2026年高考物理终极冲刺:专题01 受力分析和物体的平衡(抢分专练)(解析版)_第1页
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1/7专题01受力分析和物体的平衡【命题解读】受力分析是经典力学的基础,物体做什么样的运动取决于物体的受力情况。实际生活中大量情景都涉及物体的受力,如学生拖地、高考倒计版的悬挂等。应用物理知识解决实际生活中的问题,这正是物理学的本质所在。【命题预测】2026年高考,受力分析和物体的平衡仍就作为考查物理问题的基础,可能会也电磁学、热学综合;也可能以生活中的实际问题为背景,考整受力分析和力的分解与合成的运用。题目注重知识综合运用,考查学生分析解决实际问题的能力。题型01共点力的静态平衡问题1.海南椰雕是海南省的传统美术,是国家级非物质文化遗产之一、唐代就已出现关于海南椰雕的记载,明清时期椰雕被作为珍品进贡朝廷,赢得“天南贡品”之誉。某椰雕作品如图所示,碗和碗盖静止于水平桌面上,碗盖斜靠在碗的左侧。关于桌面对碗盖的弹力和摩擦力,下列说法正确的是()A.弹力方向斜向右上方B.弹力方向竖直向上C.摩擦力可能为0D.摩擦力方向向左【答案】B【详解】AB.因为桌面水平,所以桌面对碗盖的弹力方向竖直向上,选项A错误,B正确;CD.因为碗盖倾斜,根据平衡可知,桌面对碗盖的摩擦力不为0,且方向向右,选项CD错误。故选B。2.溜索已经成为某些景点常见的娱乐项目,如图1所示。若溜索简化为如图2所示模型,将倾斜的索道看作直轨道,滑轮质量不可忽略,在某段下滑过程中游客和滑轮匀速下滑,不计滑轮下方连接游客的绳子质量,不计空气阻力,则()A.绳子的拉力小于游客的重力B.索道对滑轮的作用力方向一定竖直向上C.绳子对游客的拉力可能垂直于索道D.滑轮受到3个力的作用【答案】B【详解】A.游客匀速运动,受力平衡,所受合力为零,则绳子的拉力大小等于游客的重力,故A错误;B.滑轮匀速运动,受力平衡,所受合力为零,则索道对滑轮的作用力与绳子对滑轮的拉力等大反向,故索道对滑轮的作用力方向一定竖直向上,故B正确;C.绳子对游客的拉力竖直向上,不可能垂直于索道,故C错误;D.滑轮受到重力、拉力、支持力和摩擦阻力共4个力的作用,故D错误。故选B。3.如图所示,在墙角有一均匀柔软细绳,一端悬于天花板上的A点,另一端悬于竖直墙壁上的B点,平衡后最低点为C点,若测得细绳在B端的切线与竖直墙壁的夹角,,在A端的切线与水平天花板的夹角,则AC与BC的绳长之比为()A. B. C. D.【答案】D【详解】对C点左、右半部分受力分析,可得,可得柔软细绳质量均匀分布,可知AC与BC的绳长之比为。故选D。4.如图所示,质量均为0.5kg的小物块A、B、C放在倾角的固定光滑斜面(足够长)上,C靠在垂直斜面的固定挡板上,A与B用轻杆连接,B、C分别与原长为10cm、劲度系数为的轻质弹簧两端相连,系统处于静止状态。现对A施加一个沿斜面向上的拉力,使A缓慢上滑。取重力加速度大小,,,不计空气阻力以及一切摩擦,弹簧及轻杆均与斜面平行,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是()A.施加力前,挡板对C的支持力大小为B.施加力前,弹簧的长度为C.施加力后,当时,轻杆对A的支持力大小为D.施加力后,当时,弹簧的长度为【答案】D【详解】A.施加力前,对A、B、C、弹簧以及轻杆整体,根据物体的平衡条件可得,挡板对C的支持力大小,故A错误;B.施加力前,对A、B以及轻杆整体,根据物体的平衡条件可得,弹簧对B的弹力大小根据胡克定律有解得弹簧压缩的长度弹簧的长度,故B错误;C.施加力后,当时,在斜面方向上,A受到拉力、重力沿斜面向下的分力、轻杆的支持力,根据物体的平衡条件有解得负号表示轻杆对A的作用力不是支持力,而是拉力,故C错误;D.