专题2 力的相互作用 专项提升练 -2024届高考物理三轮复习情境试题习题+答案

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科技情境类试题频繁出现在高考物理试题和一些省市的模拟试题中，这类试题以科技领域的真实情境为测试载体，以物理学科核心素养为测试宗旨，聚焦关键能力、学科素养和思维品质的考查，能较好地契合新课程改革理念及新高考评价体系的要求，也能反映科技领域最新的研究成果，从而引导考生树立民族自信心与自豪感。
一．摩擦力的判断和计算
1．（2024•鲤城区校级模拟）越来越多的人喜欢挑战极限，如图是两位“勇士”参与溜索活动，两倾斜的钢丝拉索分别套有M、N两个滑轮（滑轮与绳之间有可调节的制动片），两滑轮上用安全带系着两位“勇士”，当他们都沿拉索向下滑动时，M上的带子与索垂直，N上的带子始终竖直向下，则以下判断正确的是（ ）
A．M情况中，滑轮与索之间有摩擦力
B．N情况中，滑轮与索之间无摩擦力
C．M情况中“勇士”做匀速直线运动
D．N情况中“勇士”做匀速直线运动
【解答】解：AC、设钢索与水平面夹角为θ，对M滑轮下的勇士进行受力分析可知，由于M上的带子与索垂直，加速度a＝gsinθ，因此与滑轮M一起斜向下做加速运动，对M滑轮与勇士整体受力分析，二者加速度相同，等于gsinθ，M不受摩擦力，故AC错误；
BD、对N的勇士受力分析，只受重力和竖直向上的绳上的拉力，合外力为0，此时为匀速直线运动，再对N滑轮与勇士整体受力分析，想要匀速直线运动，N与索道之间必定有摩擦，故B错误，D正确；
故选：D。
2．（2024•邵阳一模）中央广播电视总台《2024年春节联欢晚会》以“龙行龘龘，欣欣家国”为主题。中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。如图所示，书法家在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。书写“龙”字“一”这一笔画时，在向右行笔的过程中镇纸和白纸都保持静止，则（ ）
A．毛笔对白纸的摩擦力向左
B．白纸对镇纸的摩擦力向右
C．桌面对白纸的摩擦力向左
D．桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力
【解答】解：A．书写“龙”字“一”这一笔画时，毛笔向右运动，白纸相对毛笔白纸向左运动，毛笔对白纸的摩擦力向右，故A错误；
B．镇纸相对白纸无运动趋势，白纸与镇纸间没有摩擦力，故B错误；
CD．对白纸受力分析，白纸受到桌面对白纸的摩擦力与毛笔对白纸的摩擦力，二力平衡，方向相反，大小相等，则桌面对白纸的摩擦力向左，桌面对白纸的摩擦力等于毛笔对白纸的摩擦力，故C正确，D错误。
故选：C。
二．力的分解
3．（2024•宁波模拟）2023年9月27日，杭州亚运会中国队组合赵焕城/王赛博获得帆船比赛冠军。图为帆船在静止水面上逆风航行的示意图。风力和船身方向成135°，风力和帆面成8°，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，如果风力大小为F，则风力在航行方向的分力为（ ）
A．35Fsin8°B．35Fcs8°C．45Fsin8°D．45Fcs8°
【解答】解：由题，结合图可知，风力在垂直于帆面方向上的分力为F′＝Fsin8°
这个分力垂直于帆面，与航行方向之间的夹角为θ＝90°﹣（180°﹣135°﹣8°）＝53°
所以风力在航行方向上的分力为F″=F'cs53°=35F'=35Fsin8°
故A正确，BCD错误
故选：A。
三．力的合成与分解的应用
4．（2021•武侯区校级模拟）某体育场看台的风雨棚是钢架结构的，两侧倾斜钢柱用固定在其顶端的钢索拉住，下端用较链与水平地面连接，钢索上有许多竖直短钢棒将棚顶支撑在钢索上，整个系统左右对称，结构简化图如图所示。假设钢柱与水平地面所夹锐角为60°，钢索上端与钢柱的夹角为30°，钢索、短钢棒及棚顶的总质量为m，重力加速度为g。则钢柱对钢索拉力的大小为（ ）
