專題05物體平衡-三年（2022-2024）高考物理真題分類匯編（全國）

專題05物體平衡考點三年考情（2022-2024）命題趨勢考點1靜態(tài)平衡（5年5考）2024年1月浙江選考卷：連接體平衡；2024高考湖北卷：兩拖船P、Q拉著無動力貨船S一起在靜水中沿圖中虛線方向勻速前進。2024高考全國理綜甲卷：將重物從高層樓房的窗外運到地面。2023高考江蘇卷：“嫦娥五號”探測器靜止在月球平坦表面處。2023年6月高考浙江選考：水平面上固定兩排平行的半圓柱體上疊加圓柱體。2022年高考廣東卷：制作豆腐的石磨，三根輕繩的結點平衡。2022高考遼寧物理卷：蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，三根細線的結點平衡。2022年6月浙江選考：輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上平衡。1.物體平衡中高考考查頻率較高的知識主要是靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡。2.靜態(tài)平衡包括單體靜態(tài)平衡、結點靜態(tài)平衡和連接體靜態(tài)平衡。靜態(tài)平衡一般與力學中三種力、力的分解等知識點綜合考查。3.動態(tài)平衡一般難度較大，可以利用解析法、動態(tài)平衡矢量圖法等分析解答?？键c2動態(tài)平衡（5年3考）2022高考河北卷：）如圖，用兩根等長的細繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的點，將木板以底邊MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平。2023高考海南卷：工人利用滑輪組將重物緩慢提起?？键c01靜態(tài)平衡1.（2024年1月浙江選考·6）如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，小球A、B上系有不可伸長的細線a、b、c和d，其中a的上端懸掛于豎直固定的支架上，d跨過左側(cè)定滑輪、c跨過右側(cè)定滑輪分別與相同配重P、Q相連，調(diào)節(jié)左、右兩側(cè)定滑輪高度達到平衡。己知小球A、B和配重P、Q質(zhì)量均為，細線c、d平行且與水平成（不計摩擦），則細線a、b的拉力分別為（）A.， B.， C.， D.，【參考答案】D【名師解析】由題意可知細線c對A的拉力和細線d對B的拉力大小相等、方向相反，對A、B整體分析可知細線a的拉力大小為設細線b與水平方向夾角為α，對A、B分析分別有解得，D正確。2.（2024高考湖北卷）如圖所示，兩拖船P、Q拉著無動力貨船S一起在靜水中沿圖中虛線方向勻速前進，兩根水平纜繩與虛線的夾角均保持為30°。假設水對三艘船在水平方向的作用力大小均為f，方向與船的運動方向相反，則每艘拖船發(fā)動機提供的動力大小為（）A. B. C.2f D.3f【答案】B【解析】根據(jù)題意對S受力分析如圖正交分解可知所以有對P受力分析如圖則有解得故選B。5．（10分）（2024高考全國理綜甲卷）將重物從高層樓房的窗外運到地面時，為安全起見，要求下降過程中重物與樓墻保持一定的距離。如圖，一種簡單的操作方法是一人在高處控制一端系在重物上的繩子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的繩子Q，二人配合可使重物緩慢豎直下降。若重物的質(zhì)量，重力加速度大小，當P繩與豎直方向的夾角時，Q繩與豎直方向的夾角（1）求此時P、Q繩中拉力的大??；（2）若開始豎直下降時重物距地面的高度，求在重物下降到地面的過程中兩根繩子拉力對重物做的總功?！緟⒖即鸢浮浚?），；（2）解題思路本題考查的考點：平衡條件動能定理（1）重物下降的過程中受力平衡，設此時P、Q繩中拉力的大小分別為和，豎直方向水平方向聯(lián)立代入數(shù)值得，（2）整個過程根據(jù)動能定理得解得兩根繩子拉力對重物做的總功為4.（2023高考江蘇學業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，“嫦娥五號”探測器靜止在月球平坦表面處。已知探測器質(zhì)量為m，四條腿與豎直方向的夾角均為θ，月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的。每條腿對月球表面壓力的大小為（）A. B. C. D.【參考答案】D【名師解析】對“嫦娥五號”探測器受力分析有FN=mg月則對一條腿有根據(jù)牛頓第三定律可知每條腿對月球表面的壓力為。D正確。5.（2023年6月高考浙江選考科目）如圖所示，水平面上固定兩排平行的半圓柱體，重為G的光滑圓柱體靜置其上，a、b為相切點，，半徑Ob與重力的夾角為37°。已知，，則圓柱體受到的支持力Fa、Fb大小為（）A．，B．，C．，D．，【參考答案】D【名師解析】對圓柱體受力分析，畫出所受力的矢量圖，F(xiàn)a=mgsin37°=0.6G，F(xiàn)b=mgcos37°=0.8G，D正確?！痉椒w納】對于受到三個力的平衡問題，一般是對研究對象受力分析，畫出所受各力的矢量圖，利用平行四邊形定則，得出三力矢量三角形，利用數(shù)學知識得出未知力的大小。6．（2022·高考廣東物理）圖1是可用來制作豆腐的石磨。木柄靜止時，連接的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點是三根輕繩的結點，F(xiàn)、和分別表示三根繩的拉力大小，且。下列關系式正確的是（）．A．B．C．D．【參考答案】D【命題意圖】本題考查對結點的受力分析、平衡條件?！窘忸}思路】以結點O為研究對象，分析受力，由平衡條件。可得F=2F1cos30°=F1，選項D正確。7.（2022高考遼寧物理）如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止狀態(tài)。蛛絲與豎直方向夾角分別為。用分別表示的拉力，則（）

