1、明朝谢肇淛五杂组中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之,曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则A. 若F一定,大时大来源:Zxxk.ComB. 若F一定,小时大C. 若一定,F大时大D. 若一定,F小时大【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】 BC则, ,故解得,所以F一定时, 越小, 越大; 一定时,F越大, 越大,BC正确;【点睛】由于木楔处在静止状态,故可将力F沿与木楔的斜面
2、垂直且向上的方向进行分解,根据平行四边形定则,画出力F按效果分解的图示并且可据此求出木楔对A两边产生的压力对力进行分解时,一定要分清力的实际作用效果的方向如何,再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可#网一、单项选择题1【2011浙江卷】如图所示,甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是( )A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大,则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利来源:【答案】C【考点定
3、位】平衡力与相互作用力2【2017新课标卷】如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为( )ABCD【答案】C【解析】F水平时:;当保持F的大小不变,而方向与水平面成60角时,则,联立解得:,故选C。【考点定位】物体的平衡【名师点睛】此题考查了正交分解法在解决平衡问题中的应用问题;关键是列出两种情况下水平方向的平衡方程,联立即可求解。3【2016全国新课标卷】如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一
4、小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为( )ABCmD2m【答案】C【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用【方法技巧】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解,如果物体受到三力处于平衡状态,则可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据角度列式求解。4【2016全国新课标卷】质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用T 表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( )AF逐渐变大,T逐渐变大 BF逐渐变大,T逐渐变小CF逐渐
5、变小,T逐渐变大 DF逐渐变小,T逐渐变小【答案】A【解析】对结点O受力分析,重力的大小和方向均不变,水平拉力F的方向不变,绳拉力在转动,满足三力平衡的动态平衡,如图所示:OmgF可得,水平拉力F逐渐增大,绳的拉力逐渐增大,故选A。【考点定位】动态平衡的图解法【名师点睛】此题是物体的平衡问题,考查平行四边形定则的应用;图解法是最简单快捷的方法,注意搞清各个力的大小及方向变化的特点,变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。网5【2013重庆卷】如题图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角。若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( )AG BGsin CGc
6、os DGtan【答案】A【解析】该人处于静止状态,椅子各部分对他的作用力的合力与其重力等大反向,所以该合力等于G。【考点定位】受力分析、共点力的平衡6【2011安徽卷】一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F,如图所示。则物块( )A仍处于静止状态B沿斜面加速下滑C受到的摩擦力不便D受到的合外力增大【答案】A【考点定位】共点力平衡条件,滑动摩擦力7【2015山东16】如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为,A与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力
7、。A与B的质量之比为( )BAA B C D【答案】B【解析】物体AB整体在水平方向受力平衡,由平衡条件可得:;对物体B在竖直方向平衡有:;联立解得:,选项B正确.【考点定位】共点力平衡条件.8【2015上海14】如图,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,当风速为时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力F正比于,其中v为风速、S为物块迎风面积。当风速变为时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,则该物块的质量为( )A4m B8m C32m D64m【答案】D【解析】一质量为m的正方体的边长为a,刚好被推动,在水平方向上受到风力和最大静摩擦力,最大静摩擦力与正压力成
8、正比的,设比例系数为,且二力大小相等, 得:同理另一块质量为m正方形的边长为b,刚好被推动时,有,解得b=4a,所以质量为m正方形的体积是质量为m正方形体积的64倍,所以m=64m,故D正确,A、B、C错误。网【考点定位】共点力的平衡;最大静摩擦力9【2016海南卷】如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则( )来源:ZXXKAf1=0,f20,f30 Bf10,f2=0,f3=0Cf10,f20,f3=0 Df10,f20,f30【答案】C【考点定位】共点力的平衡、整
9、体法、隔离法【名师点睛】“整体隔离法”是力学中的重要方法,一定要熟练掌握,注意对于由多个物体组成的系统,不涉及内力时优先考虑以整体为研究对象。来源:ZXXK10【2016浙江卷】如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学身高和质量分别为( )Av(t0t),Bv(t0t),C v(t0t),D v
