2025年高考物理專項(xiàng)復(fù)習(xí)：相互作用（解析版）

考情概覽：解讀近年命題思路和內(nèi)容要求，統(tǒng)計(jì)真題考查情況。

2024年真題研析：分析命題特點(diǎn)，探尋常考要點(diǎn)，真題分類精講。

近年真題精選：分類精選近年真題，把握命題趨勢(shì)。

必備知識(shí)速記：歸納串聯(lián)解題必備知識(shí)，總結(jié)易錯(cuò)易混點(diǎn)。

名校模擬探源：精選適量名校模擬題，發(fā)掘高考命題之源。

考情概覽

相互作用命題解讀考向考查統(tǒng)計(jì)

2024?遼寧卷,3

考向一一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的2023?浙江6月，2

對(duì)比及重心的考查2022?浙江1月，4

2021?廣東卷，3

2024?浙江1月，21

2023?全國(guó)乙卷，9

考向二胡克定律與力的合成

2022?湖南卷，11

2021?廣東卷，11

本類試題主要考查三種力，力的運(yùn)算以2024?新課標(biāo)卷，11

及各種靜態(tài)平衡問(wèn)題。要求能用共點(diǎn)力2023?浙江1月，2

的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問(wèn)題。要考向三三力作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題2023?浙江6月，6

求體會(huì)等效替代思想，體會(huì)物理學(xué)知識(shí)2023?河北卷，3

的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。2022?廣東卷,1

2024?河北卷，5

2023?江蘇卷,7

考向四三力以上作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題

2022?浙江6月,10

2022?湖南卷，5

2024?浙江1月，6

2024?湖北卷，6

考向五連接體靜態(tài)平衡問(wèn)題

2023?湖北卷,11

2022?浙江1月，7

動(dòng)態(tài)平衡命題解讀考向考查統(tǒng)計(jì)

本類試題主要考查各種動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題、2021?遼寧卷，11

考向六三力作用下的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

臨界問(wèn)題。要求能用共點(diǎn)力的平衡條件2019?全國(guó)卷I,19

分析生產(chǎn)生活中的問(wèn)題。要求體會(huì)等效考向七三力以上作用下的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題2022?浙江1月，5

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替代思想，體會(huì)物理學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用2023?海南卷,3

考向八連接體動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

價(jià)值。2021?湖南卷，5

2024?山東卷，2

考向九平衡中的臨界問(wèn)題2021?湖南卷，8

2020?山東卷，8

2024^MMWW

命題分析

2024年高考各卷區(qū)物理試題均考查了三種力，力的運(yùn)算以及各種靜態(tài)平衡問(wèn)題，動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題、臨界

問(wèn)題考查較少。預(yù)測(cè)2025年高考依然重點(diǎn)考查靜態(tài)平衡問(wèn)題。

試題精講

考向一一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的對(duì)比及重心的考查

1.（2024年遼寧卷第3題）利用硯臺(tái)將墨條研磨成墨汁時(shí)講究“圓、緩、勻”，如圖，在研磨過(guò)程中，硯

臺(tái)始終靜止在水平桌面上。當(dāng)墨條的速度方向水平向左時(shí)，（）

桌

A.硯臺(tái)對(duì)墨條的摩擦力方向水平向左

B.桌面對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向左

C.桌面和墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力是一對(duì)平衡力

D.桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力與墨條對(duì)硯臺(tái)的壓力是一對(duì)平衡力

【答案】C

【解析】A.當(dāng)墨條速度方向水平向左時(shí)，墨條相對(duì)于硯臺(tái)向左運(yùn)動(dòng)，故硯臺(tái)對(duì)墨條的摩擦力方向水平向右，

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)牛頓第三定律，墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向左，由于硯臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，故桌面對(duì)硯臺(tái)的摩擦

力方向水平向右，故B錯(cuò)誤；

C.由于硯臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向桌面和墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力是一對(duì)平衡力，故C正確；

D.桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力大小等于硯臺(tái)的重力加上墨條對(duì)其的壓力，故桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力大于墨條對(duì)硯臺(tái)