当时,对A、B、C、弹簧以及轻杆整体,根据物体的平衡条件可得,挡板对C的弹力大小说明C恰好要离开挡板,弹簧的弹力为拉力,拉力大小根据胡克定律有解得弹簧拉伸的长度弹簧的长度,故D正确。故选D。5.《天工开物》中记载了谷物脱壳工具——土砻(图甲)。如图乙所示,手柄ab和摇臂cd位于同一水平面内且相互垂直,c端通过光滑铰链相连,d为ab中点,c位于悬点O的正下方。,手柄ab重力为G且质量分布均匀,摇臂cd质量忽略不计。人不施加作用力时ab处于静止状态,则摇臂cd对手柄ab的作用力大小为()A.2G B. C. D.【答案】C【详解】由题意,竖直、水平,为直角三角形,设,则由勾股定理得。与竖直方向夹角满足解得。对受力分析:受重力(作用在重心,竖直向下)、点绳子的拉力(作用线过点,对力矩为0)、摇臂的作用力(为轻铰链杆,作用力沿杆即水平方向)。对悬点取力矩平衡,重力的顺时针力矩等于的逆时针力矩:代入、解得:因此摇臂对手柄的作用力大小为故C正确。题型02共点力的动态平衡问题6.外卖小哥骑着平衡车正对圆弧形减速带缓慢通过,在车轮爬升至减速带最高点后到达地面前的过程中,车轮受到减速带的摩擦力大小(不计轮胎和减速带的形变)(

)A.保持不变 B.逐渐变大C.逐渐减小 D.先变小后变大【答案】B【详解】车轮受重力、支持力和摩擦力,处于动态平衡状态,根据受力分析可得车轮爬升至减速带最高点后到达地面前的过程中,有角度逐渐变大,可知车轮受摩擦力逐渐变大。故选B。7.小区阳台常见的升降式晾衣架如图所示,它由一根轻绳跨过光滑轻质滑轮带动总质量为m的晾衣杆部分。现缓慢向上拉动晾衣架至新的平衡位置,此过程中保持绳始终绷直且未与滑轮打滑或脱离。在晾衣架缓慢上移的过程中,下列说法正确的是(

)A.当绳a与竖直方向成60°时,轻绳上的张力大小为B.轻绳上的张力逐渐减小C.轻绳上的张力逐渐增大D.总质量为m的晾衣杆部分所受合力逐渐增大【答案】C【详解】A.同一根轻绳张力处处相等,设绳张力为,对晾衣杆由竖直方向平衡得整理得当时,代入公式得,故A错误;BC.晾衣架顶部两个固定滑轮的水平间距保持不变,设晾衣杆上方两段倾斜的绳子的总长度为,每段绳子与竖直方向的夹角为,由几何关系得整理得晾衣架上移过程中,晾衣杆上方绳总长度减小,不变,因此增大,增大,减小,因此逐渐增大,故B错误,C正确;D.晾衣架缓慢上移,始终处于平衡状态,总合力始终为零,因此合力不会逐渐增大,故D错误。故选C。8.如图所示,光滑斜面固定在水平面上,斜面上的一物体用通过定滑轮的轻绳拉动,沿斜面缓慢上升,则此过程中()A.绳子拉力一直变大B.斜面对物体的弹力一直变大C.地面对斜面的弹力一直变大D.地面对斜面的摩擦力一直变大【答案】A【详解】以斜面上的物体为研究对象,受到重力G,斜面的支持力N和绳的拉力F三力平衡,受力图如图所示AB.物体沿斜面缓缓上升过程中,斜面对物体的弹力N方向不变,绳子的拉力与竖直方向的夹角变小,由图中的关系可看出,绳子的拉力增大,斜面对物体的弹力N减小,A正确,B错误;CD.以斜面及斜面上的物体整体为研究对象,由平衡关系可知,的竖直方向分力变大,则地面对斜面的弹力减小;的水平方向分力变小,则地面对斜面的摩擦力减小,CD错误。故选A。9.如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆、上的、两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。现将绳的右端从点缓慢移动到点,不计空气阻力,挂钩的运动轨迹正确的是()A. B.C. D.【答案】B【详解】设两杆间距为D,绳总长为L衣架挂钩光滑静止时,绳两侧张力T大小相同。