A．12mgB．mgC．3mgD．2mg
【解答】解：对钢索、短钢棒及棚顶的整体可以看作共点力的平衡，两边钢索总拉力F与总重力G交汇于一点，处于三力平衡状态，根据平衡条件得：
2Fcs60°＝mg
解得：F＝mg，故B正确，ACD错误；
故选：B。
四．一般情况下的共点力平衡
5．（2024•正定县校级三模）在吊运表面平整的重型板材（混凝土预制板、厚钢板）时，如因吊绳无处钩挂而遇到困难，可用一根钢丝绳将板拦腰捆起（不必捆的很紧），用两个吊钩勾住绳圈长边的中点起吊（如图所示），若钢丝绳与板材之间的动摩擦因数为μ，为了满足安全起吊（不考虑钢丝绳断裂），需要满足的条件是（ ）
A．tanα＞μB．tanα＜μC．sinα＞μD．sinα＜μ
【解答】解：要起吊重物，只需满足绳子张力T的竖直分量小于钢丝绳与板材之间的最大静摩擦力，如图所示
即μTcsα＞Tsinα
化简可得tanα＜μ
故B正确，ACD错误。
故选：B。
6．（2024•宁河区校级一模）无人机常应用于应急救援物资输送上。在某次救援过程中，无人机下方用轻绳悬挂救援物资，它们在空中沿水平方向一起做匀速运动，救援物资在水平方向受到空气阻力作用。现在，调整无人机速度，在水平方向仍然匀速运动，发现悬挂物资的绳子与竖直方向的夹角θ变大，则调整速度后，下列说法正确的是（ ）
A．救援物资受到的合力会变大
B．悬挂救援物资的绳子张力变小
C．救援物资在水平方向上受到的空气阻力不变
D．救援物资受到的重力和绳子拉力的合力会变大
【解答】解：A、无人机和救援物资仍做匀速运动，合力仍为零，没有变化，故A错误；
BC、设绳子拉力为T，救援物资受到的阻力为f，其受力情况如图所示，根据平衡条件在水平方向有
f＝Tsinθ
竖直方向上有
Tcsθ＝mg
可得：f＝mgtanθ，T=mgcsθ
则当绳子与竖直方向的夹角θ变大时，绳子的拉力T变大，救援物资受到的空气阻力f变大，故BC错误；
D、由三力平衡可知，救援物资受到的重力和绳子拉力的合力大小等于受到的阻力大小，阻力变大，则救援物资受到的重力和绳子拉力的合力变大，故D正确。
故选：D。
7．（2024•抚顺三模）擦玻璃机器人可以帮助人们解决高层和户外擦玻璃难的问题。如图甲所示，一栋大厦表面均为玻璃材料，机器人牵引擦子（未画出）清洁玻璃时，将大厦某一表面简化为如图乙所示的正三角形ABC，与水平面夹角为30°。已知机器人对擦子的牵引力平行于玻璃表面，擦子质量为m，与玻璃间的动摩擦因数为33，重力加速度为g。则机器人在该表面由B点匀速运动到AC中点D的过程中，擦子所受的牵引力为（ ）
A．12mgB．14mgC．32mgD．74mg
【解答】解：机器人在垂直玻璃表面的方向，重力垂直玻璃表面的分力等于机器人的支持力，则有N＝mgcs30°，则滑动摩擦力f＝μN，代入数据可得f=12mg，滑动摩擦力与物体相对玻璃表面的速度方向相反，机器人匀速运动，合力为零，在玻璃表面机器人受力分析如图所示：
滑动摩擦力f与重力向下的分力mgsin30°的合力与牵引力F等大反向，由几何关系可知f与mgsin30°的夹角为60°，则∠OPM＝120°，在△OPM中，由余弦定理可得：cs120°=(mgsin30°)2+f2−F22mgsin30°⋅f
代入数据可得F=32mg，故ABD错误，C正确。
故选：C。
8．（2024•泰安一模）张靖皋长江大桥是中国在建的世界上跨径最大的悬索桥，如图甲所示。悬索桥的简化模型如下：桥面由分列桥面两边的六对等距离钢杆悬吊，钢杆上端挂在两根钢缆上。图乙为其侧面图，两端钢缆CM、PN与水平方向夹角均为θ＝37°，若每根钢杆承受拉力相同，桥面总质量为m，钢杆、钢缆自重不计，重力加速度为g，则钢缆BC中的拉力大小为（ ）
A．56mgB．53mgC．1712mgD．13mg
【解答】解：以桥面和CP间的钢杆钢缆整体为研究对象，受力分析如图所示
由对称性可知
TMC＝TPN
由平衡条件可得
4TMCsin37°＝mg
解得
TMC=512mg