的壓力，故D錯(cuò)誤。

故選C。

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考向二胡克定律與力的合成

2.（2024年1月浙江卷第21題第（1）問(wèn)）如圖1所示，掃描隧道顯微鏡減振裝置由絕緣減振平臺(tái)和磁阻

尼減振器組成。平臺(tái)通過(guò)三根關(guān)于O'O"軸對(duì)稱分布的相同輕桿懸掛在輕質(zhì)彈簧的下端。，彈簧上端固定懸

掛在。'點(diǎn)，三個(gè)相同的關(guān)于O'O"軸對(duì)稱放置的減振器位于平臺(tái)下方。如圖2所示，每個(gè)減振器由通過(guò)絕

緣輕桿固定在平臺(tái)下表面的線圈和固定在桌面上能產(chǎn)生輻向磁場(chǎng)的鐵磁體組成，輻向磁場(chǎng)分布關(guān)于線圈中

心豎直軸對(duì)稱，線圈所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為人處于靜止?fàn)顟B(tài)的平臺(tái)受到外界微小擾動(dòng)，線圈在磁場(chǎng)中

做豎直方向的阻尼運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的圖像如圖3所示。已知/=0時(shí)速度為%,方向向下，：、弓時(shí)

刻的振幅分別為A,4。平臺(tái)和三個(gè)線圈的總質(zhì)量為優(yōu)，彈簧的勁度系數(shù)為上每個(gè)線圈半徑為八電阻為

1,

R。當(dāng)彈簧形變量為Ax時(shí)，其彈性勢(shì)能為一左Ax?。不計(jì)空氣阻力，求

2

（1）平臺(tái)靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量Ax；

【答案】（1）—

k

【解析】（1）平臺(tái)靜止時(shí)，穿過(guò)三個(gè)線圈的的磁通量不變，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈不受到安培力作

用，O點(diǎn)受力平衡，因此由胡克定律可知此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量

Amg

k

考向三三力作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題

3.（2024年新課標(biāo)卷第T1題第（1）問(wèn)）將重物從高層樓房的窗外運(yùn)到地面時(shí)，為安全起見(jiàn)，要求下降過(guò)

程中重物與樓墻保持一定的距離。如圖，一種簡(jiǎn)單的操作方法是一人在高處控制一端系在重物上的繩子尸,

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

憶=42kg,重力加速度大小g=lOm/sz,當(dāng)尸繩與豎直方向的夾角。=37°時(shí)，。繩與豎直方向的夾角

尸=53。,（sin37。=0.6）

（1）求此時(shí)P、。繩中拉力的大??；

第3頁(yè)共48頁(yè)

a

Q\

【答案】（1）1200N,900N

【解析】（1）重物下降的過(guò)程中受力平衡，設(shè)此時(shí)尸、。繩中拉力的大小分別為北和72,豎直方向

（cosa=mg+T?cos/3

水平方向

:sina=nsin0

聯(lián)立代入數(shù)值得

7；=1200N,7；=900N

考向四三力以上作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題

4.（2024年河北卷第5題）如圖，彈簧測(cè)力計(jì)下端掛有一質(zhì)量為0.20kg的光滑均勻球體，球體靜止于帶

有固定擋板的斜面上，斜面傾角為30°,擋板與斜面夾角為60°.若彈簧測(cè)力計(jì)位于豎直方向，讀數(shù)為

L0N,g取lOm/sz,擋板對(duì)球體支持力的大小為（）

A.JNB.1.0NC?乎ND.2.0N

3

【答案】A

【解析】對(duì)小球受力分析如圖所示

第4頁(yè)共48頁(yè)

RF

由幾何關(guān)系易得力尸與力盤(pán)與豎直方向的夾角均為30°,因此由正交分解方程可得

FNsin30°=Fsin30°,FNcos30°+Fcos30°+T=mg

解得

歹=心w

故選Ao

考向五連接體靜態(tài)平衡問(wèn)題

5.（2024年1月浙江卷第6題）如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，小球A、B上系有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線a、b、

c和4,其中a的上端懸掛于豎直固定的支架上，d跨過(guò)左側(cè)定滑輪、c跨過(guò)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(dá)到平衡。已知小球A、B和配重P、Q質(zhì)量均為50g,細(xì)線c、d平

