高考物理二轮复习专题培优练习重难点01 力与物体的平衡（2份打包，原卷版+解析版）

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1.命题情境源自生产生活中的与力相关的情境，对生活生产中与力有关的问题平衡问题，要能从情境中抽象出物理模型，正确受力分析，画出受力分析图，正确利用力的平衡条件解决问题。
2.立体情境增多，要培养会看画立体图，将立体图转化为平面图。
3.数学三角函数知识的利用在该类题中尤其突出，特别是像极值、临界问题。还有一些特殊方法，例如利用正弦定理、余弦定理等处理问题。
4.多个物体受力平衡时注意整体法和隔离法的应用。
例题1.（2022·河北·高考真题）如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的 SKIPIF 1 < 0 点，将木板以底边 SKIPIF 1 < 0 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
例题2. （2022·浙江·高考真题）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角 SKIPIF 1 < 0 ，一重为 SKIPIF 1 < 0 的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（ ）
A．作用力为 SKIPIF 1 < 0 B．作用力为 SKIPIF 1 < 0
C．摩擦力为 SKIPIF 1 < 0 D．摩擦力为 SKIPIF 1 < 0
一、力学中的平衡问题
1．研究对象选取的两点技巧
(1)采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同。
(2)当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转换研究对象法”。
2．求解平衡问题的常用方法
二力平衡法、合成法、正交分解法、相似三角形法、正弦定理法、图解法等。
二、电磁场中的平衡问题
1．基本原则
解决电磁学中的平衡问题，要把握“电学搭台，力学唱戏”的破题原则，要结合电磁学的基本规律和力学的受力分析及平衡条件解题。
2．四点注意
(1)求解点电荷间的作用力大小要运用库仑定律。
(2)安培力方向的判断要先明确磁场方向、电流方向，再用左手定则，同时注意将立体图转化为平面图。
(3)电场力或安培力的出现，可能会对弹力或摩擦力产生影响。
(4)涉及电路问题时，要注意闭合电路欧姆定律的应用。
三、新情境探究
近几年高考物理试题中与生活、生产、高科技密切联系的试题在逐渐增多，如以生活、劳动为情境，考查受力分析和共点力平衡等。同学们在解决此类问题时要将所学物理知识与实际情境联系起来，抓住问题实质，将问题转化为熟知的物理模型和物理过程求解。
（建议用时：30分钟）
一、单选题
1．（2022·重庆·高考真题）如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（ ）
A．大小等于 SKIPIF 1 < 0 B．大小等于 SKIPIF 1 < 0
C．方向竖直向上D．方向水平向左
2．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝 SKIPIF 1 < 0 与竖直方向夹角分别为 SKIPIF 1 < 0 。用 SKIPIF 1 < 0 分别表示 SKIPIF 1 < 0 的拉力，则（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 的竖直分力大于 SKIPIF 1 < 0 的竖直分力B． SKIPIF 1 < 0 的竖直分力等于 SKIPIF 1 < 0 的竖直分力
C． SKIPIF 1 < 0 的水平分力大于 SKIPIF 1 < 0 的水平分力D． SKIPIF 1 < 0 的水平分力等于 SKIPIF 1 < 0 的水平分力
3．（2022·山东·青岛二中高二期末）2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是（ ）
A．B．C．D．
4．（2022·浙江宁波·模拟预测）如图所示，战士在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练。设战士拉着轮胎匀速向前，运动过程中双肩与绳的接触点A、B等高，两绳间的夹角为 SKIPIF 1 < 0 ，所构成的平面与水平面间的夹角为 SKIPIF 1 < 0 ，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．若 SKIPIF 1 < 0 保持不变， SKIPIF 1 < 0 越小两绳上的拉力越大
B．若 SKIPIF 1 < 0 保持不变， SKIPIF 1 < 0 越小两绳上的拉力越小
C．无论 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 取何值，地面对轮胎的支持力始终不变
D．无论 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 取何值，轮胎对地面的压力不可能为0
二、多选题
5．（2021·湖南·永顺县第一中学模拟预测）如图所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且 SKIPIF 1 < 0 。则下列描述正确的是（ ）
A．B可能受到3个或4个力作用
B．斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下
C．A对B的摩擦力可能为0
D．A、B整体可能受三个力作用
6．（2022·广东·蛇口育才中学模拟预测）人字梯是生产生活中的常见工具，人字梯由两个相同的梯子组成，两梯子的顶端用光滑铰链连接。现将梯子放在粗糙的水平地面上，人站在A横梁上，梯子处于静止状态，梯子质量不计。则（ ）
A．有人站的这侧梯子底部受到地面的摩擦力与没人站的那侧大小相等
B．有人站的这侧梯子底部受到地面的摩擦力比没人站的那侧大
C．人静止站在B横梁时地面对梯子的总支持力比站在A横梁时大
D．梯脚的间距越大，梯子的张力越大
三、解答题
7．（2022·重庆南开中学模拟预测）2022年夏季的重庆骄阳似火，为保证空调冷气不外漏，很多办公室都安装了简易自动关门器，该装置的原理可以简化为用一弹簧拉着的门，某次门在关闭时被卡住，细心的小明发现了门下缝隙处塞紧了一个木楔，侧面如图所示，已知木楔质量为m，其上表面可视作光滑，下表面与水平地面间的动摩擦因数为 SKIPIF 1 < 0 ，木楔上表面与水平地面间夹角为 SKIPIF 1 < 0 ，重力加速度为g，木楔尺寸比门小很多，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。
（1）若门推动木楔在地板上缓慢匀速移动，求门下端对木楔上表面的压力大小；
（2）小明研究发现，存在临界角 SKIPIF 1 < 0 ，若木楔倾角 SKIPIF 1 < 0 ，不管用多大力推门，塞在门下缝隙处的木楔都能将门卡住而不再运动，求这一临界角的正切值 SKIPIF 1 < 0 。
8．（2022·河南·洛宁县第一高级中学模拟预测）如图所示，倾角为θ、质量为M的斜面体A置于水平地面上，在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m的光滑球B，斜面体受到水平向右的外力，系统始终处于静止状态。已知 SKIPIF 1 < 0 ，重力加速度大小为g。
（1）求球B受到斜面体的弹力大小 SKIPIF 1 < 0 和墙面的弹力大小 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）若斜面体受到水平向右的外力大小为 SKIPIF 1 < 0 mg，求此时斜面体受到的水平地面的摩擦力；
（3）若斜面体与水平地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了使系统处于静止状态，求水平向右的外力大小F的范围。