2026年高考物理一轮复习：正交分解法解共点力平衡重点考点 专项练（含答案）

正交分解法解共点力平衡重点考点专题练

2026年高考物理一轮复习备考

一、单选题

1.如图所示，重为1ON的木块，恰好能沿倾角8=30。的斜面匀速下滑，要使木块沿斜面匀速上滑,

A.对木块施加大小为5N、方向沿斜面向上的推力

B.对木块施加大小为lOx/jN、方向沿斜面向上的推力

C.对木块施加大小为IO6N、方向水平向右的推力

D.对木块施加大小为15#N、方向水平向右的推力

2.如图所示，倾角为。的斜面体c置于水平地面上，小物块方置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定

滑轮与沙漏〃连接，连接方的一段细绳与斜而平行.在。中的沙子缓慢流出的过程中，6、c都处

A.c对〃的支持力一定减小

B.8对c的摩擦力一定减小

C.地面对c的摩擦力方向可能向右

D.地面对c的摩擦力一定减小

3.某登山营地在两座不等高的悬崖边缘设置了紧急救援滑索。滑索由质量为〃?的强化绳索制成，两

端分别固定在高度不同的竖直支架上。安装时，左端绳索与支架的切线夹角为a，右端切线夹角为儿

为确保受困人员滑降时的安全性，需计算滑索最低点（弧底）的张力大小。已知重力加速度为g,求

该张力表达式（）

t

I

h

sin(a4-/7)sinasin/?

A.mg--------B.mg

sin/zsinpsin(a+0)

cosacos£cos(a+/3)

D.mg

c-〃'g砺砺cosacosp

4.如图所示，质最为，〃的小球静止在光滑斜面上，已知斜面倾角为30。，轻质细线与斜面的夹角也

为30。，重力加速度大小为处下列说法正确的是

C.斜面对小球的支持力大小为小gD.斜面小球的支持力大小为即

5.如图所示，质量为〃?的柔软均匀细链条悬挂在水平天花板上4、8两点，天花板对A、B两点作用

力大小均为心，链条最低点C到天花板距离为用竖宜向上的力缓慢将链条最低点C推至刚好与

天花板接触，重力加速度为心则（）

A.此时C点所受推力厂大小为肾

B.此时天花板对A点作用力大小仍为巴

C.此过程中推力做功为孚

D.此过程中天花板对A点作用力与水平方向夹角变大

6.餐具桶中放置一把质量为用的铲子，如图所示，岩桶口边缘光滑，铲子与竖直筒壁的夹角为火

与水平桶底之间的动摩擦因数为"，两者恰好保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加

速度为8,则桶底对铲子的摩擦力大小为（)

"mgsin0

B.

〃cos6+sii】e

卜/mgcos0"mgsin0

D.