行且與水平成6=30°（不計(jì)摩擦），則細(xì)線a、b的拉力分別為（）

0.5NC.IN,1ND.IN,0.5N

【答案】D

【解析】由題意可知細(xì)線c對(duì)A的拉力和細(xì)線d對(duì)B的拉力大小相等、方向相反，對(duì)A、B整體分析可知

細(xì)線a的拉力大小為

Ta=(mA+^B)g=1N

設(shè)細(xì)線。與水平方向夾角為a,對(duì)A、B分析分別有

第5頁(yè)共48頁(yè)

4sina+(sin6)=mAg

Tbcosa=Tdcos0

解得

7；=0.5N

故選D。

6.（2024年湖北卷第6題）如圖所示，兩拖船P、。拉著無(wú)動(dòng)力貨船S一起在靜水中沿圖中虛線方向勻速

前進(jìn)，兩根水平纜繩與虛線的夾角均保持為30。。假設(shè)水對(duì)三艘船在水平方向的作用力大小均為力方向與

船的運(yùn)動(dòng)方向相反，則每艘拖船發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力大小為（）

C.2fD.3/

【答案】B

2Tcos300=f

所以有

對(duì)P受力分析如圖

第6頁(yè)共48頁(yè)

則有

（Tsin300）2+（/+Tcos30j2=F2

解得

=^L

F3

故選Bo

考向六、七、八2024年未考查

考向九平衡中的臨界問(wèn)題

7.（2024年山東卷第2題）如圖所示，國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人“天工”能平穩(wěn)通過(guò)斜坡。若它可以在傾角不大于

30。的斜坡上穩(wěn)定地站立和行走，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則它的腳和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不能小

C&

B6

232

【答案】B

【解析】根據(jù)題意可知機(jī)器人“天工”它可以在傾角不大于30。的斜坡上穩(wěn)定地站立和行走，對(duì)“天工”分

析有

mgsin30°<jumgcos30°

可得

〃>tan30°=—

3

故選B。

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近年真題精選

考向一一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的對(duì)比及重心的考查

1.（2023年6月浙江卷第2題）在足球運(yùn)動(dòng)中，足球入網(wǎng)如圖所示，則（）

A.踢香蕉球時(shí)足球可視為質(zhì)點(diǎn)

B.足球在飛行和觸網(wǎng)時(shí)慣性不變

C.足球在飛行時(shí)受到腳的作用力和重力

D.觸網(wǎng)時(shí)足球?qū)W(wǎng)的力大于網(wǎng)對(duì)足球的力

【答案】B

解析：香蕉球要考慮足球的轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)足球不可以視為質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)；質(zhì)量是慣性的唯一量度，質(zhì)量不變，慣

性不變，B對(duì)；足球在飛行時(shí)，已經(jīng)脫離腳，所以不受腳的作用力，C錯(cuò)；足球?qū)W(wǎng)的力與網(wǎng)對(duì)足球的力是

一對(duì)相互作用力，大小相等，D錯(cuò)。

2.（2022年浙江1月卷第4題）如圖所示，公園里有一仿制我國(guó)古代欹器的U形水桶，桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，

水管口持續(xù)有水流出，過(guò)一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是（）

A.水桶自身重力的大小

B.水管每秒出水量的大小

C.水流對(duì)桶撞擊力的大小

D.水桶與水整體的重心高低

【答案】D

【解析】水管口持續(xù)有水流出而過(guò)一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，說(shuō)明主要原因是裝的水到一定量之后，導(dǎo)致水

桶與水整體的重心往上移動(dòng)，豎直向下的重力作用線偏離中心轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)致水桶不能穩(wěn)定平衡，發(fā)生翻轉(zhuǎn)，

故選D。

3.（2021年廣東卷第3題）唐代《耒耙經(jīng)》記載了曲轅犁相對(duì)直轅犁的優(yōu)勢(shì)之一是起土省力，設(shè)牛用大小

第8頁(yè)共48頁(yè)