由题意可知，每根钢杆承受拉力相同，因此每根钢杆的拉力为112mg。对C点受力分析，如图所示
由力的平衡条件可知，钢缆MC的拉力TMC与钢杆CC'的拉力TCC'的合力大小等于钢缆BC的拉力TBC，由几何关系可知，因
TMC=512mg
θ＝37°
解得CJ线段表示
TCJ=TMCcsθ=512mg×cs37°=13mg
解得GH线段表示
TGH=TCC'=112mg
解得GJ线段表示
TGJ=TMCsinθ=512mg×sin37°=312mg
由直角△CHJ可得
TBC=T=THJ2+TCJ2=(312mg−112mg)2+(13mg)2=56mg，故A正确，BCD错误。
故选：A。
9．（2024•重庆模拟）破冰船可以滑上冰层借助自身重力破冰。在破冰船的船头相对冰层向上滑动的瞬间，船头受到冰层的支持力和摩擦力作用，如图所示的a、b、c、d四个方向中，这两个力的合力方向可能是（ ）
A．aB．bC．cD．d
【解答】解：在破冰船的船头相对冰层向上滑动的瞬间，船头受到冰层的支持力方向垂直于接触面向上，受到的摩擦力方向沿接触面向下，根据力的合成方法可知，船头受到冰层的支持力和摩擦力的合力方向可能是c，故C正确、ABD错误。
故选：C。
10．（2024•贵州模拟）图甲为直﹣20直升机吊装集装箱填堵河道缺口的情景，某时刻集装箱被直升机悬吊处于静止状态，此时可简化为图乙所示模型，四根长度均为10L的轻绳分别系于长方体集装箱上表面的四个顶角a、b、c、d处，它们在上端系于O点，Oe轻绳与直升机连接。ab＝cd＝6L，ad＝bc＝8L集装箱重力为G且质量分布均匀，则轻绳Oa对集装箱的拉力大小为（ ）
A．G4B．36GC．33GD．233G
【解答】解：对集装箱受力分析，设轻绳与竖直方向夹角为θ，由对称性可知，轻绳Oa对集装箱的拉力的竖直分力为集装箱重力的四分之一，即：Fcsθ=14G
根据几何关系，可得
csθ=(10L)2−(ac2)210L
又ac=(6L)2+(8L)2
代入数据联立解得：F=36G，故ACD错误，B正确。
故选：B。
11．（2024•汕头一模）消毒碗柜的金属碗架可以将碗竖直放置于两条金属杆之间，如图所示。取某个碗的正视图如图所示，其中a、b分别为两光滑水平金属杆，下列说法正确的是（ ）
A．若减小a、b间距，碗仍保持竖直静止，碗的合力减小
B．若减小a、b间距，碗仍保持竖直静止，a杆受到的弹力不变
C．若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间，碗受到杆的作用力变小
D．若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间，碗受到杆的作用力不变
【解答】解：A、若减小a、b间距，碗仍保持竖直静止，力的大小方向均没有变化，碗的合力仍为零，合力不变，故A错误；
B、对碗受力分析如图，
设b点对碗的弹力F2与竖直方向的夹角为θ，则
F1＝Gtanθ
F2=Gcsθ
若减小a、b间距，则θ减小，a杆受到的弹力F1减小，故B错误；
CD、杆对碗的作用力与碗的重力等大反向，则将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间，则碗受到杆的作用力不变，总等于重力，故C错误，D正确。
故选：D。
12．（2024•湛江一模）如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间后，瓦片静止在檩条上。已知檩条间距离为d，檩条与水平面夹角均为θ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．仅减小θ时，瓦片与每根檩条间的摩擦力的合力变大
B．仅减小θ时，瓦片与每根檩条间的弹力的合力变小
C．仅减小d时，瓦片与每根檩条间的弹力变大
D．仅减小d时，瓦片可能会下滑
【解答】解：CD、檀条给瓦片的支持力如图所示
两檀条给瓦片的支持力与檀条竖直向上的夹角为α，则有
2Fcsα＝mgcsθ
