高考物理专题复习 第1讲　力与物体的平衡

3/4第1讲力与物体的平衡1.（2024·浙江绍兴二模）如图所示，拖车的缆绳将违章车与拖车拴在一起，使违章车停在倾斜坡道上保持静止状态，缆绳与倾斜坡道平行。下列说法正确的是（）A.缆绳对违章车的拉力等于违章车对缆绳的拉力B.违章车对坡道的作用力的方向一定与坡道垂直C.坡道与水平面的夹角越小，坡道受到的压力也越小D.违章车只受到重力、支持力、拉力三个力的作用2.（2024·辽宁辽阳二模）一凿子两侧面与中心轴线平行，尖端夹角为θ，当凿子竖直向下插入木板中后，用锤子沿中心轴线竖直向下以力F敲打凿子上侧时，凿子仍静止，侧视图如图所示。若敲打凿子时凿子作用于木板1、2面的弹力大小分别记为F1、F2，忽略凿子受到的重力及摩擦力，下列判断正确的是（）A.F1＝Fsinθ B.F1＝FcosθC.F2＝Ftanθ D.F2＝F3.（2024·浙江杭州期中）如图所示，某款可折叠手机支架，调节支撑杆MN，手机背部支撑平面PQ的倾角θ随之改变，底部支撑平面ab与PQ始终垂直，忽略一切摩擦，当θ缓慢逐渐增大时，下列说法正确的是（）A.手机对支架的作用力始终不变 B.手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐变小C.支架对手机的作用力逐渐增大 D.背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐变大4.（2024·重庆九龙坡三模）图甲所示的是家用燃气炉架，其有四个对称分布的爪，若将总质量一定的锅放在炉架上，图乙所示的是侧视图，不计爪与锅之间的摩擦力，若锅是半径为R的球面，正对的两爪间距为d，则（）A.d越大，爪与锅之间的弹力越大 B.d越大，锅受到的合力越大C.R越大，爪与锅之间的弹力越大 D.R越大，锅受到的合力越小5.（2024·安徽池州二模）某兴趣小组研究发现最大静摩擦力的大小也与两物体间的正压力成正比，查阅资料得知其比例系数称为静摩擦因数。如图所示，一只蚂蚁在半球形碗底想要爬出碗内，但它缓慢爬行能达到的最大高度恰好只有碗半径的0.2倍，假设碗内各处的静摩擦因数相同，则蚂蚁与碗之间的静摩擦因数为（）A.0.2 B.0.8C.0.75 D.46.（2024·河北衡水二模）如图所示，完全相同的a、b两小球用轻质细线1、2悬挂在天花板上，现用一水平拉力F作用在b球上，a、b再次静止时，细线1与竖直方向的夹角为α，细线2与竖直方向夹角为θ，则tanθ∶tanα等于（）A.2∶1 B.3∶2C.4∶3 D.5∶37.（2024·湖南衡阳二模）如图所示，OABC为常见的“汽车千斤顶”。当汽车需要换轮胎时，司机将它放在车身底盘和地面之间，只需摇动手柄使螺旋杆OA转动，O、A之间的距离就会逐渐减小，O、C之间的距离就会增大，就能将汽车车身缓缓地顶起来。在千斤顶将汽车顶起来的过程中，下列关于OA、OB之间的弹力的说法正确的是（）A.OA、OB之间的弹力不断变大 B.OA、OB之间的弹力不断变小C.OA之间的弹力变大、OB之间的弹力变小 D.OA之间的弹力变小、OB之间的弹力变大8.（2024·浙江1月选考6题）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、b、c和d，其中a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。已知小球A、B和配重P、Q质量均为50g，细线c、d平行且与水平成θ＝30°（不计摩擦，g取10m/s2），则细线a、b的拉力分别为（）A.2N1N B.2N0.5NC.1N1N D.1N0.5N9.（2024·陕西铜川三模）如图所示，送水工人用推车运桶装水，到达目的地后，工人抬起把手，带动板OA转至水平即可将水桶卸下。若桶与接触面之间的摩擦不计，∠AOB为锐角且保持不变，板OA、OB对水桶的压力大小分别为F1、F2，则在OA由竖直缓慢转到水平的过程中（）A.F1、F2都不断增大B.F1不断增大，F2不断减小C.F1不断减小，F2先增大后减小D.F1先增大后减小，F2不断减小10.（2024·黑龙江哈尔滨一模）如图甲所示，直导线P、Q分别被两根等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上，且P固定于水平轴正下方，两组绳长也相同，其截面图如图乙所示，导线P通以垂直于纸面向里的电流；导线Q电流方向未知，平衡时悬挂Q的两根绝缘轻绳与竖直方向夹角均为θ。已知Q的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.导线Q中电流方向垂直于纸面向里B.导线P、Q间的安培力大小为2mgsinθC.仅使导线P中电流I缓慢增大且θ不超过90°，导线Q对悬线的拉力大小逐渐增大D.导线P中电流突然消失的瞬间，导线Q受到两绳的拉力大小之和为mgsinθ11.（2024·山东聊城一模）春秋末年，齐国著作《考工记》中记载“马力既竭，辀（zhōu，指车辕）犹能一取焉”，揭示了一些初步的力学原理。