10、(t0t),【答案】D【解析】当测重台没有站人时,2x=vt0;站人时,2(xh)=vt;解得h=v(t0t);无人站立时:U0=KM0g;有人时,U=k(M0g+mg),解得:;故选D。学【考点定位】物体的平衡;传感器及速度的计算问题【名师点睛】此题以身高体重测量仪为背景,考查了物体的平衡、传感器及速度的计算问题。解本题的关键是搞清测量的原理,然后联系物理知识列方程解答;此题难度不大,但是题目新颖,有创新,能较好地考查学生分析问题、处理问题的能力。11【2011海南卷】如图,墙上有两个钉子a和b,它们的连线与水平方向的夹角为45,两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点,另一端
11、跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端得c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码,平衡后绳的ac段正好水平,则重物和钩码的质量比为( )A B2 C D【答案】C【解析】挂上质量为m2的钩码后,依题意得,c点变成在如图1所示位置,对c处的绳圈受力分析如图2所示,由共点力平衡条件与几何关系可得:,选C【考点定位】力的动态平衡分析12【2014海南卷】如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO段水平,长度为L;绳上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L。则钩码的质量为( )A B C D【答案】D【
12、解析】假设平衡后轻环位置为P,平衡后,物体上升L,说明此时POO恰好构成一个边长为L的正三角形,绳中张力处处相等,均为Mg,故钩码的重力恰好与PO、PO拉力的合力等大反向,由三角函数关系可知,钩码的重力为,故其质量为,选D。【考点】共点力的平衡【方法技巧】解决共点力平衡的相关问题时,对正确的研究对象(如系统、单个物体、结点等)做出受力分析往往是解决问题的关键,还要注意几何关系的应用。13【2014山东卷】如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木反拉力
13、的大小,则维修后( )AF1不变,F2变大 BF1不变,F2变小CF1变大,F2变大 DF1变小,F2变小【答案】A【考点】共点力的平衡,力的分解【方法技巧】本题考查物体的平衡,抓住物体的状态,前后两次始终处于静止状态,即合外力为零,在改变绳长的同时,绳与竖直方向的夹角跟着改变。14【2014上海卷】如图,光滑的四分之一圆弧轨道A、B固定在竖直平面内,A端与水平面相切,穿在轨道上的小球在拉力F的作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N。在运动过程中( )(A)F增大,N减小 (B)F减小,N减小 (C)F增大,N增大 (D)F减小,N增大【答案】A【解析】受力分析
14、如下图,设小球所在位置的半径与竖直方向夹角为,沿半径和切线方向对受力进行正交分解,小球缓慢运动,两个方向均受力平衡,所以半径方向,切线方向,随小球缓慢移动,逐渐变大,变小,增大,选项A对。【考点定位】共点力的平衡【方法技巧】本题的重点在于由小球缓慢的运动,得到小球始终处于平衡状态,然后根据平衡条件求出F、N的表达式,判断其变化。15【2011海南卷】如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力( )A等于零 B不为零,方向向右C不为零,方向向左D不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右【答案】B【解析】由于物块匀速下滑,结合
15、共点力平衡条件对物块进行受力分析,斜劈对物块的静摩擦力作用沿斜面向上,则物块对斜劈的静摩擦力作用沿斜面向下(即沿左下方),则地面对斜劈的静摩擦力必须沿水平向右才能保证斜劈静止,所以答案选B。【考点定位】共点力平衡条件16【2012新课标卷】如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中( )AN1始终减小,N2始终增大BN1始终减小,N2始终减小CN1先增大后减小,N2始终减小DN1先增大后减小,N2先减小后增大【答案】B【解析】以小球为研究对象,分析
16、受力情况:重力G、墙面的支持力和木板的支持力根据牛顿第三定律得知,。根据平衡条件得:,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置的过程中,增大,v减小,增大,则和都始终减小,故和都始终减小,故选B。网【考点定位】本题考查物体的平衡及其相关知识17【2012浙江卷】如图所示,与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体。细绳的一端摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9N。关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是( )A斜面对物体的摩擦力大小为零B斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上C斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方
17、向沿斜面向上D斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向垂直斜面向上【答案】A【解析】物体重力沿斜面方向下的分力,与弹簧的弹力相等,根据共点力平衡,知物体不受摩擦力作用故A正确,B错误;根据共点力平衡得,方向垂直于斜面向上故C、D错误;故选A【考点定位】本题考查摩擦力,力的平衡18【2013天津卷】如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O点,现用水平F缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力FN,以及绳对小球的拉力FT的变化情况是()AFN保持不变,FT不断增大 BFN不断增大,FT不断减小CFN保持不变,
