高考试题分类汇编：力、物体的平衡

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2000-2008年高考试题分类汇编：力、物体的平衡

第一部分：选择题

1、（08天津卷）在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中

A．F1保持不变，F3缓慢增大 B．F1缓慢增大，F3保持不变 C．F2缓慢增大，F3缓慢增大 D．F2缓慢增大，F3保持不变 答案：C

【解析】力F产生了两个作用效果，一个是使B压紧竖直墙面的力F1，一个是压紧A的力F2，用整体法进行分析，可知F1和F3的大小相等，当力F缓

慢增大时，合力的方向和两个分力的方向都没有发生变化，所以当合力增大时两个分力同时增大，C正确

2、（08山东卷）用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L 。现用该弹簧沿斜面方向拉住质里为2 m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L 。斜面倾角为30°，如图所示。则物体所受摩擦力

A．等干零

1

B．大小为mg，方向沿斜面向下

2C．大小为

3

mg，方向沿斜面向上 2

D． 大小为mg，方向沿斜面向上 答案：16A

解析：竖直挂时mgkx，当质量为2m放到斜面上时，2mgsin30fkx，因两次时长度一样，所以x也一样。解这两个方程可得，物体受到的摩擦力为零，A正确。

【高考考点】斜面上物体受力分析

【易错提醒】不注意前题条件mgkx，有可能得出B选项

【备考提示】 受力分析是高考的必考内容，也是学好物理的首要条件，所以对于受力分析基本技能的掌握，要求学生全面掌握。

3、（08上海卷）如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个钩码，木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的钩码，则木棒

（A）绕O点顺时针方向转动 （B）绕O点逆时针方向转动 （C）平衡可能被破坏，转动方向不定 （D）仍能保持平衡状态 答案：D

【解析】：设木板AO段重力G1，重心离O点L1，木板BO段重力G2，重心离O

点L2，AO长度l，由力矩平衡条件：G1L1＋2Gl = G2L2＋3Gl ，当两边各挂一个钩码后，等式依然成立：G1L1＋3Gl = G2L2＋4Gl ，即只要两边所增加挂钩码个数相同，依然能平衡。 4、（08广东理科基础）如图2所示，质量为m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ。设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2。以下结果正确的是

mg sinmgC．F2mgcos D．F2

cosA．F1mgsin B．F1【答案】D

【解析】以O点为研究对象，受力如图所示： 由受力图可得F1mgtan

F1

F2

mg F2

cos故选项D正确。

mg

5、（08广东理科基础）9．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L原和劲度系统

k分别为

A．L原＝0.02m k＝500N／m

B．L原＝0.10m k＝500N／m C．L原＝0.02m k＝250N／m D．L原＝0.10m k＝250N／m 【答案】B

【解析】根据胡克定律可得kF2015N/m500N/m。设弹簧的原长为x0.180.16l0，则有15k(l00.15)，解得l0＝0.10m，故选项B正确。

6、(07广东理科基础) 受斜向上的恒定拉力作用，物体在粗糟水平面上做匀速直线运动，则下列说法正确的是D

A．拉力在竖直方向的分量一定大于重力 B．拉力在竖直方向的分量一定等于重力 C．拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力 D．拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力

7、(07海南卷) 如图，P是位于水平的粗糙桌面上的物块。用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连，小盘内有硅码，小盘与硅码的总质量为m。在P运动的过程中，若不计空气阻力，则关于P在水平面方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是B A．拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面 P B．拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面

m C．重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面

D．重力mg和摩擦力，施力物体是绳和桌面

8、(04广东)用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,如

图所示.

a 00 已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30和60，则 b ac绳和bc绳中的拉力分别为（ A ）

c 3113 mg,mg B．mg,mg A．2222 m C．

3113mg,mg D．mg,mg 42249、(07山东理综) 如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止。物

体B的受力个数为：C

A．2 B．3 A C．4 D．5 B 10、(07上海 )如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天

F4 F F3 O 花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态。则该力可能为图中的Bc

F2 A B F1 A．F1 B．F2

C．F3 D．F4

11、(00上海卷）如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是8．B、C、D

（A）A球到达最低点时速度为零。

（B）A球机械能减少量等于B球机械能增加量。

（C）B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度。 （D）当支架从左向右回摆动时，A球一定能回到起始高度。 12、(01北京、内蒙古、安徽卷）如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数皆为

k4102N/m．悬挂的重物的质量分别为 m12kg和m24kg．若不计弹簧质量，

取g10m/s，则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为C

（A）5cm、10cm （B）10cm、5cm （C）15cm、10cm （D）10cm、15cm

13、（02江苏、河南卷） 如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平为Fb＝5N、Fc＝10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则C

A f1＝5N，f2＝0，f3＝5N B f1＝5N，f2＝5N，f3＝0

C f1＝0，f2＝5N，f3＝5N

图4

D f1＝0，f2＝10N，f3＝5N

14、(02春季) 质量为m的三角形木楔A置于倾角为的固定斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为，一水平力F作用在木楔A的竖直平面上，在力F的推动下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动，则F的大小为：C

A、

2m[ag(sincos)]

cosm(agsin)

(cossin)m[ag(sincos)]

(cossin)m[ag(sincos)]

(cossin)B、

C、

D、

15、(02年广东、河南) 图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定

a

R 滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。

（A） 有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态 （B） 有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态 （C） 有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态 （D） 有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态