如图甲所示，车辕是马车车身上伸出的两根直木，它是驾在马上拉车的把手。图乙为马拉车时的简化模型，车辕前端距车轴的高度H约为1m，马拉车的力可视为沿车辕方向，马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的33倍，若想让马拉车在水平面上匀速前进且尽可能省力，则车辕的长度约为（A.2m B.3mC.3m D.2m12.（2024·湖北宜昌预测）在精工实验课上，小明将一重力为G的圆柱形工件放在“V”形金属槽中，如图所示，槽的两侧面与水平面的夹角相同，“V”形槽两侧面间的夹角为90°。小明发现当槽的棱与水平面的夹角为37°时，工件恰好能够匀速下滑，则可知（）A.工件对“V”形槽每个侧面的压力均为0.8GB.工件对“V”形槽每个侧面的压力均为0.4GC.工件与“V”形槽间的动摩擦因数为3D.工件与“V”形槽间的动摩擦因数为3

专题一力与运动第1讲力与物体的平衡1.A根据牛顿第三定律可知，缆绳对违章车的拉力等于违章车对缆绳的拉力，A正确；违章车对坡道的作用力可能是摩擦力和压力的合力，这个合力与坡道不垂直；若违章车只受坡道的支持力，即违章车对坡道只有压力，没有摩擦力，违章车对坡道的作用力的方向与坡道垂直，B错误；设坡道与水平面的夹角为θ，则FN＝mgcosθ，坡道与水平面的夹角越小，坡道受到的压力就会越大，C错误；违章车除了受到重力、支持力、拉力作用之外还有可能受到坡道对它的摩擦力，D错误。2.D将力F垂直于木板1、2面分解如图可得F1＝Fsinθ，F2＝Ftanθ3.A由题意可知，支架对手机的作用力大小始终等于手机自身的重力，根据牛顿第三定律可知，手机对支架的作用力等于支架对手机的作用力，则手机对支架的作用力始终不变，A正确，C错误；根据手机的受力情况可知，手机的重力大小等于底部支撑平面ab对手机的弹力与背部支撑平面PQ对手机的弹力的合力，当θ角逐渐增大时，底部支撑平面ab对手机的弹力逐渐增大，背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐减小，根据牛顿第三定律可知，手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐变大，B、D错误。4.A锅在竖直切面上受力分析如图所示，炉架的四个爪对锅的弹力的合力与锅受到的重力大小相等，方向相反，即4Fcosθ＝mg，由几何关系，可得cosθ＝R2－d24R，则R越大，爪与锅之间弹力越小，同理d越大，爪与锅之间弹力越大，锅受到的合力为零，故A正确；5.C设碗的半径为R，蚂蚁在最大高度处时，受重力mg、支持力FN、摩擦力f作用，如图所示，设蚂蚁与球心的连线与水平方向夹角为θ，则有sinθ＝R－0.2RR＝45，即θ＝53°，蚂蚁在最大高度处刚好处于平衡状态，则静摩擦力刚好达到最大静摩擦力，则有f＝μFN，则静摩擦因数μ＝fFN＝1tan6.A对b球，根据平衡条件及平行四边形定则可知tanθ＝Fmg，把两球以及它们间的连线看成整体，根据平衡条件及平行四边形定则可知tanα＝F2mg，则tanθ∶tanα＝2∶1，7.B对O点进行受力分析，它受到竖直方向的汽车对它的压力，大小等于汽车的重力G；OA方向杆的拉力FOA，BO方向的弹力FBO，OB与水平方向夹角为θ，可知G＝FBOsinθ，FOA＝Gtanθ，当θ变大时，FBO和FOA均变小。故选8.D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＝（mA＋mB）g＝1N，设细线b与水平方向夹角为α，对A、B分析分别有Tbsinα＋Tcsinθ＝mAg，Tbcosα＝Tdcosθ，解得Tb＝0.5N，故选D。9.D在卸下水桶的过程中，两个支持力的夹角是个定值，受力情况如图所示，根据力的示意图结合平衡条件可得F2sinα＝F1sinβ＝mgsinθ，在转动过程中α从90°增大到180°，则sinα不断减小，F2将不断减小，β从钝角减小到锐角，其中跨过了90°，因此sinβ先增大后减小，则F1将先增大后减小，故10.B对Q进行受力分析可知，P对Q的力为斥力，由安培定则和左手定则可知，则两导线的电流方向相反，即导线中电流方向垂直于纸面向外，故A错误；设导线Q受到两绳的拉力之和为T，导线P、Q间的安培力为F，对Q进行受力分析，根据三角形定则，受力分析如图所示：由于两组绳长相同，则根据几何知识可得T＝mg，F＝2mgsinθ2，故B正确；由上述分析可知，导线Q受到两绳的拉力之和T始终为mg，与电流I和角度θ无关，则导线Q对悬线的拉力大小不变，故C错误；导线P中电流突然消失的瞬间，导线P、Q间的安培力消失，此时沿绳方向上的合力为零，则导线Q受到两绳的拉力大小之和为mgcosθ，故D11.D设车辕与水平方向夹角为θ，则当车匀速前进时，Fcosθ＝k（mg－Fsinθ），解得F＝kmgcosθ＋ksinθ，而cosθ＋ksinθ＝23sin（60°＋θ），则当θ＝30°时F最小，即此时车辕的长度约为l＝H12.D工件的重力可以分解为沿槽棱方向