若仅减小檀条间的距离d时，夹角α变小，则两檀条给瓦片的支持力F力变小，故瓦片与每根檀条间的弹力变小，最大静摩擦力变小，则瓦片可能下滑，故C错误，D正确；
AB、若仅减小θ，
由平衡条件可知摩擦力
f＝mgsinθ，
可知瓦片与檀条间的摩擦力的合力变小，根据
2Fcsα＝mgcsθ
可知若仅减小θ时，瓦片与檀条间的弹力的合力变大，故AB错误。
故选：D。
13．（2024•兴宁区二模）如图（a）所示，刷油漆的使用的滚筒刷，既可以刷天花板，也可以刷竖直墙面和水平地面，某同学为了研究其运动过程中的受力情况，将刷天花板时的过程简化为图（b），质量为m的物体在外力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，F与水平方向的夹角为θ，若保持F大小不变，F与水平方向的夹角仍为θ，物体与天花板和水平地面之间的动摩擦因数相同，建立如图（c）所示模型进行分析，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，关于图（b）和图（c）中物体所受摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．图（b）中物体所受摩擦力大
B．图（c）中物体所受摩擦力大
C．图（b）和图（c）中物体所受摩擦力一样大
D．以上三种情况都有可能
【解答】解：对图（b）受力分析
Fcsθ＝f
Fsinθ＝N+mg
f＝μN
对图（c）受力分析
Fcsθ＝f
对于图（b）和（c）都有Fcsθ＝f
所以图（b）和（c）摩擦力一样大
故C正确，ABD错误。
故选：C。
14．（2024•成都模拟）如图（a）为某型号家用全自动波轮洗衣机，图（b）为洗衣机内部结构剖面图，其内桶由四根相同的轻质吊杆前、后、左、右对称悬挂（悬点可自由转动），内筒静止时每根吊杆与竖直方向夹角均为α，内桶总质量为m，重力加速度大小为g，每根吊杆的拉力大小为（ ）
A．mg4B．mg4csαC．mg4sinαD．mg4ctα
【解答】解：内筒受力平衡，根据平衡条件可得
4Fcsα＝mg
每根吊杆的拉力大小为
F=mg4csα，故ACD错误，B错误。
故选：B。
15．（2024•梅州一模）2023年11月28日，深中通道海底隧道全幅贯通，深中通道的主体工程——西人工岛使用世界最大十二锤联动液压振动锤组将57个巨型钢圆筒精准牢固地打入海底岩层中。如图甲、乙所示，每个圆钢筒的直径为28米、高40米，重达680吨，由若干根特制起吊绳通过液压机械抓手连接钢筒。某次试吊将其吊在空中，每根绳与竖直方向的夹角为37°，如图丙所示，每根绳所能承受的最大拉力为8.0×105N，则至少需要多少根绳子才能成功起吊（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）（ ）
A．9根B．10根C．11根D．12根
【解答】解：设至少需要n根绳子才能成功起吊，竖直方向根据平衡条件可得：nFcs37°＝mg
其中m＝680t＝6.8×105kg
代入数据解得：n≈10.6根
所以至少需要11根绳子才能成功起吊，故C正确、ABD错误。
故选：C。
16．（2024•甘肃模拟）如图甲为汽车的机械式手刹（驻车器）系统的结构示意图，结构对称。其原理可简化为乙图，当驻车时拉动手刹拉杆，手刹拉索（不可伸缩）就会拉紧，拉索OB、OC的作用力分别作用于两边轮子的制动器上，从而实现驻车的目的。则以下说法正确的是（ ）
A．若汽车处于驻车状态，则拉索OB、OC是拉紧的
B．拉动手刹拉杆时，拉索OB和OC中的拉力一定小于AO上的拉力
C．若保持OB、OC两拉索拉力不变，OB、OC两拉索夹角越小，拉动拉索AO越省力
D．当OB、OC两拉索夹角为60°时，三根拉索的拉力大小相等
【解答】解：A．若汽车处于驻车状态，拉索OB、OC的作用力变大，拉索OB、OC是拉紧的，故A正确；
BD．拉动手刹拉杆时，由：FAO=F合=2Fcsθ2，可得当θ＝120°时，FAO＝F，即当OB、OC两拉索夹角大于120°时，拉索AO上拉力比拉索OB和OC中任何一个拉力小，当θ＝120°时，三个力大小相等，故BD错误。
