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2022版高考物理一轮复习 高考热点强化2 力与物体的平衡

2022版高考物理一轮复习 高考热点强化2 力与物体的平衡

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高考热点强化(二)　力与物体的平衡
(时间：30分钟)
1.如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到重力为G，下列表述正确的是(　　)

A．FA一定小于G
B．FA与FB大小相等
C．FA与FB是一对平衡力
D．FA与FB大小之和等于G
B　[本题考查共点力的平衡。由于不知轻绳AO、BO间的夹角，故不能确定FA与G间的关系，A错误。A、B等高，AO与BO长度相等，则有α＝β，如图所示，所以FA与FB大小相等，B正确。FA与FB不符合平衡力的条件，C错误。FA与FB的合力等于G，但二者的大小之和不一定等于G，故D错误。]
2.如图所示，一个小球放在固定斜面体的光滑斜面上，用平行于斜面向上的拉力拉着小球，小球保持静止，现将拉力在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到竖直方向，小球始终保持静止，则在转动的过程中，关于拉力及斜面体对小球的弹力，下列判断正确的是(　　)

A．拉力一直减小 B．拉力先减小后增大
C．弹力一直减小 D．弹力一直增大
C　[小球受重力、垂直斜面的弹力和拉力，在三个力作用下处于静止状态，三力平衡，则三力首尾相连构成闭合矢量三角形，如图所示，当拉力顺时针转动时，由图可知拉力F一直增大，弹力一直减小，故C正确。]
3.如图所示，竖直放置的光滑圆环，顶端D点处固定一定滑轮(大小忽略)，圆环两侧套着质量分别为m1、m2的两小球A、B，两小球用轻绳绕过定滑轮相连，并处于静止状态，A、B连线过圆心O点，且与右侧绳的夹角为θ。则A、B两小球的质量之比为(　　)

A．tan θ B．
C． D．sin2θ
B　[对两小球分别受力分析，作出力的矢量三角形，如图所示。
对小球A，可得＝；
对小球B，可得＝；
联立解得＝，故选B。]
4.重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳按如图所示连接后悬挂在O点上，O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍，将一个拉力F作用到小球B上，使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上，则拉力F的最小值为(　　)

A．G B．G C．G D．G
A　[对A球受力分析，因O、A间绳竖直，则A、B间绳上的拉力为0。对B球受力分析如图所示，则可知当F与O、B间绳垂直时F最小，Fmin＝Gsin θ，其中sin θ＝＝，则Fmin＝G，故A项正确。]
5.将一光滑轻杆固定在地面上，杆与地面间夹角为θ，一光滑轻环套在杆上。一个大小和质量都不计的滑轮用轻绳OP悬挂在天花板上，用另一轻绳通过滑轮系在轻环上，用手拉住轻绳另一端并使OP恰好在竖直方向，如图所示。现水平向右拉绳，当轻环重新静止不动时，OP绳与天花板之间的夹角为(　　)

A．90° B．45°
C．θ D．45°＋
D　[对轻环Q进行受力分析如图1，则只有绳子的拉力垂直于杆的方向时，绳子的拉力沿杆的方向没有分力；由几何关系可知，绳子与竖直方向之间的夹角是θ；

图1
对滑轮进行受力分析如图2：

图2
由于滑轮的质量不计，则OP对滑轮的拉力与两段绳子上拉力的合力大小相等方向相反，所以OP的方向一定在两根绳子之间的夹角的平分线上，由几何关系得OP与竖直方向之间的夹角：β＝－θ＝45°－θ
则OP与天花板之间的夹角为：90°－β＝45°＋θ
故选：D。]
6.如图所示，质量为m的光滑球体夹在竖直墙和斜面体之间静止，斜面体质量也为m，倾角为45°，斜面体与水平地面间的动摩擦因数为μ(0.5<μ<1)，斜面体与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若增加球体的质量，且使斜面体静止不动，则可增加的最大质量为(　　)

A．m B．m C．m D．m
C　[对整体受力分析如图甲所示，Ff＝F1，对球体受力分析如图乙所示，则F1＝mgtan 45°，由此可知斜面体与地面间的静摩擦力Ff＝mgtan 45°，增加球体的质量，要使斜面体静止不动，则(m＋Δm)gtan 45°≤μ(2m＋Δm)g，解得Δm≤m，选项C正确。]

甲　　　　　　　　乙
7.《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1 000 kV的高压线上带电作业的过程。如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．工人对绳的拉力一直变大
B．绳OD的拉力一直变小
C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mg
D．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为mg
C　[对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示，绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ，绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α。根据几何知识知θ＋2α＝90°，由正弦定理可得F1增大，F2减小，A、B错误；两绳拉力的合力大小等于mg，C正确；α＝30°时，θ＝30°，可求出F2＝mg，D错误。]
8.(2019·4月浙江选考)如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则(　　)

A．杆对A环的支持力变大
B．B环对杆的摩擦力变小
C．杆对A环的力不变
D．与B环相连的细绳对书本的拉力变大
B　[将A、B两个轻环、绳、书本视为整体，竖直方向整体受到向下的重力和向上的支持力作用，两个支持力大小之和等于重力，FN＝mg，大小保持不变，A错误；对B环进行受力分析，如图甲所示，Ff＝FNtan θ＝mgtan θ，两环距离变小，tan θ减小，Ff变小，B正确；

甲
对书本进行受力分析，如图乙所示，FTcos θ＝mg，两环距离变小，cos θ变大，细绳上的拉力FT变小，D错误；对A环受力分析与B环类似，杆对环的力为支持力FN和摩擦力Ff的合力，大小和绳对A环的拉力相等，由D项分析知FT变小，C错误。

乙]