2025届高考物理一轮总复习第2单元相互作用热点练2共点力的平衡及其应用课件新人教版

这是一份2025届高考物理一轮总复习第2单元相互作用热点练2共点力的平衡及其应用课件新人教版，共26页。

1.(2023浙江A9协作体期中)影视摄影区的特技演员高空速滑(非专业人员禁止模仿)的简化图如图所示,钢索与水平方向的夹角θ=30°,质量为m的特技演员利用轻绳通过滑环悬吊在钢索下(轻绳、滑环质量忽略不计)。在匀速下滑过程中,下列说法正确的是(　　)A.演员处于完全失重状态B.轻绳对演员的作用力为0C.钢索对滑环的摩擦力为0.5mgD.钢索与滑环间的动摩擦因数为0.5
解析 特技演员匀速下滑,加速度为0,不超重、不失重,A错误;特技演员匀速下滑,加速度为0,则轻绳对人的作用力与特技演员重力大小相等,B错误;对特技演员、轻绳、滑环整体受力分析如图所示。则有FN=mgcs θ,mgsin θ=Ff=μFN,解得Ff=0.5mg,μ= ,C正确,D错误。
2.(2023浙江金华十校高三选考)如图所示,两个相同的木模质量均为m,靠三根竖直细线连接,在水平面上按一个“互”字型静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。图中短线a上的拉力F1和水平面所受压力F2满足(　　)A.F1>mg,F2<2mgB.F1>mg,F2=2mgC.F1解析 对两个木模的整体受力分析,整体受2mg的重力和水平面的支持力F2',有F2'=2mg,由牛顿第三定律可知,水平面所受压力F2=F2',对上方木模分析可知,短线a上的拉力F1向上,两长线的拉力F2向下,由平衡条件得2F2+mg=F1,则F1>mg,故选B。
3.(多选)救援机器人的手臂前端装有铁夹。在某次救援活动中,救援机器人用铁夹抓着两个重力都为G的水泥制品,使之保持静止状态,铁夹与水泥制品及水泥制品间的接触面竖直,如图所示。若水泥制品受铁夹的最小压力为FN时,才能使水泥制品不滑出铁夹,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则(　　)
解析 对两水泥制品整体受力分析可知2Ff=2G,则Ff=G,对单个水泥制品分析可知,两水泥制品之间的摩擦力Ff'=0,则两水泥制品间动摩擦因数无法求出,A错误,B正确;铁夹与水泥制品间动摩擦因数 ,C错误,D正确。
4.(2023浙江十校联盟高三选考模拟)如图甲所示,用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时,屋顶结构简化图如图乙所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间,若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(　　)
A.瓦片共受到4个力的作用B.减小檩条的倾斜角度θ时,瓦片与檩条间的弹力变小C.减小檩条的倾斜角度θ时,瓦片与檩条间的摩擦力变大D.减小檩条间的距离d时,瓦片可能会下滑
解析 瓦片受重力、两侧的支持力和两侧的摩擦力,共5个力,故A错误;减小檩条的倾斜角度θ时,两弹力的合力等于mgcs θ,瓦片与檩条间的弹力变大,故B错误;瓦片与檩条间的摩擦力等于mgsin θ,减小檩条的倾斜角度θ时,摩擦力减小,故C错误;根据题图可知,两檩条对瓦片的弹力与垂直于檩条方向的夹角为α,有2FNcs α=mgcs θ,减小檩条间的距离d时,夹角α变小,则瓦片与檩条间的弹力变小,最大静摩擦力变小,则瓦片可能会下滑,故D正确。
5.一简易起重装置如图所示,AC是上端带有定滑轮的固定支架,BC为质量不计的轻杆,轻杆的一端C用铰链固定在支架上,另一端B悬挂一个质量为m的重物,并用钢丝绳(不计重力)跨过定滑轮A连接在卷扬机上。开始时,轻杆BC与AC的夹角∠BCA>90°,现使∠BCA缓慢变小,直到∠BCA=30°。不计一切摩擦力。在此过程中,轻杆BC所产生的弹力(　　)
A.大小不变B.逐渐增大C.先增大后减小D.先减小后增大
6.(多选)如图所示,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间M点系一重物,用手拉住绳的另一端N。初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为 。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中(　　)
A.MN上的拉力逐渐增大B.MN上的拉力先增大后减小C.OM上的拉力逐渐增大D.OM上的拉力先增大后减小
解析 设重物的质量为m,以重物为研究对象分析受力情况,受重力mg、OM上的拉力F2、MN上的拉力F1,由题意知,三个力的合力始终为零,矢量三角形如图所示,F1、F2的夹角不变,在F2转至水平的过程中,矢量三角形在同一外接圆上,由图可知,MN上的拉力F1逐渐增大,OM上的拉力F2先增大后减小,故A、D正确,B、C错误。