相等的拉力P通過(guò)耕索分別拉兩種犁，尸與豎直方向的夾角分別為a和夕，a</3,如圖所示，忽略耕索

質(zhì)量，耕地過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

牛的拉力尸牛的拉力。

X--耕索

曲轅犁直轅犁

A.耕索對(duì)曲轅犁拉力的水平分力比對(duì)直轅犁的大

B.耕索對(duì)曲轅犁拉力的豎直分力比對(duì)直轅犁的大

C.曲轅犁勻速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力小于犁對(duì)耕索的拉力

D.直轅犁加速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力大于犁對(duì)耕索的拉力

【答案】B

【解析】A.將拉力尸正交分解如下圖所示

則在x方向可得出

瓦曲=Fsina

片直=FsinyS

在y方向可得出

4曲=Fcosct

3直=Fcos/3

由題知a<￡則

sina<sinyff

cos。>cos￡

則可得到

E曲VFr宜

a曲>尸、直

A錯(cuò)誤、B正確；

CD.耕索對(duì)犁的拉力與犁對(duì)耕索的拉力是一對(duì)相互作用力，它們大小相等，方向相反，無(wú)論是加速還是勻

速，則CD錯(cuò)誤。

故選Bo

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考向二胡克定律與力的合成

4.（2023年全國(guó)乙卷第9題）在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中使用的器材有：木板、白紙、兩個(gè)

標(biāo)準(zhǔn)彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細(xì)線和圖釘若干。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：

①用圖釘將白紙固定在水平木板上。

②將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均

掛上測(cè)力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌?dòng)兩個(gè)測(cè)力計(jì)，小圓環(huán)停止時(shí)由兩個(gè)測(cè)

力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力K和工的大小，并o（多選，填正確答案標(biāo)號(hào)）

A.用刻度尺量出橡皮條的長(zhǎng)度

B.用刻度尺量出兩細(xì)線的長(zhǎng)度

C.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置

D.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線的方向

③撤掉一個(gè)測(cè)力計(jì)，用另一個(gè)測(cè)力計(jì)把小圓環(huán)拉到,由測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力產(chǎn)的大小，沿細(xì)線

標(biāo)記此時(shí)產(chǎn)的方向。

④選擇合適標(biāo)度，由步驟②結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作《和心的合成圖，得出合力尸的

大小和方向；按同一標(biāo)度在白紙上畫(huà)出力產(chǎn)的圖示。

⑤比較F,和F的,從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。

【答案】①.CD②.相同位置③.大小和方向

【解析】②⑴將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線也系在小圓環(huán)上，它們

的另一端均掛上測(cè)力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌?dòng)兩個(gè)測(cè)力計(jì)，小圓環(huán)停止

時(shí)由兩個(gè)測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力耳和心的大小，還需要用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置以及用鉛筆

在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線的方向。

故選CD?

③⑵撤掉一個(gè)測(cè)力計(jì)，用另一個(gè)測(cè)力計(jì)把小圓環(huán)拉到相同位置，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)得到拉力廠的大小，沿細(xì)

線標(biāo)記此時(shí)產(chǎn)的方向；

⑤⑶比較F和產(chǎn)的大小和方向，從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。

5.（2022年湖南卷第11題）小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖

（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

第10頁(yè)共48頁(yè)

橡刻

支冰

架皮度

筋尺墩

19墩

2d|二兀硬幣

塑料冷4

，/)//〃////〃〃〃/〃〃//^B^l^B^l^B^]////

圖(a)

（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g；

（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長(zhǎng)度/,記錄數(shù)據(jù)如下表:

序號(hào)12345

硬幣數(shù)量〃/枚510152025

長(zhǎng)度1/cm10.5112.0213.54150516.56

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點(diǎn),繪制圖線;

17

16

15

14

13

12

11

10圖（C）

圖(b)

（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長(zhǎng)度的示數(shù)如圖（c）所示，此時(shí)橡皮筋

的長(zhǎng)度為cm；

（5）由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為g（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

【答案】①.見(jiàn)解析②.15.35③.127

【解析】（3）⑴根據(jù)表格標(biāo)點(diǎn)連線如圖

第11頁(yè)共48頁(yè)

A//cm

51015202530〃/枚

（4）⑵由圖可知刻度尺的分度值為1mm,故讀數(shù)/=15.35cm；

（5）[3]設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為左，原長(zhǎng)為次，則

r\mg二女（石一玉））

n2mg=左（％2一玉））

則橡皮筋的勁度系數(shù)為左

x2一再

從作的l-n圖線讀取數(shù)據(jù)則可得

（n^-n^mg10nx-r\x

k=----!__—=一mg,/=21-----2=9.05cm

x2-xr3%.4

設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為陽(yáng)，則有

可得

網(wǎng)=yx6.05x（15.35-9.05）g?127g

6.（2021年廣東卷第11題）某興趣小組測(cè)量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖所示，固定在

斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30。，彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：先沿管軸線方

向固定一毫米刻度尺，再將單個(gè)質(zhì)量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個(gè)從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一

個(gè)鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)〃和彈簧上端對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)％,數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程

中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計(jì)算彈簧壓縮量，進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù)。

第12頁(yè)共48頁(yè)

刻度尺

壓縮量的平均值A(chǔ)L=乂土乂=cm；

3

（2）上述互是管中增加個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；

（3）忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2,該彈簧的勁度系數(shù)為N/m。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

【答案】①.6.04②.6.05③.3④.48.6

【解析】（1）口］根據(jù)壓縮量的變化量為

AL^=L6-L3=（18.09-12.05）cm=6.04cm

⑵壓縮量的平均值為

-yAZ^|+AZ>2+ALo6.03+6.08+6.04

AL=——-----------------=------------------------cma6r.05cm

33

（2）［3］因三個(gè)AL是相差3個(gè)鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓

縮量；

（3）［4］根據(jù)鋼球的平衡條件有

3mgsin。=左?AL

解得

73mgsin33x0.2x9.8xsin30°.,,.

k=-=-=------------------；-------NXT/mx48.6NT/m

AL6.05xIO-2

考向三三力作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題

7.（2023年1月浙江卷第2題）如圖所示，輕質(zhì)網(wǎng)兜兜住重力為G的足球，用輕繩掛于光滑豎直墻壁上的

A點(diǎn)，輕繩的拉力為耳，墻壁對(duì)足球的支持力為外，貝A）

第13頁(yè)共48頁(yè)

/\.FT<FNB.FT-FNC.FT>GD.FT-G

【答案】C

解析：對(duì)足球受力分析，如圖所示，輕繩的拉力與墻壁支持力的合力與重力大小相等、方向相反，由圖可

知輕繩的拉力大于支持力，也大于重力，C正確，ABD錯(cuò)誤。

8.（2023年6月浙江卷第6題）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、為相切點(diǎn)，ZaOb=90°,半徑。b與重力的夾角為37。。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,

則圓柱體受到的支持力工、耳大小為（）

A.工=0.6G,居=0.4GB.工=0.4G,耳,=0.6G

C.F°=0.8G,Fh=0.6GD.工=0.6G,Fb=0.8G

【答案】D

解析：以圓柱體為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，兩側(cè)半圓柱體對(duì)圓柱體的支持力的合力與重力等大反向,

結(jié)合幾何關(guān)系可知B=Gsin37。=0.66瑞=Gcos370=0.8G,D對(duì)。

G

9.（2023年河北卷第3題）如圖，輕質(zhì)細(xì)桿AB上穿有一個(gè)質(zhì)量為用的小球C,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30°角，則左側(cè)斜面對(duì)桿AB支持力的

大小為（）

第14頁(yè)共48頁(yè)

A.m8B.——mj?C.——meD.—mg

232

【答案】B

【解析】對(duì)輕桿和小球組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，如圖

設(shè)左側(cè)斜面對(duì)桿AB支持力的大小為心,由平衡條件有

NA=mgcos30°

得

鼠=~mg

故選B。

10.（2022年廣東卷第1題）圖是可用來(lái)制作豆腐石磨。木柄A3靜止時(shí)，連接A3的輕繩處于繃緊狀態(tài)。

。點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)、6和B分別表示三根繩的拉力大小，耳=工且NAOfi=60°。下列關(guān)系式正

第15頁(yè)共48頁(yè)

A.F=RB.F=24c.F=3FiD.F=43Fi

【答案】D

【解析】以。點(diǎn)為研究對(duì)象，受力分析如圖

F

O

嗽2

由幾何關(guān)系可知

6=30°

由平衡條件可得

片sin30°=凡sin30°

Fxcos300+F2COS30°=F

聯(lián)立可得

故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選D。

考向四三力以上作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題

11.（2023年江蘇卷第7題）如圖所示，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器靜止在月球平坦表面處。已知探測(cè)器質(zhì)量為m,

四條腿與豎直方向的夾角均為仇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(duì)月球表面

6

壓力的大小為（）

mg、mSmgmg

丁D.--------------------C.D.