〃cos9+sin0〃sinO+cos0

7.餐具桶中放置一把质量为加的铲子，如图所示，若桶口边缘光滑，铲子与竖直筒壁的夹角为

与水平桶底之间的动摩擦因数为〃，两者恰好保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加

速度为g，则下列说法正确的是（）

A.由相、0、"、g可以计算出桶底对铲子的摩擦力的大小

B.桶底对铲子的摩擦力的方向水平向左

C.桶底对铲子的作用力啜直向上

D.桶底和桶口边缘对铲子的合力一定大于

8.如图所示，斜面B的倾角。=53。（己知4]53。=0.8）,物体A与斜面间的动摩擦因数为"=0.75,以

如图甲、乙两种方式对物体施加拉力，物体均静止在斜面上。现将两图中的拉力均适当增大，A和B

仍保持静止。对此过程下列说法正确的是（）

A.甲图中地面对斜面的支持力不变

B.甲图中地面对斜面的摩擦力增大

C.乙图中物体一定受到四个力的作用

D.乙图中若将斜面固定，不断增加拉力，物体有可能沿斜面向上运动

A.三条绳中的张力都相等

B.杆对地面的压力大于自身重力

C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力不为零

D.绳子拉力的作用力与杆的重力是一对平衡力

12.我国古建屋顶多采用如图甲所示的蝴蝶瓦方式铺设。图乙是两片底瓦和一片盖瓦的铺设示意图，

三根相同且平行的椽子所在平面与水平面夹角为。。图内为截面示意图，圆弧形底瓦对称放在两根相

邻的椽子正中间，盖.瓦的底边恰与底瓦的凹槽中线接触。己知相邻两椽子与底瓦接触线间的距离和瓦

的半径都为L,盖瓦和底瓦相同，厚度不计，质量均为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加

速度为月，底瓦与盖瓦均保持静止。若仅对铺设的这三片瓦进行研究，则（）

3

A,底瓦与每根椽子间弹力大小为

B.底瓦与每根椽子间的摩擦力大小为〃?gsinO

C.适当增大两椽子间的距离，底瓦与每根椽子之间的弹力不变

D.适当增大两椽子间的距离，底瓦更不容易卜滑

一、多选题

13.如图所示，在竖直墙壁A点系一不可伸长的轻绳，在其正下方4点通过较链连接一轻杆，再将两

者的另一端与一小球（可视为质点）拴接于。点，整个系统处于静止状态。已知人。与80互相垂直

且长度相等，小球质量为〃?，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A.轻杆对小球的作用力方向有可能竖直向上

B.轻绳A。与轻杆4。对小球的作用力大小相等，且等于券〃电

C.若将A点缓慢竖直向上移动一小段距离，则轻绳A0受到的拉力将变大

D.若将A点缓慢竖直向下移动一小段距离，则轻绳AO受到的拉力将变大

14.如图所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为a=15。。一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆

上。一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、8两点，细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙，

且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧。调节A、8两固定点的位置，甲、乙两小环的平衡位置也