A.豎直分力大于的豎直分力 B.的豎直分力等于的豎直分力C.的水平分力大于的水平分力 D.的水平分力等于的水平分力【參考答案】D【命題意圖】本題考查力的分解/物體平衡條件及其相關知識點.【名師解析】此題的模型屬于死結,對結點O受力分析可得，水平方向即F2的水平分力等于F2的水平分力，選項C錯誤，D正確；對結點O受力分析可得，豎直方向,解得,則F1的豎直分量,F2的豎直分量.F2的豎直分力F2y與F1的豎直分力F1y之差F2y-F1y=-=因可知,選項AB錯誤。8．（2022年6月浙江選考）如圖所示，一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同的斜桿垂直，兩斜桿夾角θ=60°。一重為G的物體懸掛在橫桿中點，則每根斜桿受到地面的A．作用力為 B．作用力為C．摩擦力為 D．摩擦力為【參考答案】B【命題意圖】本題考查受力分析、物體平衡條件，力的分解及其相關知識點。【解題思路】把輕質(zhì)曬衣架和重物看作整體，設每根斜桿受到地面的作用力為F，4Fcos30°=G，解得F=，選項A錯誤B正確；把F沿水平方向和豎直方向分解，在水平方向，每根斜桿受到地面的摩擦力f=Fcos60°=，CD錯誤。3.（2023高考河北卷）如圖，輕質(zhì)細桿上穿有一個質(zhì)量為的小球，將桿水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系統(tǒng)恰好處于平衡狀態(tài)。已知左側(cè)斜面與水平面成角，則左側(cè)斜面對桿支持力的大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】對輕桿和小球組成系統(tǒng)進行受力分析，如圖設左側(cè)斜面對桿AB支持力的大小為，由平衡條件有得故選B?？键c02動態(tài)平衡1.（2022高考河北）如圖，用兩根等長的細繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的點，將木板以底邊MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦，在轉(zhuǎn)動過程中（）

A.圓柱體對木板的壓力逐漸增大B.圓柱體對木板的壓力先增大后減小C.兩根細繩上的拉力均先增大后減小D.兩根細繩對圓柱體拉力的合力保持不變【參考答案】B【命題意圖】本題考查物體動態(tài)平衡及其相關知識點。【名師解析】設兩繩子對圓柱體的拉力的合力為，木板對圓柱體的支持力為，繩子與木板夾角為，從右向左看如圖所示

在矢量三角形中，根據(jù)正弦定理在木板以直線為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動直至水平過程中，不變，從逐漸減小到0，又，且可知，則可知從銳角逐漸增大到鈍角，根據(jù)由于不斷減小，可知不斷減小，先增大后減小，可知先增大后減小，結合牛頓第三定律可知，圓柱體對木板的壓力先增大后減小，設兩繩子之間的夾角為，繩子拉力為，則可得，不變，逐漸減小，可知繩子拉力不斷減小，故B正確，ACD錯誤。（2023高考海南卷）如圖所示，工人利用滑輪組將重物緩慢提起，下列說法正確的是（）A.工人受到的重力和支持力是一對平衡力B.工人對繩