4cose6cos。-24

【答案】D

【解析】對(duì)“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器受力分析有

方卜二mg月

則對(duì)一條腿有

1m2

綜1=7眼月=五

第16頁(yè)共48頁(yè)

根據(jù)牛頓第三定律可知每條腿對(duì)月球表面的壓力為整。

24

故選D

12.（2022年浙江6月卷第10題）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，兩斜桿夾角夕=60°°。一重為G的物體懸掛在橫桿中點(diǎn)，則每根斜桿受到地面的（）

B.作用力為走G

6

C.摩擦力為YIGD.摩擦力為

48

【答案】B

【解析】設(shè)斜桿的彈力大小為以水平橫桿和重物為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得

4Fcos30°=G

解得

F=——G

6

以其中一斜桿為研究對(duì)象，其受力如圖所示

AN

可知每根斜桿受到地面的作用力應(yīng)與F平衡，即大小為G，每根斜桿受到地面的摩擦力為

~6

/=Fsin30°=—G

12

B正確，ACD錯(cuò)誤；

故選B。

13.（2022年湖南卷第5題）2022年北京冬奧會(huì)跳臺(tái)滑雪空中技巧比賽場(chǎng)地邊，有一根系有飄帶的風(fēng)力指

示桿，教練員根據(jù)飄帶的形態(tài)提示運(yùn)動(dòng)員現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力的情況。若飄帶可視為粗細(xì)一致的勻質(zhì)長(zhǎng)繩，其所處范

圍內(nèi)風(fēng)速水平向右、大小恒定且不隨高度改變。當(dāng)飄帶穩(wěn)定時(shí)，飄帶實(shí)際形態(tài)最接近的是（）

第17頁(yè)共48頁(yè)

A.B.C.D.

【答案】A

【解析】設(shè)風(fēng)速度為V,取飄帶上任意長(zhǎng)度為x(x趨近于0)的質(zhì)量為加，飄帶寬度為d，則該部分飄帶

的重力和所受風(fēng)力分別為

G=mg,p=kxdv2sin0

則重力與風(fēng)力的的合力與豎直方向的夾角為

八Fkdxv2sin0

tan，=——=----------

Gmg

整理可得

1_kv2dL

cos0mg

任意長(zhǎng)度為x的飄帶重力相等，所受風(fēng)力的大小相等，貝hose恒定，則飄帶為一條傾斜的直線，故A正確，

BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

考向五連接體靜態(tài)平衡問(wèn)題

14.(2023年湖北卷第11題)某同學(xué)利用測(cè)質(zhì)量的小型家用電子秤，設(shè)計(jì)了測(cè)量木塊和木板間動(dòng)摩擦因數(shù)

〃的實(shí)驗(yàn)。

如圖(a)所示，木板和木塊A放在水平桌面上，電子秤放在水平地面上，木塊A和放在電子秤上的重物B

通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩相連。調(diào)節(jié)滑輪，使其與木塊A間的輕繩水平，與重物B間的輕繩豎直。在木塊A

上放置〃(71=0,1,2,3,4,5)個(gè)祛碼(電子秤稱得每個(gè)祛碼的質(zhì)量，叫)為20.0g),向左拉動(dòng)木板的同時(shí)，記

錄電子秤的對(duì)應(yīng)示數(shù)小。

m/g

60；

50

祛碼40

圖(a)圖(b)

(1)實(shí)驗(yàn)中，拉動(dòng)木板時(shí)(填“必須”或“不必”)保持勻速。

(2)用和叫3分別表示木塊A和重物B的質(zhì)量，貝!和以、〃％、外、〃、”所滿足的關(guān)系式為加=

第18頁(yè)共48頁(yè)

（3）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制出〃，-〃圖像，如圖（b）所示，可得木塊A和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=

（保留2位有效數(shù)字）。

【答案】①.不必②.（叫+八/）③.040

【解析】（1）口］木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力與兩者之間的相對(duì)速度無(wú)關(guān)，則實(shí)驗(yàn)拉動(dòng)木板時(shí)不必保持勻速;

