2022年高考物理母題題源系列 專(zhuān)題02 受力分析 共點(diǎn)力的平衡（含解析）

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1、2022年高考物理母題題源系列 專(zhuān)題02 受力分析 共點(diǎn)力的平衡（含解析） 【母題來(lái)源一】 xx年上海卷第14題 【母題原題】14．如圖，一質(zhì)量為m的正方體物塊置于風(fēng)洞內(nèi)的水平面上，其一面與風(fēng)速垂直，當(dāng)風(fēng)速為時(shí)剛好能推動(dòng)該物塊。已知風(fēng)對(duì)物塊的推力F正比于，其中v為風(fēng)速、S為物塊迎風(fēng)面積。當(dāng)風(fēng)速變?yōu)闀r(shí)，剛好能推動(dòng)用同一材料做成的另一正方體物塊，則該物塊的質(zhì)量為： （ ） A．4m B．8m C．32m D．64m 【母題來(lái)源二】 xx年山東卷第16題 【母題原題】16．如圖，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(

2、A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰好不滑動(dòng)，B剛好不下滑。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為： （ ） B A A． B． C． D． 【命題意圖】 本題結(jié)合生活實(shí)際考查受力分析、共點(diǎn)力的平衡條件，涉及正交分解法的簡(jiǎn)單應(yīng)用，意在考查考生對(duì)力學(xué)基本知識(shí)的掌握情況，以及運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 【考試方向】 受力分析和共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題是高中物理的基礎(chǔ)，也是高考考查的重點(diǎn)。受力分析是解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵，單獨(dú)命題時(shí)往往和實(shí)際問(wèn)題結(jié)合在一起。共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題，單獨(dú)命題時(shí)往

3、往和實(shí)際問(wèn)題結(jié)合在一起，但是考查更多的是融入到其他物理模型中間接考查，如，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)命題，或者出現(xiàn)在導(dǎo)軌模型中等。 【得分要點(diǎn)】 受力分析，要按照一定的順序進(jìn)行，特別注意彈力和摩擦力有無(wú)以及它們方向的判斷。對(duì)于共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題，常用方法有： （1）正交分解法：適用于三力或三力以上平衡問(wèn)題，可用于求解大小、方向確定的力的問(wèn)題。 （2）矢量三角形法：適用于三力平衡問(wèn)題，該方法有時(shí)涉及正弦定理的運(yùn)用，有時(shí)利用矢量三角形和幾何三角形的相似性來(lái)求解力。 （3）三力平衡的動(dòng)態(tài)分析：三個(gè)力中重力大小方向不變、一個(gè)力的方向不變大小可以改變、一個(gè)大小方向都改變。常常把三個(gè)力放置在一個(gè)矢量三角形中，有時(shí)涉

4、及相似三角形的知識(shí)。 注意：涉及滑動(dòng)摩擦力的四力平衡問(wèn)題中，可以把滑動(dòng)摩擦力Ff和正壓力FN合成為一個(gè)力F，只要Ff和FN方向不變，則F的方向不變。這樣就可以把四力平衡轉(zhuǎn)化為三力平衡問(wèn)題。 【母題1】如圖，穿在一根光滑的固定桿上的兩個(gè)小球A、B連接在一條跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩兩端，桿與水平面成θ＝37°角，不計(jì)所有摩擦。當(dāng)兩球靜止時(shí)，OA繩與桿的夾角為θ，OB繩沿豎直方向，則球A、B的質(zhì)量之比為： （ ） A.4∶3 B.3∶4 C.3∶5 D.5∶8 【母題2】（多選）如圖，甲、乙兩物體用壓縮的輕質(zhì)彈簧連接靜置于傾角為θ

5、的粗糙斜面體上。斜面體始終保持靜止，則下列判斷正確的是： （ ） A．物體甲所受的摩擦力可能為零 B．物體甲一定受到四個(gè)力作用 C．物體乙所受的摩擦力可能為零 D．水平面對(duì)斜面體無(wú)摩擦力作用 【母題3】如圖所示，傾角為的斜面體C置于水平地面上，一條細(xì)線一端與斜面上的物體B相連，另一端繞過(guò)質(zhì)量不計(jì)的定滑輪與物體A相連，定滑輪用另一條細(xì)線懸掛在天花板上的O 點(diǎn)，細(xì)線與豎直方向成a角，A、B、C始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說(shuō)法正確的是： （ ） A．若僅增大A的質(zhì)量，B對(duì)C的摩擦力一定減小 B．若僅增大A的質(zhì)量，地面對(duì)C的摩擦力一定增大 C．若僅

