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小题精练02 力和物体平衡
一、重要的规律、公式和二级结论
内容
重要的规律、公式和二级结论
1、弹力、
胡克定律
(1)在弹性限度内，弹力与形变量成正比，即F=kx。
(2)由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，两段绳子合力的方向一定沿
这两段绳子夹角的平分线，由“死结”分开的两段绳子上的弹力大小不一定相等。
(3)“动杆”弹力方向一定沿杆方向，“定杆”弹力方向不一定沿杆方向。
2、摩擦力
(4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反
(5)静摩擦力的大小0<Ff≤Ffmax;滑动摩擦力的大小Ff=uFN。
3、力的合
成与分解
(6)两个分力大小不变，方向夹角越大，合力越小。
(7)两个力的合力大小范围：F1-F2≤F≤F1+F2。
(8)若三个力大小相等、方向互成120°角，则其合力为零。
4、共点力
的平衡
(9)平衡条件：F 合=0（或Fx=0,Fy=0)。
5、静电力
(10)方向：正电荷所受静电力方向与电场强度方向一致，负电荷所受静电力方向与电
场强度方向相反。
(11)大小：F=qE,真空中点电荷间的静电力F=k q1q2
r
2
6、安培力
(12)方向：左手定则判断，安培力垂直于B、l 决定的平面。
(13)大小：当B⊥I 时，F=IIB,当B 与I 的夹角为θ 时，F=IIBsinθ。
7、洛伦兹
力
(14)方向：左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v 决定的平面，洛伦兹力不做功。
(15)大小：F=qvB(B⊥v)。
二、受力分析 静态平衡问题
1.解决静态平衡问题的“四步骤”
2.处理平衡问题常用的四种方法
内容
情景示例
合成法
物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个
力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反
分解法
物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力
按力的作用效果分解，则其分力和其他两个力
满足平衡条件
正交分解法
物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体
所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满
足平衡条件
矢量三角形法
对受三个共点力作用而平衡的物体，将力的矢
量图平移，使三个力组成一个首尾依次相接的
矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似
三角形等数学知识求解未知力
相似三角形
正弦定理
三、动态平衡及临界、极值问题
1.解决动态平衡问题的一般思路
化“动”为“静”，“静”中求“动”，分析各力的变化情况或极值问题。
2.动态平衡问题的分析方法
3.解决临界与极值问题的思路与方法
【例题1】1．（2025·浙江嘉兴·一模）电影《赌神》中有一经典发牌动作，如图所示，发牌手将
扑克牌水平放置，用大拇指向下挤压扑克牌的同时，迅速把最上面的扑克牌向前水平推出，其他
扑克牌均静止不动。已知每张牌的质量为m，大拇指的压力为FN，牌与牌之间的动摩擦因数为μ
，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则顺利发出第一张牌过程中（ ）
A．大拇指与第一张牌之间的摩擦力是滑动摩擦力
B．第一张牌和第二张牌之间的摩擦力为μ(mg+ FN)
C．第二张牌和第三张牌之间的摩擦力为μ(2mg+ FN)
D．越下面的牌受到的压力越大，牌受到的摩擦力也越大
【例题2】8．（2025·浙江·三模）如图所示，物块A 与B 用跨过滑轮的轻绳相连，稳定后，轻绳
OP 与水平方向夹角为θ = π
3 ，OA 和OB 与OP 的延长线的夹角分别为θ1和θ2。已知GB=100 N，
地面对物块B 的弹力为NB=80N，不计滑轮的重力及轻绳和滑轮之间的摩擦，下列说法正确的是
（ ）
A．θ1<θ2
B．物体A 的重力40N
C．OP 绳子的拉力为20 ❑√3 N
D．地面对物体B 的摩擦力为20N
1.