（2）［2］對(duì)木塊、祛碼以及重物B分析可知

〃（山A+n恤）g+mg=m^g

解得

（3）［3］根據(jù)

m=mQ-//（/nA+rm%）

結(jié)合圖像可知

則

//=0.40

15.（2022年浙江1月卷第7題）如圖所示，水平放置的電子秤上有一磁性玩具，玩具由啞鈴狀物件尸和

左端有玻璃擋板的凹形底座Q構(gòu)成，其重量分別為Gp和GQ。用手使尸的左端與玻璃擋板靠近時(shí)，感受到

產(chǎn)對(duì)手有靠向玻璃擋板的力，尸與擋板接觸后放開(kāi)手，尸處于“磁懸浮”狀態(tài)（即尸和。的其余部分均不接

觸），尸與。間的磁力大小為凡下列說(shuō)法正確的是（）

A.Q對(duì)尸的磁力大小等于Gp

B.P對(duì)。的磁力方向豎直向下

C.。對(duì)電子秤的壓力大小等于GQ+尸

D.電子秤對(duì)Q的支持力大小等于Gp+GQ

【答案】D

【解析】AB.由題意可知，因手使尸的左端與玻璃擋板靠近時(shí)，感受到尸對(duì)手有靠向玻璃擋板的力，即。

第19頁(yè)共48頁(yè)

對(duì)P有水平向左的磁力；尸與擋板接觸后放開(kāi)手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)，則說(shuō)明。對(duì)P有豎直向上的磁力,

則。對(duì)P的磁力方向斜向左上方向，其磁力/大小大于Gp,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；

CD.對(duì)尸。整體受力分析，豎直方向電子秤對(duì)。的支持力大小等于GP+GQ,即。對(duì)電子秤的壓力大小

等于GP+GQ,選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

考向六三力作用下的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

16.（2021年遼寧卷第11題）某同學(xué)閱讀教材中的“科學(xué)漫步”欄目，對(duì)“流體的阻力J）跟物體相對(duì)于

流體的速度（v）有關(guān)”這一說(shuō)法產(chǎn)生了興趣，通過(guò)查閱資料得知：對(duì)于球形物體，二者間存在定量關(guān)系戶加，

上為比例系數(shù)。該同學(xué)為探究這一關(guān)系利用如圖（a）所示裝置測(cè)量鼠具體操作如下：在柱狀玻璃容器中注

入某透明液體，將小球在液面處由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到。刻度線處開(kāi)始計(jì)時(shí)，每下落10cm記錄一次時(shí)

間，得到多組下落高度力與時(shí)間/的數(shù)據(jù)，作出圖像如圖（b）中實(shí)線所示。

0=_

_三

_

1=

0=

=

_

2-

0=

=

=

3=

0=

_三

_

4=

0=

=

_

5_

0=

=三

6=

0=

=

7

0-=

_=

8_

0=

_

=

9=

0=

三

==

（1）由h-t圖像可知，從計(jì)時(shí)開(kāi)始小球近似做運(yùn)動(dòng)。

（2）已知液體密度0=8.Oxl（）2kg/m3,小球體積丫=5.0義10"。1113、質(zhì)量機(jī)=4.0x1。爪8，結(jié)合圖像可得

k=kg/s（浮力不能忽略，取重力加速度g=9.8m/s2）。

（3）若再用一個(gè)體積相同、密度較大的球，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，所得圖像也是一條直線，則該直線可能是

圖（6）中的___________虛線。

【答案】①.勻速直線②.5.292x1（）7③.①

【解析】（1）[1]根據(jù)人-/圖象可知，下落距離隨時(shí)間均勻變化，所以小球近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)

（2）⑵根據(jù)人-/圖象可知小球下落的速度為

40xl0-2m1,

v=----------二—m/s

6s15

小球下落過(guò)程中受到豎直向下的重力，豎直向上的浮力和阻力，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡

第20頁(yè)共48頁(yè)

mg=kv+pgV

式中PgV表示液體對(duì)小球的浮力，代入數(shù)據(jù)可得比例系數(shù)

k=gV=4.0x10-6x9.8-8.0X10?x9.8x5.OxlO』=5.292xl（Tkg/s

vJ_J

15

（3）⑶若選擇一個(gè)密度更大，體積相同的小球，浮力夕gV不變，根據(jù)/=夕丫可知小球的質(zhì)量增大，根據(jù)

平衡方程斗？=仙+夕gV可知小球的速度增大，所以在相同的時(shí)間內(nèi)小球下落的高度增大，所以該直線可

能是圖象中的①虛線。

17.（2019?全國(guó)卷I,19）（多選）如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細(xì)繩跨