随之改变。不计一切摩擦，设小环甲的质量为町，小环乙的质量为m2,则色可能等于（）

62

甲

A.1B.2C.3D.4

15.如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时

A、B静止，现用力尸沿斜面向上推A,但A、B仍未动，则施力尸后，下列说法不正确的是（）

A.A、B之间的摩擦力一定变大

B.B与墙面间的弹力可能不变

C.B与墙之间可能没有摩擦力

D.弹簧弹力一定不变

三、解答题

16.如图所示，质量为〃?=lkg的物体A,放在质量为M=4kg、倾角为0=37。的斜面B上，现用水平

力F推物体A,使A沿斜面匀速向上运动，B始终保持静止，A、B间，B与地面间的动摩擦因数均

为〃=0.5。已知g=10m/s2,sin370=0.6,cos37°=0.8＜）求：

B

e

（1）F的大小：

⑵地面对B的支持力的大小；

（3）B对地面的摩擦力。

17.如图所示，在竖直面内，光滑的硬直杆。人。8对接成V形并固定在水平天花板上，0A与天花

板之间的夹角为74。，轻质小环（视为质点）套在04上，质量为〃?的小球（视为质点）套在0B上，

长度为L=0.4m的轻质细线与小环、小球连接，当环与球都静止时，0A对小环的弹力为&=2N,

小球静止在P点，小环静止在Q点，。、尸两点之间的距离为d=0.5m,重力加速度g取lOm/sz,

sin53°=0.8,sin37°=0.6»求：

（1）细线的拉力大小以及与天花板之间的夹角；

⑵小球的质量〃［以及。4对小球的弹力大小。

18.如图所示，杂技表演“叠罗汉”是四位演员叠在一起且均静止。为了研究方便假设四位演员A、B、

C、D体型相同。表演时，B竖直站立在A的肩上，双手拉着C和D,且双臂与竖直方向夹角均为30。；

A撑开双手水平撑着C和D。若四个人的质量均为〃?=60kg,身=10m/s2。求：

（1）每位演员的重力G；

（2）演员B右手臂受到的拉力吊；

（3）演员A右手臂受到的压力尸八。

参考答案

题号12345678910

答案CDBBAAABCB

题号1112131415

答案BI)BDBCDABC

1.C

【详解】AB.木块匀速下滑，根据平衡条件可得Gsine=/=〃N=〃Gcos。

解得〃邛

对木块施加沿斜面向上的推力使其匀速上滑，则有尸=GsinJ+“Geos。=10N

故AB错误；

CD.对木块施加水平向右的推力使其匀速上滑，则有

Acos。=Gsin®+=Gcos^+Fsin^

联立解得尸=10X/5N

故C正确，D错误。

故选C。

2.D

【详解】A.由小物块8垂直斜面方向受力平衡可知，c对〃的支持力一直等于人的重力垂直斜面向

下的分力，因。的质量不变，所以c对〃的支持力不变，故A错误；

B.细绳上的拉力大小等于〃的重力，若初始状态细绳上的拉力大于。的重力沿斜面向下的分力，则

根据小物块力沿斜面方向受力平衡得“g=〃，gsin，+6

即Ff=mag-mbgs\ne

所以随着。中的沙子缓慢流出K减小，根据牛顿第三定律，。对c的摩擦力也减小；若初始状态细绳

上的拉力小于人的重力沿斜面向下的分力，则根据小物块〃沿斜面方向受力平衡得叫g+6=~gsin。

即R=mhgsinO-mag

所以随着。中的沙子缓慢流出入增大，根据牛顿第三定律，》对。的摩擦力也增大，故B错误；

CD.将小物块力和斜面体。看作整体，由水平方向受力平衡可知，地面对c的摩擦力与细绳拉力的水

平分力等大反向，所以地面对c的摩擦力方向向左，乂由于随着。中的沙子缓慢流出细绳上的拉力逐

渐减小，所以地面对C的摩擦力一定减小，故C错误，D正确。

故选D.

3.B

【详解】对绳子受力分析如图所示

其中（、4分别是左右悬点对绳子的拉力大小，设重绳最低点（弧底）的张力大小为F,分析可知其

方向为水平方向，对重绳最低点左半部分，由平衡条件有7；而。=尸

对重绳最低点右半部分，由平衡条件有《。14=尸

对重绳，由平衡条件有4cos£+7；cosa=〃吆

sinasinp

联立解得尸二"吆

sin(a+//)

故选B。

4.B

【详解】分析小球受力，如图所示。将重力和绳上拉力分别分解，可得〃?gsin3（）o=Tcos30。，〃侬os

30°=Tsin30°+F1V

联立解得T=—mg,FN=—mg

33

【详解】ABD.设两悬点A、B之间的距离为d,链条的总长度为L,由题可知链条4、8两点与天花

板的夹角。相等，链条自然悬挂时，由几何知识可得cos。二年一=?

-LL

-d.

缓慢用力推到C点时，则有COS-=4-=7

-LL

4

可见，此过程中天花板对•A点作用力与水平方向夹角不变；链条自然悬挂时，根据平衡条件可得

—m2

2b_mg

sin。2sin6

1

同理推至C点时，对左边链条则有尸=4’监二mg二1尸

“sin。4sin624

受力分析可知％=兄=#7

4sin0

同理对右边链条分析则有k=3^

此时C点受到推力的大小为%=2工1Sin=26.2sin0=；〃2g,故A正确，BD错误;

C.根据功能关系可知.整个过程中,推力所做的功等干重力势能的增加量•则有W=〃吆儿故C错

误;

故选A。

6.A

【详解】根据题意，对铲子受力分析，受重力、桶底的支持力和摩擦力、筒壁的支持力，如图所示

由平衡条件有N|COse=/,Ngtne+N2=mg

又有/=

联立解得人"需°se

〃sin，+cos夕

故选A。

7.A

【详解】根据题意，对铲子受力分析，受重力、桶底的支持力和摩擦力、筒壁的支持力，如图所示

N\

re

mg

f

由平衡条件有N、cosO=f,N\sin^+;V2=mg

又有/=4M

N，ngcos0

联立解得/=

“sin夕+cos夕

桶底对铲子的摩擦力的方向水平向右；桶底对铲子的作用力斜向右上方；根据力的平衡条件可知，桶

底和桶口边缘对铲子的合力一定等干〃火C

故选Ao

8.B

【详解】AB.物体与斜面均静止，对整体受力分析可知,甲图中/sinO+N=(M+/〃)g,/=Fcos^

当拉力增大时，地面对斜面的支持力减小、摩擦力增大，故A错误B正确；

C.乙图中，当F=〃?gtan。时，斜面对物体的摩擦力为零，此时物体仅受到三个力的作用，故C错误；

D.欲向上运动，应满足△“口歹

tipFeos6a>RFsin6a

解得lan。<L,O<53°

题意不满足，则一定保持静止，故D错误。

故选B。

【点睛】D一般解法：设刚能拉动，对物体由平衡条件小os仇〃怦ind〃N=0,N-〃吆cos仇尸siMM),解

〃?gsinO+geos。

分母小于零，无解。

cos。一〃sin6

9.C

【详解】ABC.机器人的受力情况如下图所示，由数学知识可求得图中cosa=1,sina=逑，机

33

器人缓慢上移或者增强磁性，总有4=〃?gsina=1&G,故AB错误，C正确；

D.在垂直斜面方向，由共点力的平衡得&=厂+/咫8$。=：6+尸，故D错误。

故选C。

A

10.B

【详解】每根钢索与竖直方向夹角为e,则si回击更则e=运

2x047

根据平衡条件得44cos。=，叫

解得鸟

故选B.

