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1、第一部分专题一第1讲力与物体的平衡基础题知识基础打牢1(2021云南师大附中二模)纳米微吸材料是一种新型材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上图甲是一款表面采用了纳米微吸材料的手机支架，图乙是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图，若手机的重力为G，手机和水平面的夹角为，下列说法正确的是(D)A手机受到的摩擦力大小大于Gsin B纳米材料对手机的作用力大小为Gsin C若使增大(手机保持静止)，纳米材料对手机的作用力也增大D纳米材料对手机的作用力方向竖直向上【解析】手机处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在平行手机方向，根据平衡条件，有fGsin ，故A错误；手
2、机处于静止状态，受力平衡，受到重力和纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反，竖直向上，故D正确，B错误；手机和水平面的夹角增大后，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小仍等于重力，故C错误2(2021山东烟台期中)一台空调外挂机用两个如图所示的三角形支架固定在外墙上，空调外挂机的重心恰好在支架水平横梁aO和斜梁bO的连接点O的上方现保持空调外挂机的质量不变，把斜梁bO缩短一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁aO仍然水平已知横梁对O的拉力始终沿Oa方向，斜梁对O的压力始终沿bO方向，则下列说法正确的是(D)A横梁aO对O的作用力变小
3、B横梁aO对O的作用力不变C斜梁bO对O的作用力变小D斜梁bO对O的作用力增大【解析】设斜梁bO跟外墙的夹角为，对O有竖直方向F1cos G，解得斜梁bO对O的作用力F1，斜梁bO缩短一点，仍保持连接点O的位置不变，增大，所以斜梁bO对O的作用力增大水平方向F1sin F2，解得横梁aO对O的作用力F2Gtan ，斜梁bO缩短一点，仍保持连接点O的位置不变，增大，所以横梁aO对O的作用力增大故D正确，ABC错误3(2021西南名校联盟联考)如图所示，一根不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于点O的固定光滑轴，悬挂一质量为M的物体轻绳OO段水平，长度为L，轻绳上套一可沿绳滑动的轻环P
4、.现在轻环上悬挂一质量为m的钩码，平衡后，物体上升L，则钩码与物体的质量之比为(D)A B C D【解析】重新平衡后，轻绳形状如图，由于物体上升L，则绳子与竖直方向夹角为30，对钩码2FTcos 30mg，对物体FTMg，联立解得，故D正确4(2021江苏八省联考)如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为M，衣架顶角为120，重力加速度为g，则衣架右侧对衣服的作用力大小为(B)AMgBMgCMgDMg【解析】根据几何关系得F与竖直方向的夹角为30，由平衡条件得2Fcos 30G，得：FG，故ACD错误，B正确5(多选)(2021重庆南开中学联考)如图所示，斜面体B放置于水平地面上，
5、其两侧放有物体A、C，物体C通过轻绳连接于天花板上，轻绳平行于斜面且处于拉直状态，A、B、C均静止，下列说法正确的是(AC)AA、B间的接触面一定是粗糙的B地面对B一定有摩擦力CB、C间的接触面可能是光滑的DB一共受到6个力的作用【解析】以A为研究对象，若A、B间的接触面光滑，则A受到竖直向下的重力和垂直斜面的支持力，重力和支持力不可能平衡，所以A一定受到B对A沿斜面向上的静摩擦力，A正确；以A、B、C整体为研究对象，整体受到重力和地面的支持力，可能受到斜向左上的轻绳的拉力，若轻绳拉力为0，则地面对B没有静摩擦力，B错误；以C为研究对象，C受到重力和B对C的支持力，可能受到斜向左上的轻绳的拉力
6、，若重力、支持力、绳的拉力这三个力平衡，则B、C之间没有静摩擦力，B、C间的接触面可能是光滑的，C正确；以B为研究对象，若轻绳拉力不为0且B、C之间有静摩擦力，则此时B受到A对B的压力和静摩擦力、C对B的压力和静摩擦力、地面对B的支持力和静摩擦力、B的重力共7个力的作用，D错误6(2021江苏扬州一模)如图所示为汽车内常备的“菱形千斤顶”，摇动手柄使螺旋杆转动，A、B间距离发生改变，从而实现重物的升降若物重为G，螺旋杆保持水平，AB与BC之间的夹角为30，不计杆件自重，则螺旋杆的拉力大小为(C)AGBGCGD2G【解析】根据题意，“菱形千斤顶”C点受到的压力G分解沿两臂的两个分力F1，根据对称