（2025·浙江嘉兴·一模）如图所示，体重为61kg 的体操运动员在吊环比赛中展示“水平十字支撑”
动作。此时运动员双臂伸展，身体保持静止，则（ ）
A．此时每根吊绳的拉力为305N
B．双臂越接近水平，吊环对左臂的作用力越小
C．吊环对左臂的作用力和左臂对吊环的作用力是一对平衡力
D．改变该动作运动员加速上升时吊环对运动员的作用力大于重力
2.
（2025·浙江·一模）如图为某同学在完成静止倒立时的情景，则该同学（ ）
A．所受重力大小等于地面对其作用力大小
B．只有重心位置才受重力作用
C．一定受到地面的摩擦力作用
D．手发生形变，地面不一定有形变
3.
（2025·浙江湖州·一模）如图所示，重力为G 的石头卡在绝壁间，悬空于峡湾千米之上。设两侧绝
壁光滑且均为平面，左侧平面竖直，右侧平面与竖直方向夹角为θ，左右两侧绝壁对石头的作用力
大小分别为F1和F2，则（ ）
A．F2= G
sinθ
B．F1可能大于F2
C．人站上石头，F1不变
D．人站上石头，F2不变
4.
（2025·浙江杭州·一模）质量均匀的钢管，一端支在粗糙的水平地面上，另一端被竖直绳悬挂着
（如图所示），下列钢管受力示意图正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
5.
（2025·浙江·模拟预测）如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面
上，将杆竖直压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（ ）
A．三条绳中的张力都相等
B．杆对地面的压力大于自身重力
C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力不为零
D．绳子拉力的作用力与杆的重力是一对平衡力
6.
（2025·浙江·三模）2025 年4 月30 日，神舟十九号返回舱在东风着陆场稳稳落地，蔡旭哲、宋令东、
王浩泽三名航天员平安归来。直播画面中，1200 平方米的主降落伞如一朵巨型红白花朵在空中绽放，
与着陆时底部反推发动机点火扬起的烟尘共同构成震撼场景。下列说法正确的是（ ）
A．以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱是静止的
B．研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，不可以把它看成质点
C．伞绳给伞的拉力大于伞给伞绳的拉力
D．烟尘在空中处于平衡状态
7.
（2025·浙江·二模）如图甲所示，“张弦梁”是新型自平衡空间结构体系，被广泛应用于建筑当中。
图乙是该结构的简化模型，质量分布均匀的水平横梁架在两根立柱上，两根等长的柔性拉索的一端
分别连接横梁的两端，拉索的另一端连接竖直支撑杆的下端，支撑杆的上端顶在横梁的中央处。水
平横梁的质量为M，竖直支撑杆的质量为m，两根柔性拉索形成的夹角为120°，两根拉索的张力均
为F（拉索的质量忽略不计），重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．横梁对支撑杆的作用力大于支撑杆对横梁的作用力
B．若保持M、m 及两拉索的夹角不变，仅增大F，横梁对两侧立柱的压力增大
C．若保持M、m 及两拉索的张力大小F 不变，仅减小两拉索的夹角，支撑杆对横梁的作用力减
小
D．支撑杆对横梁的作用力大小为F-mg
8.
（2025·浙江绍兴·二模）2025 年2 月，“杭州六小龙”之一的宇树科技公司发布了一款轮足机器人
——“山猫”。如图所示，该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水，顺利避开障碍物，能跑、能跳，
还能空中翻转360°，甚至单脚站立保持静止。“山猫”在（ ）
A．避开障碍物时可以被看作质点
B．空中翻转时重心位置始终保持不变
C．单脚静止时地面对它作用力的方向竖直向上
D．起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力
9.