对挂钩水平方向受力分析得,故设左右侧绳长分别为、,有左右侧绳水平投影长度,两杆间距解得因D、L为定值,故恒定,以点a为原点建立坐标系,设挂钩坐标轴向下为正,由几何关系得因恒定,为定值,该方程描述过原点a的直线,故当绳端从b移至c时,挂钩轨迹为直线。故选B。10.光滑水平面上,细线一端固定在O点,另一端与小球相连,小球受到两个相互垂直的水平拉力和,细线始终水平,与细线的夹角为(为钝角),小球始终处于平衡状态。则下列说法正确的是()A.保持拉力恒定不变,方向不变,大小逐渐增加,则小球受到细线的拉力逐渐减小B.只增加细线的长度,保持三个力方向不变,则减小C.若保持角和不变,将拉力沿顺时针方向缓慢转动,则小球受到细线的拉力将逐渐增大D.若保持角和不变,将拉力沿顺时针方向缓慢转动,则小球受到细线的拉力将逐渐减小【答案】D【详解】A.保持F2不变,如图所示由三角形定则可知,F1增大时,FT逐渐增大,故A错误;B.只增加细线的长度,对力的大小没有影响,F2大小不变,故B错误;CD.α角和F2不变,将拉力F1沿顺时针方向缓慢转动,则F1与F2之间夹角β减小,且β<90°,沿着垂直F1方向正交分解可得可知细线上拉力逐渐减小,C错误,D正确。故选D。11.居民楼改造过程需要把建材吊运到楼顶。如图所示,某次吊运的建材质量m=30kg,施工人员的质量M=75kg,缓慢吊运建材的过程中,某时刻轻绳OA、OB分别与竖直方向的夹角为α=30°、β=60°。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,取g=10m/s2。下列说法正确的是()A.该时刻轻绳OA上拉力的大小TA=300NB.该时刻人对地面的压力大小FN=500NC.该时刻为了使人保持静止,人与地面间的动摩擦因数的最小值为0.5D.人不动,缓慢松手放绳,在物体缓慢靠近墙壁的过程中,轻绳OA长度不变,TB逐渐减小【答案】D【详解】A.对结点O,根据平衡条件可得,联立解得,,故A错误;B.对人,根据平衡条件可得解得根据牛顿第三定律可得,人对地面的压力大小为,故B错误;C.对人,根据平衡条件,水平方向,有,解得,故C错误;D.由于,可得人不动,缓慢松手放绳,在物体缓慢靠近墙壁的过程中,轻绳OA长度不变,则α减小,β变大,则tanα减小,sinβ增大,cosβ减小,所以TB减小,故D正确。故选D。12.为了助推本地文旅的发展,2025年,大同推出了大型行进情景式演艺项目《如梦大同》,如甲图,演员们通过吊威亚在城墙上展现高超的表演技艺,为游客呈现了一场视觉盛宴!现将情景简化如乙图,一根不可伸长的绳索(不计质量)一端系于演员腰间点,另一端系于城墙上的固定点,该演员身体伸直,双脚蹬于城墙点,并保持平衡。已知,,演员质量,城墙对演员的作用力始终沿着身体,重力加速度取,,。下列说法正确的是()A.绳索对演员的拉力大小为B.城墙对演员的作用力大小为C.若保持点不动,将点沿城墙缓慢上移稍许,绳索对演员的拉力大小一定增大D.若保持点不动,将点沿城墙缓慢下移稍许,城墙对演员的弹力大小一定增大【答案】D【详解】AB.设绳索与城墙对演员的作用力大小分别为、,以演员为研究对象,演员在、和重力的作用下处于平衡状态,由平衡条件,在水平方向,有在竖直方向,有联立两式,解得,,故AB错误;C.利用演员所受重力、绳索拉力和城墙弹力构成的力的三角形和相似,得当点不动,将点沿城墙缓慢上移稍许,即增大,、均不变,则、均减小,故C错误;D.同理,当点不动,将点沿城墙缓慢下移稍许,即减小,、均不变,则增大,城墙对演员的弹力大小增大,也一定增大,故D正确。故选D。13.如图所示,质量为M的物块置于粗糙水平地面上,质量为m的小球用细线拴接在物块的顶端,对小球施加水平外力F,平衡时细线与竖直方向间的夹角。