7.如图所示,一个重力为5 N的砝码,用细线悬挂在O点,现用力F拉砝码,使细线偏离竖直方向30°处于静止状态,此时所用拉力F的最小值为(　　)A.5.0 NB.2.5 ND.4.3 N
解析 以砝码为研究对象,分析受力情况,其受重力G、细线的拉力FT和力F,如图所示,由图可知,当F与细线垂直时F最小,由几何关系得F的最小值为Fmin=Gsin 30°=2.5 N,故B正确。
8.如图所示,质量为m的物体放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F、水平向右的恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角α时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,求这一临界角α的大小(　　)
A.30°B.45°C.60°D.75°
9.如图所示,质量为2m的物块C置于倾角为37°的斜面D上,C通过一细线绕过光滑定滑轮系于P点,P为细线QP、EP、BP的结点,质量为m的小球B置于光滑的半球体A上,半球体A的半径为R,O为球心。已知PO=2R, PB= R,EP水平,PQ竖直,且Q、P、O在同一直线上,系统处于静止状态,小球B可视为质点,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,则下列说法正确的是(　　)
A.细线PB的拉力大小为 mgB.细线PE和细线PB的拉力大小相等C.半球体A受到地面的摩擦力和斜面D受到地面的摩擦力大小相等D.物块C受到斜面D的摩擦力方向沿斜面向下
解析 对小球B受力分析,如图所示。由于力的三角形与△PBO相似,可得 ,又PO=2R,PB= ,故A错误;对结点P受力分析,细线PE的拉力大小等于细线PB的拉力在水平方向的分力大小,所以细
线PE的拉力小于细线PB的拉力,故B错误;由上述项分析可知2mgsin 37° >FPB>FPE,则对C有2mgsin 37°=FfC+FPE,所以斜面D对C的摩擦力方向沿斜面向上,故D错误;对A、B整体受力分析,A所受地面的摩擦力大小等于细线PB的拉力在水平方向的分力大小,对C和斜面整体受力分析,斜面受到地面的摩擦力大小等于细线PE的拉力大小,故C正确。
10.如图所示,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点,将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦,在转动过程中(　　)A.圆柱体对木板的压力逐渐增大B.圆柱体对木板的压力先增大后减小C.两根细绳上的拉力均先增大后减小D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
解析 设两细绳对圆柱体的拉力的合力为F,木板对圆柱体的支持力为FN,细绳与木板夹角的余角为α,从右向左看,圆柱体受力如图所示,在矢量三角形中,根据正弦定理有 ,在木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平过程中,α不变,γ从90°逐渐减小到0,由γ+β+α=180°且α<90°,可知90°<γ+β<180°,
则β从锐角逐渐增大到钝角,根据 ,由sin γ不断减小,可知F不断减小,由sin β先增大后减小,可知FN先增大后减小,结合牛顿第三定律可知,圆柱体对木板的压力先增大后减小,B正确,A、D错误;设两细绳之间的夹角为2θ,细绳上的拉力为FT,则2FTcs θ=F,可得 ,θ不变,F逐渐减小,可知两细绳上的拉力不断减小,C错误。
11.(多选)一轻杆两端分别固定质量均为m的小球A、B,由细线OE、FC悬挂于水平天花板及竖直墙壁上,如图所示,其中OE与竖直方向的夹角θ=30°,FC水平。现保持轻杆位置不变,而将FC线的C端缓慢上移到FC与水平方向夹角α=60°的位置,则下列说法正确的是(　　)
由图甲知细线FC的拉力先减小后增大,其最小值为mg,B正确,C错误;取小球A为研究对象,其所受重力、细线OE的拉力F1及轻杆的弹力F'满足图乙所示关系,末态时OE的拉力大小为 ,所以最后轻杆的弹力正好沿水平方向,由图乙知轻杆的弹力一直在减小,D错误。
12.(多选)如图所示,质量为m0的楔形物体ABC放置在墙角的水平地板上,BC面与水平地板间的动摩擦因数为μ,楔形物体与地板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在楔形物体AC面与竖直墙壁之间,放置一个质量为m的光滑球体,同时给楔形物体一个向右的水平力F,楔形物体与球体始终处于静止状态。已知AC面倾角θ=53°,sin 53°=0.8,重力加速度为g,则(　　)
A.楔形物体对地板的压力大小为m0gB.当F= mg时,楔形物体与地板间无摩擦力C.向右的水平力F的最小值一定是零D.向右的水平力F的最大值为 mg+μ(m+m0)g