（2025·浙江·二模）如图所示，在水平地面上，一位同学单手倒立斜靠在一大木箱上（木箱侧面光
滑），已知同学的质量小于木箱质量，同学和木箱均保持静止状态，则下列说法正确的是（ ）
A．同学受到地面的摩擦力小于木箱受到地面的摩擦力
B．同学受到地面的摩擦力与木箱受到地面的摩擦力是一对平衡力
C．同学受到木箱向右的弹力与地面对人向左的摩擦力是作用力与反作用力
D．同学受到的重力的平衡力是地面对他向上的弹性力
10. （2025·浙江温州·三模）2025 年2 月哈尔滨亚冬会上，中国运动员在速度滑冰男子500 米决赛中，
以34 秒95 的成绩夺得冠军。如图所示，比赛中运动员正沿圆弧形弯道滑行，则下列说法正确的是
（ ）
A．比赛中运动员的位移大小是500m
B．运动员全程的平均速度是14.3m/s
C．研究运动员的冲线技巧时，不可以把运动员看作质点
D．运动员在弯道滑行时，冰面对运动员的作用力大于运动员对冰面的作用力
11.
（2025·浙江·一模）如图所示，三根等长的细绳一端对称地系在吊篮架上，另一端连结后经挂钩挂
在杆子上。已知吊篮架和花盆的总质量为m，下列说法正确的是（ ）
A．每根细绳的拉力大小均为mg
3
B．挂钩受到的拉力是由挂钩的形变引起的
C．三根细绳同时增加相等长度后，绳上拉力将变小
D．吊篮架对花盆的支持力与花盆的重力是一对相互作用力
12. （2025·浙江温州·三模）宋应星的《天工开物》一书中记录了图1 所示的用重物测量弓弦张力的
“试弓定力”情景，简化示意图如图2 所示，测量时将弦的中点悬挂于秤钩上，在质量为m 的弓的
中点处悬挂质量为M 的重物，稳定时弦的张角θ =120°。弦可视作遵循胡克定律的弹性轻绳，且始
终在弹性限度内，不计弓的形变和一切摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．此时弦的张力为2( M +m)g
B．此时弦的张力为❑√3( M +m)g
C．若增加重物的质量，弦的张角一定增大
D．若增加重物的质量，弦的张力一定增大
13. （2025·浙江金华·三模）蛇年春晚中的人形机器人与真人舞蹈演员一同表演了一场精彩的“AI 机器
秧歌”舞。下列说法正确的是（ ）
A．机器人下蹲过程中，总是处于失重状态
B．在研究机器人的舞蹈动作时可将其视为质点
C．机器人手中匀速转动的手绢边缘上的一点始终处于受力平衡状态
D．机器人静止站立时对地面的压力与地面对它的支持力是一对相互作用力
14. （2025·浙江绍兴·三模）如图所示，绳梯从天花板垂下来且最下端没有触及地面，某建筑工人正在
爬绳梯，他的左脚踏于横木、右脚凌空，处于平衡状态，若建筑工人的重力为G1，绳梯的重力为
G2，双手施加于横木的作用力大小为F，方向竖直向下，下列说法正确的是（ ）
A．建筑工人受到两个力的作用
B．天花板对绳梯的作用力大小为G1+G2
C．左脚施加于横木的作用力大小为G1+G2+ F
D．左脚对横木的作用力大于横木对左脚的作用力
15. （2025·浙江·模拟预测）如图所示是我国传统石拱桥的一个简化模型，由支撑底座和5 个构件组成，
桥关于构件3 中轴线左右对称，构件2 的重力大小为G，构件1 对构件2 的作用力大小为F1，构件
3 对构件2 的作用力大小为F2，则（ ）
A．F1> F2
B．F1= F2
C．F1=G
D．F1<G
16. （2025·浙江·模拟预测）图（a）为运动员投掷铅球的某瞬间，以该时刻铅球球心为坐标原点建立如
图（b）所示的直角坐标系，x , y轴分别沿水平方向和竖直方向，手对铅球的作用力F与y轴的夹角
为θ，铅球受到的合力F合与x轴的夹角也为θ。已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确
的是（ ）
A．F沿y轴方向的分力等于铅球的重力
B．F、F合沿x轴方向的分力不相等
C．铅球的质量为F cos2θ
gcosθ