现保持外力F与细线间的夹角不变,缓慢改变外力F的大小,使细线沿逆时针方向缓慢转动,直到细线到达水平位置,整个过程中物块始终静止不动。重力加速度为g。下列说法正确的是()A.外力F先增大后减小B.细线上的拉力FT一直增大C.物块受到的摩擦力最大值为D.外力F的最大值与细线拉力FT的最大值之比为【答案】C【详解】AB.平衡时细线与竖直方向间的夹角,则此时外力F与细线间的夹角为;保持外力F与细线间的夹角不变,缓慢改变外力F的大小,使细线沿逆时针方向缓慢转动,直到细线到达水平位置;以小球为对象,根据三角形定则,其受力如图所示由图可知,外力F一直增大,细线上的拉力FT一直减小,故AB错误;C.以物块和小球为整体,根据平衡条件可知,物块受到的摩擦力大小等于外力F的水平分力;由小球的受力矢量图可知,在2位置,外力F的水平分力最大,根据图中几何关系可知,物块受到的摩擦力最大值为故C正确;D.由小球的受力矢量图可知,在3位置,外力F的最大值为在1位置,细线拉力FT的最大值则外力F的最大值与细线拉力FT的最大值之比为,故D错误。故选C。题型03共点力动态平衡中的临界、极值问题14.(多选)拖把是由拖杆和拖把头构成的清洁工具。如图,某同学保持拖杆与竖直方向的夹角θ不变,并用沿拖杆方向的推力F推拖把头,发现无论推力F多大,拖把一直保持静止状态,设拖把头质量为m,忽略拖杆质量,拖把头与地板之间的动摩擦因数为µ,下列说法正确的是()A.增大推力F,拖把头所受合力增大B.拖把保持静止状态的原因是C.增大推力F,地面对拖把头的作用力可能先减小后增大D.若要推动拖把,可增大拖杆与竖直方向的夹角θ【答案】BD【详解】A.增大推力F,拖把头所受合力一直为零,故A错误;B.无论推力F多大,拖把一直保持静止状态,则可以忽略拖把头的重力,则所以,故B正确;C.根据平衡条件可得,增大推力F,则地面对拖把头的作用力增大,故C错误;D.若要推动拖把,可增大拖杆与竖直方向的夹角θ,使得时,可以推动拖把,故D正确。故选BD。15.一根轻质细绳系着一个质量为的小球,细绳的上端固定在横梁上,给小球施加一个拉力,小球平衡后细绳与竖直方向的夹角为,如图所示。现绕小球逆时针缓慢旋转,同时小球在图中位置保持静止。重力加速度为。则下列说法正确的是()A.拉力一定一直减小B.轻质细绳的拉力不变C.拉力的最小值为D.轻质细绳的拉力的最小值为【答案】C【详解】小球受到重力、拉力F和轻质细绳的拉力,由于小球受力平衡,将这三个力进行适当平移一定可以构成一个首尾相接的矢量三角形,画出各力变化的动态图,如图所示AB.由图可知,拉力F先变小再变大,轻质细绳的拉力一直变小,故AB错误;C.当拉力F与细绳垂直时F最小,最小值,故C正确;D.当拉力F旋转到竖直方向时,轻质细绳的拉力最小,等于0,故D错误。故选C。16.如图甲所示,在竖直的光滑木板上用网兜(重力不计)把足球挂在P点,静止时轻绳与木板的夹角。木板对足球的支持力用N表示,轻绳对足球的拉力用F表示。现将木板绕下端O沿顺时针方向缓慢旋转到与水平方向夹角也为,如图乙所示。已知足球的质量为m,重力加速度为g,在此过程中()A.N先增大后减小 B.F先减小后增大C.N的最大值为 D.F的最大值为【答案】C【详解】设木板与竖直方向之间的夹角为β(),对足球进行受力分析可得其中β角从0°逐渐增加到的过程中,N一直增大,F一直减小,时,则当时,故选C。17.如图所示,一足够长的轻质细线一端连接穿过固定水平细杆的滑块A,另一端跨过光滑轻滑轮连接滑块B,初始时两边细线竖直且两滑块静止。某时刻,将水平拉力F作用在滑块A上,使A向右运动,运动过程中细线与水平杆的夹角记为。已知A、B的质量分别为m和2m,滑块A与细杆间的动摩擦因数为,重力加速度为g。下列说法正确的是()A.