专题3.5 静态平衡-2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第一册）（原卷版）

3.0 envi 2025-03-17 4 4 2.31MB 29 页 3知币

专题 3.5  静态平衡
【人教版】
【题型 1  轻杆模型】..........................................................................................................................
【题型 2  共线力平衡问题】..............................................................................................................
【题型 3  不共线三力平衡问题】......................................................................................................
【题型 4  不共线三力以上平衡问题】..............................................................................................
【题型 5  弹簧连接体平衡问题】......................................................................................................
【题型 6  细绳连接体平衡问题】......................................................................................................
【题型 7  其他连接体平衡问题】......................................................................................................
【题型 8  生活中的平衡问题】..........................................................................................................
【题型 9  各力不共面的平衡问题】..................................................................................................
【题型 1   轻杆模型】
【例 1】如图为两种形式的吊车的示意图，OA 为可绕 O点转动的轻杆，重量不计，AB 为
缆绳，当它们吊起相同重物时，杆 OA 在图(a)、(b)中的受力分别为 Fa、Fb，则下列关系正
确的是(　 )
A．Fa＝Fb  B．Fa>Fb
C．Fa<Fb  D．大小不确定
【变式 1-1】如图所示，水平横梁一端 A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮 B。一轻绳的一
端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为 m＝10 kg 的重物，∠CBA＝30°，则
滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 m/s2)(　 )
A．50 N  B．60 N
C．120 N  D．100 N
【变式 1-2】如图所示，用 AC、CD 两根轻绳将物块悬于水平轻杆 BC 的下方，其中 B为光
滑转轴，C为结点，轻杆 BC 始终保持水平，重物静止不动。已知物块质量为 m，重力加速
度为 g。设 AC、CD 绳的拉力分别为 FAC、FCD。下列选项正确的是(　 )

A．FAC＞mg

B．FCD＞mg

C．若 A点上移，则 FAC 变大

D．若 A点下移，则 FCD 变大

【变式 1-3】如图所示，A、B两球用轻杆相连，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的 O

点．现用一水平力 F作用于小球 B上，使系统保持静止状态且 A、B两球在同一水平线上．

已知两球重力均为 G，轻杆与细线 OA 长均为 L，则(　　)

A．细线 OB 的拉力的大小为 2G

B．细线 OB 的拉力的大小为 G

C．水平力 F的大小为 2G

D．水平力 F的大小为 G

【题型 2 共线力平衡问题】

【例 2】20 世纪末，由于生态环境的破坏，我国北方地区 3、4月份沙尘暴天气明显增多。

近年来，我国加大了环境治理，践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，沙尘天气明

显减少。现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。已知风对沙尘的作用力

表达式为 F＝αρAv2，其中 α为常数，ρ为空气密度，A为沙尘颗粒的截面积，v为风速。设

沙尘颗粒为球形，密度为 ρ0，半径为 r，风速的方向竖直向上，重力加速度为 g，则 v的表

达式为(　　)

A. B.

C. D.

【变式 2-1】如图，A、B、C、D是四个完全相同的球，重力皆为 G，A、B、C放置在水平

面上用细线扎紧，D球叠放在 A、B、C三球上面，则球 A对地面的压力为(　 )

A.G B.G C.G D．G

【变式 2-2】如图所示为某新型夹砖机，它能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提

高了工作效率．已知该新型夹砖机能夹起质量为 m的砖，两支“手臂”对砖产生的最大压

力为 Fmax，设最大静犘擦力等于滑动摩擦力，则 “手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为(

)

A. B. C. D.

【变式 2-3】如图所示，质量均为 m的木块A和B，用一个劲度系数为 k的轻质弹簧连接，

最初系统静止，现在用力缓慢拉A直到 B刚好离开地面，则这一过程A上升的高度为(

)

A. B.

C. D.

【题型 3 不共线三力平衡问题】

【例 3】如图所示，一物体在三根不可伸长的轻绳的作用下处于静止状态， ac 轻绳与竖直

方向成37°角，bc 轻绳与竖直方向成53°角，已知 ac 轻绳与 bc 轻绳能够承受的最大拉力均

为20 N，cd 轻绳能够承受足够大的拉力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8。则所挂

物体的最大质量为(　 )

A．1.6 kg B．2.4 kg C．2.5 kg D．2.8 kg

【变式 3-1】历经一年多的改造，太原迎泽公园重新开园，保持原貌的七孔桥与新建的湖面

码头，如图甲所示，为公园增色不少。如图乙是七孔桥正中央一孔，位于中央的楔形石块

1，左侧面与竖直方向的夹角为θ，右侧面竖直。若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块1

左、右两侧面所受弹力的比值为(　 )

A. B．sin θ C. D.

【变式 3-2】如图所示，一卡车沿倾角为15°的下坡路段匀速行驶，一质量为 m的匀质圆筒

置于车厢内两固定光滑斜面之间，两斜面Ⅰ、Ⅱ与车厢底板的夹角分别为 30°和60°，圆筒

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