11.B

【详解】AC.由于三根绳子长度不同，说明三力与竖直方向的夹角不相同，由于杆保持静止且竖直，

故在水平方向三力水平分力的合力应为零；故说明三力的大小不可能相等。故AC错误；

B.由于三力在竖直方向有拉刀，杆在竖直方向合力为零，故杆对地面的压力大于重力：故B正确；

D.由于杆受绳子的拉力、重刀及支地面的持力，故绳子拉力的合力与重力的合力等于地面对杆的支

持力，故D错误。

故选B。

12.D

【详解】A.由题意知，相邻两根椽子的连线和相邻两根椽子与对应底瓦圆心的连线构成一个等边三

角形，设底瓦与每根椽子间弹力大小为尸N，则三根椽子对底瓦的弹力沿垂直于三根椽子所在平面的

分力之和等于三片瓦的重力垂直三根椽子所在平面向下的分力，即4Gsin6(r=3〃?《cos。

解得&=会gcos。,故A错误：

B.设底瓦对每根椽子的摩擦力大小为5，根据受力平衡可知，底瓦对每根椽子的摩擦力的合力等于

三片瓦的重力沿三根椽子所在平面向下的分力，即46=3〃?gsin0

得耳=力3咫sin。，故B错误；

4

CD.设椽子对底瓦的弹力与相邻两椽子与底瓦接触线的夹角为a，则4尸NSina=3，〃gcos。

得…即坐幽

4sina

适当增大两椽子间的距离，则。减小，则底瓦与每根椽子之间的弹力增大，底瓦与每根椽子之间的最

大静摩擦力增大，底瓦更不容易下滑，故c错误，D正确。

故选D。

13.BD

【详解】AB.轻杆通过钱链连接，轻杆8。对小球的作用力方向为沿杆方向，小球保持静上，对小

球受力分析可得

根据平衡条件可得

TOAsin45=TOBCOS45

TOACOS454-TOBsin45=，ng

可得

%,\=%=与加8

故A错误，B正确：

CD.若将人点缓慢竖直移动一小段距离，对小球受力分析可得

根据几何关系可得

mT

8=TOA=OH

OA~OB

若将A点缓慢竖直向上移动一小段距离，增大，轻绳A0受到的拉力将变小，若将A点缓慢竖直

向下移动一小段距离，A8减小，则轻绳八。受到的拉力将变大，故C错误，D正确。

故选BDo

14.BCD

【详解】根据题意可知，小环C为轻环，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，设细线的拉力为了，甲

的重力作用线与A点和甲连线成/角，乙的重力作用线与C和乙连线成/角，由几何对称有

z=/?+30°

由平衡条件得

2TcosP=叫g

2Tcosy=m2g

解得

叫_COSP

m2cosy

则有

2ni.

—j=<­L<co

J3w2

故选BCDO

15.ABC

【详解】A.初始时，A、B静止，对物块A,受到沿斜面向上的静摩擦力，有

m^sina=f

mAgcosa=Ffi

若施加的力?恰好等于,mgsino,则摩擦力变为零，故A错误，符合题意；

BCD.对整体分析，初始时只受向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力，B与墙之间无弹力，无摩擦力，

弹簧的弹力等于两物体的总重力，施加力产后，由于AB不动，则弹簧的形变量不变，弹簧的弹力不

变，总重力不变，但是尸有向上的分量，所以墙对B有竖直向下的摩擦力，同时力尸有水平方向的

分最，等于墙面对B的弹力，故BC错误，符合题意，D正闹，不符合题意。

故选ABCo

16.(l)20N

(2)50N

(3)20N,方向水平向右

【详解】(I)对A分析可得

Feos37=〃("?gcos37+Fsin37)+//^sin37o

解得

F=20N

（2）对AB整体分析可知，竖直方向，地面对B的支持力的大小

Fv=（M+/〃）g=50N

（3）对AB整体分析可知，水平方向

F<+/n）g

所以地面对B的摩擦力

>F=20N

方向向左。

由于相互作用，B对地面的摩擦力大小为20N,方向水平向右。

17.（1）2N,53°

⑵0.2kg,2.4N

【详解】（I）由于杆是光滑的，所