7、性可知，两臂受到的压力大小相等，如图1所示根据几何关系可得：2F1sin G解得AC杆的弹力大小：F1；对“菱形千斤顶”A点受力分析如图2所示，由平衡条件得：F2F1cos 联立解得：FG，故C正确、ABD错误7(2021河南濮阳一中调研)如图所示，用绝缘细线把小球A悬于O点，静止时恰好与另一固定于O点正下方的小球B接触现使两球带同种电荷，细线将偏离竖直方向某一角度1，此时细线中的张力大小为T1，库仑斥力为F1；若增加两球的带电量，悬线偏离竖直方向的角度将增大为2，此时细线中的张力大小为T2，库仑斥力为F2，则(B)AT1F2DF1F2【解析】小球A的受力情况如图所示，重力mg、悬线张力T、库
8、仑斥力F，这三个力的合力为0.因此这三个力构成封闭的力的三角形，且正好与几何三角形OAB相似，则有：，因为OAOB，所以Tmg，即T与无关，则有T1T2，而F与AB成正比ABAB，则F2F1，故B正确，ACD错误应用题强化学以致用8(2021辽宁八省联考)如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为，两球心连线O1O2与轻绳之间的夹角为，则、应满足(C)Atan 3cot B2tan 3cot C3tan tan()D3tan 2tan()【解析】设绳子拉力为F，墙壁支持力为N，两球之间的压力为T，将两个
9、球作为一个整体进行受力分析，如图1所示；根据平衡条件可得：N3mgtan 对小球进行受力分析，如图2所示，根据平衡条件可得：Nmgtan 根据几何关系可得，则Nmgtan()联立得：3tan tan()，故C正确、ABD错误9(2021河南郑州模拟)如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A现用力F拉绳，开始时BCA90，使BCA缓慢减小，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力(A)A大小不变B逐渐增大C逐渐减小D先增大后减小【解析】以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T(等
10、于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力图如图，由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可得：，又TG，AC和BC不变，则N和T不变故A正确，BCD错误10(2021湖北荆州重点中学月考)如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态已知B球质量为m，O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA长度与半圆柱体半径相等，OA与竖直方向成30角， OB与竖直方向成45角，重力加速度为g，求小球A的质量【解析】隔离小球B，对B受力分析，根据共点力平衡得：FTOBcos
11、 45mg，故 FTOBmg，根据定滑轮的特性知：FTOAFTOBmg，对A受力分析，如图所示：由几何关系可知拉力FTOA和支持力FN与水平方向的夹角相等，夹角为60，有：2FTOAsin 60mAg，解得mAm.11(2021山西怀仁期中)在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与光滑竖直墙之间放另一截面也为半圆的光滑柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图所示设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3.在B上加一物体C，整个装置仍保持静止，则(C)AF1保持不变，F3增大 BF1增大，F3保持不变CF2增大，F3增大 DF2增大，F3保持不变【解析】未
12、放上C时，以B为研究对象，受力分析如图1所示，由平衡条件得，墙对B的作用力F1GBtan ，当放上C时，F1增大A对B的作用力F2，F1增大，则F2增大，由牛顿第三定律知F2F2，即F2也增大再以整体为研究对象，受力分析如图2所示，则放上C前，地面对A的支持力NGAGB，放上C后变为GAGBGC，即N增大，地面对A的摩擦力fF1，且F3为N与f的合力，所以F3增大，故C正确12(2021广东八省联考)某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏如图所示，夹起玻璃珠后，左侧筷子与竖直方向的夹角为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子始终在同一竖直平面内保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠间的摩擦下列说法正确的是(C)A两侧