過(guò)滑輪，其一端懸掛物塊N,另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩

慢拉動(dòng)N,直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45。。已知M始終保持靜止，則在此過(guò)程中（）

A.水平拉力的大小可能保持不變

B.M所受細(xì)繩的拉力大小一定一直增加

C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加

答案BD

解析選N為研究對(duì)象，受力情況如圖甲所示，用水平拉力F緩慢拉動(dòng)N的過(guò)程中，水平拉力/逐漸增大，

細(xì)繩的拉力Er逐漸增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)M受力分析，如圖乙所示，受重力Gw、支持力外、繩

的拉力Pr以及斜面對(duì)它的摩擦力6。若開(kāi)始時(shí)斜面對(duì)M的摩擦力仔沿斜面向上，則Fr+6=GA/sin仇FT

逐漸增大，6逐漸減小，當(dāng)"減小到零后，再反向增大。若開(kāi)始時(shí)斜面對(duì)M的摩擦力6沿斜面向下，此時(shí)，

FT=GMsin9+Ff,當(dāng)Fr逐漸增大時(shí)，6逐漸增大，C錯(cuò)誤，D正確。

考向七三力以上作用下的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

18.（2022年浙江1月卷第5題）如圖所示，學(xué)校門(mén)口水平地面上有一質(zhì)量為機(jī)的石墩，石墩與水平地面

間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動(dòng)石墩時(shí)，兩平行輕繩與水平面間的夾角均為。，

則下列說(shuō)法正確的是（）

第21頁(yè)共48頁(yè)

A.輕繩的合拉力大小為幺整

cos6;

ums

B.輕繩的合拉力大小為一:*.”

cos，+〃sin，

C.減小夾角8,輕繩的合拉力一定減小

D.輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石墩的摩擦力也最小

【答案】B

【解析】AB.對(duì)石墩受力分析，由平衡條件可知

TcosO=f

f="N

Tcos0+N=mg

聯(lián)立解得

cos?！╯ine

故A錯(cuò)誤，B正確；

C.拉力的大小為

T=Rmg=Rmg

cose+〃sin0Jl+〃2sin（e+cp）

其中tane=A，可知當(dāng)6+0=90。時(shí)，拉力有最小值，即減小夾角夕，輕繩的合拉力不一定減小，故C錯(cuò)

誤；

D.摩擦力大小為

f=Tcose=〃〃'gcose=刖g

cos6+〃sin61+〃tan6

可知增大夾角e,摩擦力一直減小，當(dāng)e趨近于90。時(shí)，摩擦力最小，故輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石墩

的摩擦力不是最小，故D錯(cuò)誤；

故選B。

考向八連接體動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

19.（2023年海南卷第3題）如圖所示，工人利用滑輪組將重物緩慢提起，下列說(shuō)法正確的是（）

第22頁(yè)共48頁(yè)

A.工人受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力

B.工人對(duì)繩的拉力和繩對(duì)工人的拉力是一對(duì)作用力與反作用力

C.重物緩慢拉起過(guò)程，繩子拉力變小

D.重物緩慢拉起過(guò)程，繩子拉力不變

【答案】B

【解析】AB.對(duì)人受力分析有

FN+FT=mg

其中工人對(duì)繩的拉力和繩對(duì)工人的拉力是一對(duì)作用力與反作用力，A錯(cuò)誤、B正確;

CD.對(duì)滑輪做受力分析有

2cosc

則隨著重物緩慢拉起過(guò)程，6逐漸增大，則Fr逐漸增大，CD錯(cuò)誤。

故選B。

20.（2021年湖南卷第5題）質(zhì)量為AZ的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為

半圓的最低點(diǎn)，B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為加的小滑塊。用推力產(chǎn)

推動(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向3點(diǎn)緩慢移動(dòng)，力戶的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過(guò)程中所有摩擦均可忽略，

下列說(shuō)法正確的是（）

第23頁(yè)共48頁(yè)

A.推力尸先增大后減小

B.凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大

C.墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小

D.水平地面對(duì)凹槽的支持力先減小后增大

【答案】C

【解析】AB.對(duì)滑塊受力分析，由平衡條件有

F=mgsin0

N=mgcos0

滑塊從A緩慢移動(dòng)2