[答案]：A、D

16、（01江浙） 下列一些说法正确的是：D

① 一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内的冲量一定相同

②一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反

③ 在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定相反 ④ 在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反

A．①② B．①③ C．②③ D．②④

17、（03全国卷） 如图1所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角

形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小，已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ B ）

A．F1 B．F2 C．F3 D．F4

18、（04全国理综） 如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大

小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 D

A．l2＞l1

B．l4＞l3

C．l1＞l3

D．l2＝l4

19、（05江苏卷）有两个共点力，F1=2N，F2=4N，它们的合力F的大小可能是B

③ ①

F

② Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ ④

A.1N B.5N C.7N D.9N

20、（05辽宁卷）两光滑平板MO、NO构成一具有固定夹角θ0=75°的V形槽，一球置于槽内，用θ表示NO板与水平面之间的夹角，如图5所示。若球对板NO压力的大小正好等于球所受重力的大小，则下列θ值中哪个是正确的？（ B ） A．15° C．45°

B．30° D．60°

如图

F

20、（05四川、陕西、贵州、云南、、宁夏、甘肃、内蒙） 所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F 、方向如图所示的力去推它，

使它以加速度a右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小，则A

A . a 变大 B .不变 C．a变小

D . 因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势

21、(06北京卷）.木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动磨擦因数均为0.25；夹在A、B静止不动。现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上.如图所示.力F作用后静止不动.现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上，如图所示力F作用后C

A.木块A所受摩擦力大小是12.5 N B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N C.木块B所受摩擦力大小是9 N D.木块B所受摩擦力大小是7 N 22、（06江苏卷）关于重心，下列说法中正确的（ D ） A．重心就是物体内最重的一点

B．物体发生形变时，其重心位置一定不变 C．物体升高时，其重心在空中的位置一定不变

D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下

第二部分

计算题

23、（07宁夏理综 ）（物理——选修2－2）

塔式起重机的结构如图所示，设机架重P＝400 kN，悬臂长度为L＝10 m，平衡块重W＝200 kN，平衡块与中心线OO/的距离可在1 m到6 m间变化，轨道A、B间的距离为4 m。

⑴当平衡块离中心线1 m，右侧轨道对轮子的作用力fB是左侧轨道对轮子作用力fA的2

倍，问机架重心离中心线的距离是多少？

⑵当起重机挂钩在离中心线OO/10 m处吊起重为G＝100 kN的重物时，平衡块离OO/

的距离为6 m，问此时轨道B对轮子的作用力FB

机架 O 时多少？

、解：⑴空载时合力为零：fAfBPW600 kN 已知：fB＝2fA

求得：fA＝200 kN fB＝400 kN

设机架重心在中心线右侧，离中心线的距离为x，以A为转轴，力矩平衡

平衡块 L 挂钩 fB4W(21)P(2x)

求得：x＝1.5 m ⑵以A为转轴，力矩平衡

轮子 轨道 W(62)FB4P(21.5)G(102)

2m 2m O/ 求得：FB＝450 kN

24、（00天津、江西卷）（13分）图中是用电动砂轮打磨工件的装置，砂轮的转轴过图中O点垂直于纸面，AB是一长度l0.60m，质量m10.50kg的均匀刚性细杆，可绕过A端的固定轴在竖直面（图中纸面）内无摩擦地转动，工件C固定在AB杆上，其质量

m21.5kg，工件的重心、工件与砂轮的接触点P以及O点都在过AB中点的竖直线上，

P到AB杆的垂直距离d0.1m，AB杆始终处于水平位置，砂轮与工件之间的动摩擦因数

0.06

（1）当砂轮静止时，要使工件对砂轮的压力F0100N，则施于B端竖直向下的力FB应是多大？

（2）当砂轮逆时针转动时，要使工件对砂轮的压力仍为F0100N，则施于B端竖直向下的力FB应是多大？

解：（1）当砂轮静止时，把AB杆和工件看成一个物体，它受到的外力对A轴的力矩有：重力的力矩（(m1m2)gl） 2l砂轮对工件的支持力的力矩F0

2FB的力矩FBl

由力矩的平衡，得

F0ll1 (m1m2)gFBl ○

22解得

12 FB[F0(m1m2)g] ○

2代入数据得

FB40N ○3

（2）当砂轮转动时，除重力、支持力和FB的力矩外，还有砂轮作用于工件的摩擦力的力矩F0d。

由力矩的平平衡；得

F01l4 F0d(m1m2)gFBFBl ○

22解得

d15 FB[F0(m1m2)g]F0 ○

2I代入数据得FB30N

25、（01上海卷）（10分）如图A所示，一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根

细线上，l1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l2水平拉直，物体处于平衡状态。现将l2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。

（l）下面是某同学对该题的一种解法：

解：设l1线上拉力为T1，线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡

T1cosθ＝mg， T1sinθ＝T2， T2＝mgtgθ 剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度。因为mg tgθ＝ma，所以加速度a＝g tgθ，方向在T2反方向。

你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。

（2）若将图A中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图B所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（l）完全相同，即 a＝g tgθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。

解：（1）错。

因为I2被剪断的瞬间，l1上的张力大小发生了变化。 （2）对。

因为G被剪断的瞬间，弹簧U的长度末及发生变化，乃大小和方向都不变。 评分标准：全题10分。第（1）小题6分，第（2）小题4分。其中 （1）结论正确，得3分；评价和说明理由正确，得3分。 （2）结论正确，得2分；评价和说明理由正确，得2分。