C．令∠BOC＝θ，则若保持OB、OC两拉索拉力不变，OB、OC两拉索夹角越小，合力大小为：F合=2Fcsθ2，夹角越小，合外力越大，即拉动拉索AO越费力，故C错误；
故选：A。
17．（2024•聊城一模）如图甲所示，车辕是马车车身上伸出的两根直木，它是驾在马上拉车的把手。如图乙为马拉车时的简化模型，车辕前端距车轴的高度H大约为1.0m，马拉车的力可视为沿车辕方向，马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的33，若想让马拉车在水平面上匀速前进且尽可能省力，则车辕的长度大约为（ ）
A．2mB．3mC．3mD．2m
【解答】解：车匀速运动，受力平衡，设马拉车的力为F，车辕与水平方向夹角为θ，根据平衡条件可得Fsinθ+FN＝mg，Fcsθ＝f
根据牛顿第三定律，可知车对地面的压力大小等于车所受支持力，即FN＝FN′
又f=33FN'
解得F=mg2sin(60°+θ)
当sin（60°+θ）＝1时，有Fmin=12mg
可得θ＝30°
车辕的长度为L=Hsinθ，解得L=2m，故D正确，ABC错误。
故选：D。
18．（2023•温州模拟）如图所示是户外露营中使用的一种便携式三脚架，它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根轻杆均可绕铰链自由转动，将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过细铁链静止悬挂在三脚架正中央，三脚架正中央离地高度为h且小于杆长，吊锅和细铁链的总质量为m，支架与铰链间的摩擦忽略不计，则（ ）
A．吊锅受3个力
B．减小h时，每根轻杆对地面压力减小
C．减小h时，每根轻杆对地面摩擦力增大
D．每根轻杆受到地面的作用力大小为13mg
【解答】解：A．吊锅受到自身重力及细铁链的拉力两个力的作用，故A错误；
B．以整个装置为研究对象，设地面对每根杆的支持力为N，根据受力平衡可得
3N＝mg
解得
N=13mg
显然减小h，N仍然保持不变，根据牛顿第三定律知每根杆对地面的压力不变，B错误；
C．以吊锅和细铁链为研究对象，设每根杆中的弹力为FN，杆与竖直方向夹角为θ，在竖直方向上，受力平衡有
3FNcsθ＝mg
解得
FN=mg3csθ
水平方向上，地面对杆的摩擦力为
f＝FNsinθ=mg3csθsinθ=13mgtanθ
当减小h时，θ增大，则可知f增大，根据牛顿第三定律可知：每根轻杆对地面的摩擦力均增大，故C正确。
D．以杆为研究对象，设每根轻杆受到地面的作用力大小为F，则有
F＝FN=mg3csθ＞mg3
故D错误。
故选：C。
19．（2023•镇海区校级模拟）图甲为家庭常用的燃气灶实物图，灶面上有一个支架。共有四个均匀分布的支承面，对放在上面的厨具起到支撑作用。现把一个蒸锅放在支架上，并抽象成示意图乙，已知支架的每个支面与水平方向成α角。蒸锅和里面的食物总计重为G，则每个支承面给蒸锅的支持力为（忽略蒸锅和支承面之间的摩擦力）（ ）
A．G4B．G4csαC．G4sinαD．G4tanα
【解答】解：四个支撑面对蒸锅的支持力的合力与蒸锅包括食物的重力相等，设其中一个支撑面对蒸锅的支持力为N，则其方向与竖直方向夹角为α，
其受力分析图如图
根据平衡条件可得4Ncsα＝G
解得N=G4csα，故B正确，ACD错误。
故选：B。
20．（2023•长沙二模）如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d，以下说法正确的是（ ）
A．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑
B．减小檩条的倾斜角度θ时，瓦片与檩条间的弹力变小
C．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力变大
