第二章 学科素养聚焦 科学思维方法指导：立体空间中的平衡问题 课时练作业ppt

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学科素养聚焦
科学思维方法指导：立体空间中
的平衡问题
物理
在平衡条件应用相关的实际问题中，经常遇到物体受三维空间多个非共面力作用处于平衡状态的情况，而在这类平衡问题中，又常有图形结构对称的特点，结构的对称性往往对应着物体受力的对称性。解决这类问题的方法是根据物体受力的对称性，结合力的合成与分解知识及平衡条件列出方程，求解结果。
方法1　三维空间接触面模型的弹力
【例1】　四个半径均为r的匀质球在光滑的水平面上堆成锥形，如图所示，下面的三个球A、B、C用绳缚住，绳与三个球的球心在同一水平面内，D球放在三球上方处于静止状态，如果四个球的质量均为m，重力加速度为g，则D球对A、B、C三球的压力均为(　 　)
D
方法2　三维空间轻绳模型的弹力
【例2】　(2024·安徽合肥质检)如图甲为挂在架子上的双层晾衣篮。上、下篮子完全相同且保持水平，每个篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成，两篮通过四根等长的轻绳与钢圈的四等分点相连，上篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上。晾衣篮的有关尺寸如图乙所示，则图甲中上、下各一根轻绳中的张力大小之比为(　 　)
A．1∶1 B．2∶1
C．5∶2 D．5∶4
C
方法3　三维空间轻杆模型的弹力
【例3】　如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为(　 　)
D
【跟踪训练1】　(多选)如图所示(俯视图)，完全相同的四个足球彼此相互接触叠放在水平面上，每个足球的质量都是m，不考虑转动情况，下列说法正确的是(　 　)
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【跟踪训练2】　如图甲所示，解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高。如图乙所示，两绳间的夹角为θ＝60°，所构成的平面与水平面间的夹角恒为α＝53°，轮胎重为G，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为Ff，则每根绳的拉力大小为(　 　)
C
【跟踪训练3】　(2022·浙江6月选考)如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°。一重力为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的(　 　)
B
【跟踪训练4】　(多选)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，挂在如图所示的晾衣架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上。∠AOB＝60°，∠DOC＝30°，衣服质量为m，重力加速度为g。则(　 　)
A．CO杆所受的压力大小为2mg
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