若A匀速向右运动,则B匀速上升B.若A缓慢向右运动,当时,拉力大小为C.若A缓慢向右运动,细杆对A的摩擦力一直增大D.若A缓慢向右运动,拉力F的最大值接近【答案】D【详解】A.设A向右滑行一段距离,此时轻绳与水平细杆的夹角为,对AB两滑块速度关系分析如图所示根据几何关系有若A向右做匀速运动,逐渐减小,则逐渐增大,所以逐渐增大,故B加速上升,故A错误;BD.若A缓慢向右运动,则可认为AB处于动态平衡,对滑块B有受力分析,根据平衡条件可得轻绳的拉力对滑块A进行受力分析如图所示当时,滑块A从图示(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动至过程,轻绳在竖直方向的分力为根据正交分解,在竖直方向上有在水平方向上有又联立解得变形可得令,可得联立可得滑块A从图示虚线位置开始缓慢向右移动过程中,减小,因,可知F逐渐增大,当时F最大,其最大值为;滑块A继续向右缓慢移动,当时轻绳在竖直方向的分力为根据正交分解,在竖直方向上有在水平方向上有又联立解得变形可得令,可得联立可得因从开始继续减小,则增大,可知F逐渐增大,当时F最大,其最大值为综上分析,可知当时,拉力F的最大值接近,故B错误,D正确;C.当滑块A缓慢向右移动时,刚开始轻绳在竖直方向的分力为根据正交分解,在竖直方向上有减小,减小,减小;当时之后,则有减小,减小,增大;根据滑动摩擦力公式可知摩擦力先减小后增大,故C错误。故选D。1.(2026·重庆梁平·二模)如图是可以用来筛选谷粒的振动鱼鳞筛,筛面水平,由两根等长轻绳将其悬挂在等高的两点,已知筛面和谷物所受重力为G,静止时两轻绳延长线的夹角为。则两根轻绳对鱼鳞筛的拉力的合力大小为()A.G B. C. D.【答案】A【详解】鱼鳞筛静止,处于受力平衡状态,筛面仅受竖直向下的重力,以及两根轻绳的两个拉力。根据平衡条件:两个拉力的合力与重力大小相等、方向相反,因此两根轻绳拉力的合力大小等于。故选A。2.(2026·江苏南京·模拟预测)乒乓球运动蕴含着很多物理规律,如图所示为乒乓球运动员击出的上旋球在空中的运动轨迹。乒乓球落到球桌的瞬间,球桌对球的作用力的示意图可能是()A. B.C. D.【答案】C【详解】乒乓球落到桌面上时,将受到桌面竖直向上的弹力;同时由于乒乓球顺时针转动,相对桌面有向后运动的趋势,则桌面对乒乓球的摩擦力水平向右,根据平行四边形定则可知球桌对球的作用力的方向斜向右上方,则F的示意图可能是C。故选C。3.(2026·辽宁沈阳·一模)一块剖面为三角形的有机玻璃压在另一块水平有机玻璃上,当光通过有机玻璃时,会产生如图所示的花纹。下列说法正确的是()A.受到向上的支持力是由于发生形变而产生的B.对的压力与对的支持力是一对平衡力C.利用该现象可以推测有机玻璃各部位的形变情况D.与间产生的弹力来源于核子间的强相互作用【答案】C【详解】A.P受到的支持力是由于Q形变产生的,A错误;B.对的压力与对的支持力是一对作用力与反作用力,B错误;C.不同部位的干涉花纹不同,故可以利用该现象推测有机玻璃各部位的形变情况,C正确;D.从微观角度,弹力来源于电磁相互作用,D错误。故选C。4.(2026·四川攀枝花·一模)如图所示,A、B、C三个可视为质点的小球用两根不可伸长的轻绳连接后套在位于竖直面内的光滑圆环上,刚好保持静止。已知A、B与圆心O等高,B、C之间的轻绳与水平方向的夹角为,A、B的质量分别为、,则C球的质量为()A. B. C. D.【答案】B【详解】如图所示,对A、B两球受力分析对A球,有对B球,有解得,对C球进行受力分析,如下图所示根据共点力平衡有解得故选B。5.