6、增大B的質(zhì)量，懸掛定滑輪的細(xì)線的拉力可能等于A的重力 D．若僅將C向左緩慢移動(dòng)一點(diǎn)，角將增大 【答案】B 【解析】以物體B為研究對(duì)象，受到豎直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、細(xì)線的拉力和靜摩擦力，由于物體A是靜止的，細(xì)線的拉力大小等于物體A的重力大小，物體B重力沿斜面向下的分力與細(xì)線的拉【母題4】如圖所示，一輕彈簧上端固定于O點(diǎn)，下端拴一個(gè)鋼球，當(dāng)鋼球靜止在A處時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x0，現(xiàn)對(duì)鋼球施加一個(gè)水平向右的拉力，便鋼球緩慢移至B處，此時(shí)彈簧與豎直方向的夾角為θ（彈簧的伸長(zhǎng)量不超過(guò)彈性限度），則此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為： （ ） A.x0 B.x0

7、cosθ C. D. 【母題5】如圖所示，一質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平地面上，物體B受沿斜面向上力F作用沿斜面勻速上滑，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，，且質(zhì)量均為m，則： （ ） A．A、B保持相對(duì)靜止 B．地面對(duì)斜面體的摩擦力等于 C．地面受到的壓力等于(M +2m)g D．B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 【母題6】如圖所示，橫截面為直角三角形的斜劈A，底面靠在粗糙的豎直墻面上，力F通過(guò)球心水平作用在光滑球B上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)力F增大時(shí)，系統(tǒng)仍保持靜止，則下列說(shuō)法正確的是： （ ） A．斜劈A受到的力的個(gè)

8、數(shù)不變 B．斜劈A受到的摩擦力一定增大 C．光滑球B對(duì)地面的的壓力一定不變 D．光滑球B受到的合力不變 【母題7】（多選）如圖所示，斜面體置于粗糙水平面上，斜面光滑。小球被輕質(zhì)細(xì)線系住放在斜面上，細(xì)線另一端跨過(guò)定滑輪，用力拉細(xì)線使小球沿斜面緩慢向上移動(dòng)一小段距離，斜面體始終靜止。移動(dòng)過(guò)程中： （ ） A．細(xì)線對(duì)小球的拉力變大 B．斜面對(duì)小球的支持力變大 C．斜面對(duì)地面的壓力變大 D．地面對(duì)斜面的摩擦力變小 【答案】AD 【解析】設(shè)物體和斜面的質(zhì)量分別為m和M，繩子與斜面的夾角為θ．取球研究：小球受到重力mg、斜面的支持力N和繩子

9、的拉力T，則由平衡條件得 【母題8】如圖所示，自動(dòng)卸貨車(chē)靜止在水平地面上，車(chē)廂在液壓機(jī)的作用下，角緩慢增大，在貨物相對(duì)車(chē)廂仍然靜止的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是： （ ） A．車(chē)對(duì)地面的壓力變小 B．貨物受到的摩擦力變小 C．地面對(duì)車(chē)的摩擦力增大 D．貨物對(duì)車(chē)廂壓力變小 【母題9】如圖所示，質(zhì)量均為M的A、B兩滑塊放在粗糙水平面上，兩輕桿等長(zhǎng)，桿與滑塊、桿與桿間均用光滑鉸鏈連接，在兩桿鉸合處懸掛一質(zhì)量為m的重物C，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)桿與水平面間的夾角為θ。下列說(shuō)法正確的是： （ ） A．當(dāng)m一定時(shí)，θ越小，滑塊對(duì)地面的壓力越大 B．當(dāng)m一定時(shí)，θ越大，輕桿受力越小 C．當(dāng)θ一定時(shí)，M越大，滑塊與地面間的摩擦力越大 D．當(dāng)θ一定時(shí)，M越小，可懸掛重物C的質(zhì)量m越大 【母題10】截面為直角三角形的木塊A質(zhì)量為M，放在傾角為的斜面上，當(dāng)=37時(shí)，木塊恰能靜止在斜面上，如圖甲。現(xiàn)將改為30，在A與斜面間放一質(zhì)量為m的光滑圓柱體B，如圖乙，已知sin37=0.6，cos37=0.8，則 ： （ ） A. A、B仍一定靜止于斜面上 B．若M=4m，則A受到斜面的摩擦力為mg C．若M=2m，則A受到的摩擦力為mg D．以上說(shuō)法都不對(duì) 考點(diǎn)：物體的平衡