D．F合与F的关系为F合= F sinθ
17. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，质量为m 的物体由两根轻绳吊起悬在空中处于静止状态，右侧
绳子的另一端固定在高墙处的A 点且与竖直方向的夹角为α，左侧绳子由人拉着且与竖直方向的夹
角为β，现人站立不动而把手中的长绳缓慢释放，对于在物体接触墙前的过程，下列说法正确的是
（ ）
A．两根绳子对物体拉力的合力变大
B．两绳子的拉力都变大
C．地面对人的摩擦力变小
D．地面对人的支持力变小
18. （2025·全国·模拟预测）国产XGC88000 履带起重机成功吊装800 吨的18MW 海上风电机组，尽显
大国重器的实力与风采。若800 吨海上风电机组可简化为圆柱体，某段时间内用5 条长度相同且均
匀分布的倾斜吊绳缓慢吊装，如图所示，每条倾斜吊绳与竖直方向的夹角均为37°，取g=10 m/s
2，
sin37° =0.6。不计吊绳的重力，则每条倾斜吊绳中的拉力大小为（ ）
A．2×10
6 N
B．2.7×10
6 N
C．1.6×10
6 N
D．1×10
7 N
19. （2024·浙江·二模）如图所示，两个小球A、B 通过轻弹簧连接，小球A 通过水平轻绳连接在墙上，
另一根轻绳一端通过定滑轮连接小球B，另一端悬挂在墙顶上；小球C 挂在动滑轮上，且动滑轮两
边绳夹角β=120°，整个装置处于静止状态；与B 球连接的绳与水平方向成α=37°。已知小球A 的质
量mA=m，小球C 的质量mC=3m，重力加速度为g。不计滑轮质量及所有摩擦，则小球B 的质量为
（ ）
A．0.8m
B．m
C．1.2m
D．1.5m
20. （2024·浙江·模拟预测）如图所示为某同学设计的手机支架，挡板上AB⊥BC，AB 与水平方向夹
角为θ且保持不变，已知质量为m的手机与AB 部分间的动摩擦因数为μ，BC 部分光滑，重力加速
度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．手机所受的静摩擦力一定等于mgsinθ
B．手机对AB 部分的弹力一定等于mgcosθ
C．若μ>tanθ，则BC 部分对手机一定无弹力
D．若μ>tanθ，手机所受的静摩擦力一定不为零
21. （2024·浙江·模拟预测）如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状
态，铁夹与球接触面保持竖直，则（ ）
A．机械臂受到的摩擦力方向竖直向上
B．小球没有掉下去，是由于摩擦力大于小球的重力
C．对小球进行受力分析，小球共受到5 个力的作用
D．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大
22. （2024·浙江·模拟预测）某瑜伽运动员在水平地面上以如图所示的姿势保持身体平衡，则下列说法
正确的是（ ）
A．运动员对地面的压力就是重力
B．运动员受到的支持力和重力是一对平衡力
C．运动员受到的支持力是由于手掌形变产生的
D．运动员受到的重力和地面受到的压力是一对相互作用力
23. （2024·浙江台州·一模）如图为两个同等重量级队伍的拔河比赛场景，两支队伍通过一根水平且质
量不计的绳子相互对抗。当双方相持不下时，下列说法正确的是（ ）
A．队员受到绳的拉力小于受到地面的摩擦力
B．拔河绳对双方队伍的拉力是一对相互作用力
C．每队受到绳的拉力与受到地面的摩擦力是一对平衡力
D．当一支队伍突然增加力时，另一支队伍会立即被拉动
24. （2024·浙江台州·一模）2024 年巴黎奥运会10 米气步枪决赛中，中国台州射击运动员黄雨婷发挥
出色，勇夺奥运首金，下列说法正确的是（ ）
A．子弹在空中飞行时只受重力
B．子弹射出枪口后做匀速直线运动
C．研究子弹在空中运行路径时可将子弹看成质点
D．子弹出枪口速度可达200m/s，该速度是平均速度