(2026·山东济南·模拟预测)如图所示,截面为直角三角形、倾角为的足够长斜面静置于水平地面上,斜面倾斜部分光滑,顶端固定一光滑轻质滑轮,一根轻绳跨过滑轮一端连接物块,另一端连接置于斜面上的物块,对小物块施加竖直向上的力使轻绳伸直且整个系统处于静止状态。撤去外力,物块向下运动且未落地的过程中,斜面始终保持静止。已知斜面倾角,小物块的质量为,物块的质量为,重力加速度为。下列说法正确的是()A.撤去外力瞬间,轻绳的拉力大小为B.撤去外力瞬间,轻绳对滑轮的压力大小为C.撤去外力前后,斜面对地面的压力大小减小了D.撤去外力前后,斜面对地面的摩擦力大小增加了【答案】D【详解】A.撤去外力瞬间,设绳上拉力为,对物块由牛顿第二定律可得对物块由牛顿第二定律可得联立解得,,故A错误;B.由平行四边形定则可得轻绳对滑轮的压力大小为,方向与竖直方向夹角为,故B错误;C.设斜面质量为,撤去外力前,整体分析可得,斜面对地面的压力大小撤去外力后,物块对斜面的压力斜面对地面的压力大小则斜面对地面的压力大小减小了,又因为,故C错误;D.撤去外力前,斜面对地面的摩擦力为0,撤去外力后,地面对斜面的摩擦力为则撤去外力前后,斜面对地面的摩擦力大小增加了,故D正确。故选D。6.(2026·广东·模拟预测)如图所示,大湾区跨海大桥检修时,工人使用支架系统作业。水平横杆AB一端固定在桥体(A点),另一端B点通过等长轻绳BC和BD悬挂检修篮,轻绳BC和BD与竖直方向夹角均为,检修篮及工人总质量,重力加速度,,。下列说法正确的是()A.轻绳BC的拉力大小约为667NB.横杆AB在B点对轻绳的弹力方向水平向右C.横杆AB在B点对轻绳的弹力大小为800ND.若增大,轻绳BC的拉力将减小【答案】C【详解】A.以工人和检修篮为对象,轻绳BC和BD拉力的竖直分力的合力与总重力平衡,有解得轻绳BC拉力大小,A错误;BC.杆在B点对轻绳的支持力与地球对轻绳、工人和检修篮的重力是一对平衡力,其大小等于800N,方向竖直向上,B错误,C正确;D.两绳BC和BD拉力的合力不变,等于,增大导致两绳间的夹角增大,每根绳子中的拉力大小增大,D错误。故选C。7.(2026·陕西西安·模拟预测)医学研究中,将血液放进足够深的血沉管内,由于重力作用,血液中的红细胞将会下沉。下沉过程中,近似为球形的红细胞受到血液的阻力表达式为,其中为血液的粘滞系数,为红细胞的半径,为红细胞运动的速率。若某血样中红细胞下沉情况稳定时速度为,已知红细胞密度为,血液密度为,重力加速度为,该红细胞的半径可表示为()A. B. C. D.【答案】D【详解】红细胞下沉情况稳定时做匀速直线运动,竖直向下的重力等于竖直向上的浮力与阻力之和。红细胞重力红细胞受到的浮力红细胞受到的阻力由平衡条件列方程联立解得,D正确。故选D。8.(2026·安徽黄山·一模)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在木板上,质量分别为和的物块,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接。的接触面、轻绳均与木板平行。间动摩擦因数,木板上表面光滑,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。将木板一端从水平位置缓慢抬起,为保证物块不发生相对滑动,木板与水平地面的夹角不得大于()A. B. C. D.【答案】D【详解】根据题意分析,物块A、B刚好要滑动时,应该是物体A相对物体B向下滑动,设绳子拉力为F,对A受力分析,由平衡条件得对B受力分析,由平衡条件得联立解得可知故选D。9.(2026·山东滨州·一模)在一地铁站的施工工地,需要利用绳索将一重物沿一竖直面内的轨道从水平地面上的A点缓慢运送到底部C点处,已知AB部分是半径为R,圆心角为60°的圆弧轨道,A点是圆弧轨道的最高点,BC部分为倾斜直轨道,两轨道在B点相切,轨道和定滑轮均视为光滑。