专题02力与物体的平衡一、选择题1.【胡克定律】【2022·江苏卷】一轻质弹簧原长为8cm,在4N的拉力作用下伸长了2cm,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为()A.40m/NB.40N/mC.200m/ND.200N/m【答案】D2.【共点力作用下物体的平衡、整体法与隔离法】【2022·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()A.f1=0,f2≠0,f3≠0B.f1≠0,f2=0,f3=0C.f1≠0,f2≠0,f3=0D.f1≠0,f2≠0,f3≠0【答案】C3.【共点力作用下物体的平衡】【2022·全国新课标Ⅲ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()A.B.C.mD.2m【答案】C4.【动态平衡问题】【2022·全国新课标Ⅱ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()7\nA.F逐渐变大,T逐渐变大B.F逐渐变大,T逐渐变小C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小【答案】A5.【共点力作用下物体的平衡】【2022·全国新课标Ⅰ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】BD6.【共点力平衡条件的应用】【2022·广东】如图所示,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()7\nA.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】BC7.【共点力作用下物体的平衡】【2022·山东】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。A与B的质量之比为()A.B.C.D.【答案】B8.【共点力平衡条件的应用、库仑定律】【2022·浙江】如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两点,A上带有的正电荷。两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为和。A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取;静电力常量,AB球可视为点电荷)则()7\nA.支架对地面的压力大小为2.0NB.两线上的拉力大小C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小为D.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小【答案】BC9.【力矩、受力平衡条件】【2022·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,则转动过程中()A.M减小,F增大B.M减小,F减小C.M增大,F增大D.M增大,F减小【答案】A2022年真题1.【胡克定律、物体的平衡】【2022·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm【答案】B7\n【名师点睛】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,再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,可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据正弦定理列式求解。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。2.【共点力作用下物体的平衡】【2022·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,则衣架悬挂点右移【答案】AB【解析】设两杆间距离为d,绳长为l,Oa、Ob段长度分别为la和lb,则,两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β,受力分析如图所示。绳子中各部分张力相等,,则。满足,,即,,d和l均不变,7\n则sinα为定值,α为定值,cosα为定值,绳子的拉力保持不变,衣服的位置不变,故A正确,CD错误;将杆N向右移一些,d增大,则sinα增大,cosα减小,绳子的拉力增大,故B正确。【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。3.【动态平衡问题】【2022·新课标Ⅰ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()A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小【答案】AD7\n【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。4.【共点力作用下物体的平衡】【2022·新课标Ⅱ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()A.B.C.D.【答案】C【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。7