18、FT先增大后减小 DFN不断增大,FT先减小后增大【答案】D【解析】小球受力情况如图所示,重力和FT的合力与FN平衡,在用水平力F缓慢推动斜面体过程中,代表FT的矢量箭头先变小后变大,代表重力和FT的合力的线段一直增大,故D正确。【考点定位】力的平衡二、多项选择题19【2017天津卷】如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )A绳的右端上移到,绳子拉力不变B将杆N向右移一些,绳子拉力变大来源:*网C绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D若换挂质量更大的衣服,则衣
19、架悬挂点右移【答案】AB【考点定位】受力分析,共点力的平衡【名师点睛】本题是力的动态平衡的典型模型,学生并不陌生,关键要判断出绳子和竖直方向的夹角只与绳长和两杆间的距离有关。20【2017新课标卷】如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,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,并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中( )AMN上的张力逐渐增大BMN上的张力先增大后减小COM上的张力逐渐增大DOM上的张力先增大后减小【答案】AD【解析】以重物为研究对象,受重力mg,OM绳上拉力F2,MN上拉力F1,由题意知,
20、三个力合力始终为零,矢量三角形如图所示,在F2转至水平的过程中,MN上的张力F1逐渐增大,OM上的张力F2先增大后减小,所以AD正确,BC错误。【考点定位】共点力的平衡、动态平衡【名师点睛】本题考查动态平衡,注意重物受三个力中只有重力恒定不变,且要求OM、MN两力的夹角不变,两力的大小、方向都在变。三力合力为零,能构成封闭的三角形,再借助圆,同一圆弧对应圆周角不变,难度较大。21【2012山东理综】如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小,FN表
21、示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则( )A变小 B不变 C变小 D变大【答案】BD【解析】先对三个物体以及支架整体受力分析,受重力,2个静摩擦力,两侧墙壁对整体有一对支持力,根据平衡条件,有:,解得,故静摩擦力不变,故A错误,B正确;将细线对O的拉力按照效果正交分解,如图设两个杆夹角为,则有,再将杆对滑块m的推力按照效果分解,如图根据几何关系,有故,若挡板间的距离稍许增大后,角变大,变大,故滑块m对墙壁的压力变大,故C错误,D正确;故选:BD【考点定位】本题考查力的分解和物体平衡及其相关知识22【2015广东19】如图7所示,三条绳子的一端
22、都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有( )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为零 D绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力.【答案】BC【解析】因为杆静止,受力平衡,所以在水平、竖直面内的合力分别为零,故选项C正确;由于三条绳长度不同,因此三条绳与直杆间夹角不同,若三条绳中的张力都相等,在同一水平面内的分量因夹角不同而不同,所以水平面内杆受力不能平衡,故选项A错误;又因绳中拉力在竖直方向的分量均竖直向下,所以地面对杆的支持力大于杆的重力,根据牛顿第三定律可知,杆对地面的压力大于自身重力
23、,故选项B正确;绳子拉力的合力与杆自身重力无关,属于杆受到的外力,在竖直方向上,它们的总合力与地面对杆的支持力为平衡力,故选项D错误。【考点定位】共点力平衡条件的应用。23【2016全国新课标卷】如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( )A绳OO的张力也在一定范围内变化B物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【答案】BD 【解析】物块
24、b始终保持静止,可知物块a也始终保持静止,滑轮两侧绳子的夹角也不变,可知连接物块a和b的绳的张力等于物块a的重力,所以连接物块a和b的绳的张力保持不变,夹角不变,所以,绳OO的张力也不变,故A、C错误;对物块b进行受力分析如图所示,可知,若F方向不变,大小在一定范围内变化时,重力mg和绳子的拉力FT保持不变,所以,物块b所受到的支持力也在一定范围内变化,物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,故B、D正确【考点定位】共点力作用下物体的平衡、力的动态分析【名师点睛】本题主要考查共点力作用下物体的平衡、力的动态分析。当有多个物体相互作用而平衡时,应注意灵活选择研究对象,可以让题目变得更简洁明晰,
25、此题的难点是对选项A的判断。来源:24【2015广东19】如图7所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有( )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为零 D绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力.【答案】BC【考点定位】共点力平衡条件的应用。【名师点睛】处于平衡状态的物体所受合外力为0,即在任意方向上合力必为0。附加题:涉及力矩问题。25【2016上海卷】如图,始终竖直向上的力F作用在三角板A端,使其绕B点在竖直平面内缓慢地沿顺时针方向转动一小角度,力F对B点的力矩为M,则
26、转动过程中( )AM减小,F增大BM减小,F减小CM增大,F增大DM增大,F减小【答案】A【解析】根据题意,对三角板受力分析受到重力、支持力和拉力,由于缓慢转动,三角板近似平衡,所以有:,在转动过程中,支持力减小而拉力F在增加;力矩是力与力到作用点的距离的乘积,应用极端思维法,当三角板竖直时,力与转动轴的距离为零,此时力矩为零,故此过程中力矩在减小,选项A正确。【考点定位】力矩、受力平衡条件【方法技巧】通过物体受力平衡条件判断拉力F的变化情况,分析力矩时通过极端思维的方法进行判断。26【2012上海物理】如图,竖直轻质悬线上端固定,下端与均质硬棒AB中点连接,棒长为线长二倍。棒的A端用铰链固定在墙上,棒处于水平状态。改变悬线长度,使线与棒的连接点逐渐右移,并保持棒仍处于水平状态。则悬线拉力( )A逐渐减小 B逐渐增大 C先减小后增大 D先增大后减小【答案】A【解析】如图所示根据力距平衡条件:由于线与棒的连接点逐渐右移,则的比值越来越大,因此悬线拉力F越来越小。【考点定位】本题考查力矩平衡条件及其相关知识18