定滑轮位于A点正上方2R高度处。在运送过程中,人牵引绳子的位置不动,重物可视为质点。则()A.A到B过程中,轨道对重物的支持力不断增大B.A到B过程中,绳子对重物的拉力先增大后减小C.B到C过程中,地面对人的静摩擦力逐渐增大D.B到C过程中,轨道对重物的支持力不断增大【答案】D【详解】AB.设重物的质量为,重力加速度为,重物A到B过程中,对其受力分析,如图所示根据平衡条件,可知与的合力由图可知由支持力N、拉力T与合力组成的三角形与相似,设绳长为,则有可得,可知随着重物从A向B滑动,支持力N不变;但由于绳长L增大,故绳子对重物的拉力增大,故AB错误;CD.设重物从B到C过程中,对其受力分析,如图所示

设轻绳对人的拉力与水平面的夹角为,斜面BC的倾角为,轻绳与斜面的夹角为,根据正交分解,对重物有,重物下滑过程中斜面倾角不变,减小,增大,故减小,减小,故增大;设人的质量为,根据正交分解,对人有其中角不变,因减小,故减小,故C错误,D正确。故选D。10.(2026·山东日照·一模)篮球场常用置球架来收纳篮球,如图所示,置球架的两支柱竖直,球托和支柱所在平面都与横梁垂直,球托与支柱的夹角,球托A、B与支柱的交点等高。已知篮球的质量为600g,篮球的半径为R,球托A、B间的距离为1.6R,忽略一切摩擦,,。则球托A受篮球的弹力为(

)A. B. C. D.【答案】A【详解】对该篮球受力分析,设单根球托对篮球的弹力大小为N,两球托对篮球弹力的合力为F,水平支撑杆对篮球的弹力为,垂直两根球托平面篮球受力图示如图则有其中竖直面内篮球的受力图示如图所示则有解得故选A。11.(2026·浙江宁波·二模)国际拔河比赛规定,每个队按8名运动员体重的总和分成若干重量级别,同等级别的两个队进行比赛。如图所示,运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋,不能戴手套。不计拔河绳的质量,认为拔河过程中绳始终保持水平,下列说法正确的是()A.地面对运动员的作用力方向竖直向上B.获胜队伍对绳的拉力大小等于失败队伍对绳的拉力大小C.拔河绳对两支队伍的拉力是一对相互作用力D.比赛过程中两队队员受到的地面摩擦力总是等大反向【答案】B【详解】A.地面对运动员有水平方向的摩擦力和竖直向上的支持力,则地面对运动员的作用力方向不是竖直向上,A错误;B.不计拔河绳的质量时,一条绳张力处处相等,而队伍拉绳与绳拉队伍是作用力与反作用力,则获胜队伍对绳的拉力等于失败队伍对绳的拉力,故B正确;C.拔河绳对两支队伍的拉力,即绳子对甲队的拉力和绳子对乙队的拉力不是一对相互作用力,C错误;D.对两队整体分析可知,当整体突然向获胜一方移动时,获胜一方受到的静摩擦力大于另一方受到的静摩擦力,故D错误。故选B。12.(2026·陕西·二模)如图,PO为光滑绝缘竖直墙壁,OQ为光滑绝缘水平地面,地面上方有一水平向左的匀强电场E,带正电荷的A、B两小球(均视为质点)均紧靠接触面而处于静止状态。若在小球A上加竖直向下的推力F,小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,适当移动B球,小球A与B重新处于静止状态,假设两小球所带电荷量保持不变,则有推力F的新平衡状态与原平衡状态比较()A.A球对竖直墙壁的作用力增大 B.两球之间的距离不变C.A球与B球间的静电力增大 D.地面对B球的弹力不变【答案】C【详解】AD.设小球A的质量为,电量为,小球B的质量为,电量为,则以A、B两小球整体为研究对象进行受力分析可知,整体在水平方向受到向左的电场力大小为则根据共点力平衡的规律可得,竖直墙壁对小球A向右的弹力大小为所以根据牛顿第三定律可知,A球对竖直墙壁的作用力保持不变;同理可知整体在竖直方向上施加力F之前,地面对小球B的支持力为施加力F之后,地面对小球B的支持力为即与原平衡状态相比,有推力F的新平衡状态下,地面对小球B的弹力变大,故AD错误;BC.