13、筷子对玻璃珠的合力比重力大B两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小C左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大D右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃球的重力大【解析】对玻璃珠受力分析可知，两侧筷子对玻璃珠的合力等于重力，故AB错误；由FN右，FN左， 可得：右侧筷子对玻璃珠的弹力不一定比玻璃珠的重力大，左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大，故C正确、D错误13(2021江苏无锡一模)地摊经济是2020年的热门话题某烤肠摊位上的一个简化模型如图：一根烤肠静止在两根水平的平行圆柱上，将烤肠视为质量为m的匀质圆柱体，若烤肠和圆柱截面的半径均为R，两柱轴心的间距为2.4R，不计摩擦，则烤肠对每根圆柱的压力大
14、小为(B)AmgBmgCmgDmg【解析】对烤肠进行受力分析，受到重力mg、两金属圆柱对烤肠的支持力N1、N2，如图所示：N1、N2的合力与重力大小相等，方向相反；根据几何关系可知，sin0.6，cos0.8，单根金属圆柱对烤肠的弹力N1N2mg，根据牛顿第三定律可知烤肠对每根圆柱的压力大小为mg，故B正确、ACD错误14(2021广东河源模拟)如图1所示，吊车是建筑工地常用的一种大型机械为了便于研究问题，将它简化成如图2所示的模型，硬杆OB的一端装有定滑轮，另一端固定在车体上；质量不计的绳索绕过定滑轮吊起质量为m的物体匀速上升，不计定滑轮质量和滑轮与轴承之间的摩擦，重力加速度为g.下列说法正
15、确的是(C)AOA段绳索受到的拉力小于mgBOA段绳索受到的拉力大于mgCOB杆对定滑轮的支持力小于2mgDOB杆对定滑轮的支持力大于2mg【解析】OA段绳索受到的拉力与OC段受到的拉力相等，对物体根据平衡条件可得绳索对物体的拉力大小为Tmg，所以OA段绳索受到的拉力等于mg，故AB错误；设两段绳索之间的夹角为2，由于同一条绳索拉力相等，则两段绳索的合力沿角平分线方向，如图所示；根据平衡条件可得：2Tcos F，解得：F2mgcos ；由于0，所以OB杆对定滑轮的支持力F2mg，故C正确、D错误15(2021浙江杭州模拟)在卫生大扫除中，某同学用拖把拖地，沿推杆方向对拖把施加推力F(如图所示)
16、，此时推力与水平方向的夹角为，且拖把刚好做匀速直线运动从某时刻开始保持力F的大小不变，减小F与水平方向的夹角，则(C)A拖把将做减速运动B拖把继续做匀速运动C地面对拖把的支持力FN变小，地面对拖把的摩擦力Ff变小D减小的同时若减小F，拖把一定做加速运动【解析】设拖把与地面之间的动摩擦因数为，则拖把头受到重力、支持力、推力和摩擦力处于平衡，受力示意图如图所示将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件得：竖直方向上：Fsin mgFN；水平方向上：Fcos Ff0；式中FN和Ff分别为地板对拖把的正压力和摩擦力其中FfFN；由得：减小F与水平方向的夹角，sin 减小，地面对拖把的支持力FN变小；
17、由可得地面对拖把的摩擦力Ff变小故选项C正确； 减小F与水平方向的夹角时，Ff减小，而Fcos 增大，所以Fcos Ff将大于0，所以拖把将做加速运动故选项A、B错误；减小的同时若减小F，则Fcos Ff不一定大于0，拖把不一定做加速运动，选项D错误16如图所示是一旅行箱，它既可以在地面上推着行走，也可以在地面上拉着行走已知该旅行箱的总质量为15 kg，一旅客用斜向上的拉力拉着旅行箱在水平地面上做匀速运动若拉力的最小值为90 N，此时拉力与水平方向间的夹角为.重力加速度大小为g10 m/s2，sin 370.6，旅行箱受到地面的阻力与其受到地面的支持力成正比，比值为，则(D)A0.5，37 B0.5，53C0.75，53 D0.75，37【解析】对旅行箱受力分析，如图所示根据平衡条件可知，水平方向有Fcos Ff0，竖直方向有FNFsin G0，其中FfFN，故F，令tan ，则F；当时，F有最小值，FminGsin 90 N，37，故tan 370.75，37，选项D正确