3个力的作用 C．A、B的质量之比为1∶tan θ D．绳子对A的拉力大于对B的拉力 答案 C

解析 对A球受力分析可知，A受到重力、绳子的拉力以及杆对A球的弹力，三个力的合力为零，故A错误；对B球受力分析可知，B受到重力、绳子的拉力，两个力合力为零，杆对B球没有弹力，否则B不能平衡，故B错误；分别对A、B两球分析，运用合成法，如图，根据共点力平衡条件，得：FT＝mBg

＝(根据正弦定理列式) sin θsin?90°＋θ?

故mA∶mB＝1∶tan θ，故C正确；绳子对A的拉力等于对B的拉力，故D错误．故选C.

FTmAg

知识方法链接 共点力平衡常用方法

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(1)合成法：一般三力平衡时(或多力平衡转化成三力平衡后)用合成法：由平行四边形定则合成任意两力(一般为非重力的那两个力)，该合力与第三个力平衡，在由力的示意图所围成的三角形中解决问题．将力的问题转化成三角形问题，再由三角函数、勾股定理、图解法、相似三角形法等求解．

(2)正交分解法：一般受三个以上共点力平衡时用正交分解法：把物体受到的各力分解到相互垂直的两个方向上，然后分别列出两个方向上的平衡方程． 真题模拟精练

4．(2017·全国卷Ⅱ·16)如图4所示，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．则物块与桌面间的动摩擦因数为( )

图4

A．2－3 B.答案 C

解析 当F水平时，根据平衡条件得F＝μmg；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角时，由平衡条件得Fcos 60°＝μ(mg－Fsin 60°)，联立解得，μ＝3

，故选项C正确． 3

333 C. D. 632

5．(2016·全国卷Ⅲ·17)如图5所示，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球．在a和b之间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径．不计所有摩擦．小物块的质量为( )

图5

m3

A. B.m C．m D．2m 22

答案 C

解析 如图所示，圆弧的圆心为O，悬挂小物块的点为c，由于ab＝R，则△aOb为等边三角形，同一条细线上的拉力相等，FT＝mg，由几何关系知，∠acb＝120°，故绳的拉力的合力与物块的重力大小相等，所以小物块质量为m，故C对．

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