对小球A进行受力分析,则施加力F之前受力分析图如图1所示:根据共点力的平衡规律可得,此时小球B对小球A的库仑力为施加力F之后,小球A的受力如图2所示:同理可得,此时小球B对小球A的库仑力变为即与原平衡状态相比,有推力F的新平衡状态下,小球A与小球B间的静电力变大;再根据库仑定律可知,两球之间的距离一定减小,故B错误,C正确。故选C。13.(2026·湖南株洲·一模)如图,质量为1kg的物块放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内,物块和木箱间的动摩擦因数为0.2,物块左端被一根轻弹簧用1N大小的弹力拉着保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。要使物块相对于木箱向左运动,则木箱在竖直方向的运动可能是()A.向上加速,加速度大小为 B.向上加速,加速度大小为C.向下加速,加速度大小为 D.向下加速,加速度大小为【答案】D【详解】A.木箱运动的加速度竖直向上,大小为4m/s2时,对物块有解得木箱对物块弹力大小此时,故物块不能相对木箱底面移动,故A错误;B.木箱运动的加速度竖直向上,大小为6m/s2时,对物块有解得木箱对物块弹力大小此时,故物块不能相对木箱底面移动,故B错误;C.木箱运动的加速度竖直向下,大小为4m/s2时,对物块有解得木箱对物块弹力大小此时,故物块不能相对木箱底面移动,故C错误;D.木箱运动的加速度竖直向下,大小为6m/s2时,对物块有解得木箱对物块弹力大小此时,故物块会相对于木箱向左运动,故D正确。故选D。14.(2026·北京延庆·一模)2025年世界举重锦标赛继续在挪威进行。在男子60公斤级A组决赛的比赛当中,中国选手王浩以138公斤的成绩获得抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度,下列说法正确的是()A.双臂夹角越大受力越小B.杠铃对每只手臂作用力大小为C.杠铃对手的作用力是手发生形变而产生的D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃总重力【答案】D【详解】A.双臂所受杠铃作用力的合力的大小等于杠铃的重力大小,每只手臂所施加的力在竖直方向的分力等于杠铃重力的一半,设双臂夹角为,则有可得可知双臂夹角越大受力越大,故A错误;B.根据相互作用力大小相等,可知杠铃对每只手臂作用力大小为,故B错误;C.杠铃对手的作用力是杠铃发生形变而产生的,故C错误;D.在加速举起杠铃过程中,人和杠铃组成的系统加速度向上,系统处于超重状态,因此地面对人的支持力大于人与杠铃总重力,故D正确。故选D。15.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)如图所示,水平放置的木板上放有匀质光滑球,球用细绳拴在木板右端。现将木板以左端为轴,抬起右端缓慢转至竖直状态,在转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变,则()A.木板对球的支持力先增大后减小B.木板对球的支持力先减小后增大C.细绳对球的拉力先减小后增大D.细绳对球的拉力先增大后减小【答案】A【详解】设绳子对球的拉力为,木板对球的支持力为,则球的重力、拉力、支持力构成矢量三角形,设绳子拉力

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