D．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变小
【解答】解：A．在垂直檩条方向的剖面上，瓦片受力示意图如下
两根檩条给瓦片的支持力与垂直檩条方向的夹角为α，则有
2Fcsα＝mgcsθ
减小檩条间的距离d时，夹角α减小，两檩条给瓦片的支持力F变小，故瓦片与檩条间的弹力变小，最大静摩擦力变小，则檩条可能下滑，故A正确；
CD．同理，增大檩条间的距离d时，夹角α增大，两檩条给瓦片的支持力F变大，故瓦片与檩条间的弹力变大，最大静摩擦力变大；瓦片处于静止状态，由平衡条件可知，瓦片与檩条间的摩擦力等于mgsinθ，且保持不变，故CD错误；
B．根据2Fcsα＝mgcsθ，减小檩条的倾斜角度θ时，则mgcsθ增大，瓦片与檩条间的弹力变大，故B错误。
故选：A。
21．（2023秋•玄武区校级月考）中国劳动人民在长期的实践中总结了大量的智慧结晶。工人师傅想要将一质量比较大表面光滑的圆柱体物件（质量为M）推上斜面，并需要物件静止在斜面上图示位置，工人师傅拿一块小的半圆柱体（质量为m，且m远小于M）垫在大圆柱体物件的下面，但发现垫上小半圆柱体后，大圆柱体物件依然会沿斜面下滑，于是工人师傅采用了一种操作方式，顺利的让大圆柱体物件静止在斜面上，那么工人师傅的操作是下面几种操作中的哪一种（ ）
A．换一个半径稍大的同材质的半圆柱体
B．换一个半径稍小的同材质的半圆柱体
C．换一个长度更长一点的同材质的半圆柱体
D．在小半圆柱体和大圆柱形物件接触部位垫上一块轻薄的粗糙毛巾
【解答】解：对圆柱体物件受力分析
根据平衡条件
mgsinθ＝N2csα
mgcsθ＝N2sinα+N1
当α增大，csα减小，sinα增大，N2增大，N1减小，即物件更不易滑动，所以换一个半径稍小的同材质的半圆柱体可以增大α，从而增大N2。
故B正确，ACD错误。
故选：B。
22．（2023•成都模拟）2023年的春晚舞蹈《锦绣》，艺术地再现了古代戍边将士与西域各民族化干戈为玉帛并建立深厚友谊的动人故事。图（a）是一个优美且难度极大的后仰动作，人后仰平衡时，可粗略认为头受到重力G、肌肉拉力F2和颈椎支持力F1。如图（b），若弯曲后的头颈与水平方向成60°角，F2与水平方向成45°角，则可估算出F1的大小为（ ）
A．(3+1)GB．(3−1)GC．(3+2)GD．(3−2)G
【解答】解：将F1和F2分别沿竖直方向与水平方向正交分解，由力的平衡条件可得：
在竖直方向上有：F1sin60°＝G+F2sin45°
在水平方向上有：F1cs60°＝F2cs45°
解得：F1=(3+1)G，故A正确，BCD错误。
故选：A。
23．（2023•马鞍山二模）新疆是我国最大的产棉区，在新疆超过70%的棉田都是通过机械自动化采收。自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”形挡板上，两板间夹角为120°固定不变，“V”形挡板可绕P点在竖直面内转动忽略“V”形挡板对棉包的摩擦力，在使BP板由水平位置逆时针缓慢转动60°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．当AP板水平时，棉包受到三个力的作用
B．棉包对AP板的压力一直增大
C．棉包对BP板的压力先减小后增大
D．当BP板转过30°时，棉包对AP板的压力大于棉包对BP板的压力
【解答】解：A、当AP板水平时，若BP对棉包有弹力，则棉包将向左运动，不能够保持平衡，因此BP对棉包没有弹力作用，所以当AP板水平时，棉包受到重力与AP板对其的弹力，两个力的作用，故A错误；
BC、对棉包受力分析如图所示
根据几何关系，有mgsin120°=NAsinα=NBsinβ
棉包在转动过程中，夹角α增大，β减小，可知作用力NA增大，NB减小，根据牛顿第三定律可知棉包对AP板的压力一直增大，棉包对BP板的压力一直减小，故B正确，C错误；
D、当BP板转至30°时，根据
mgsin120°=NAsinα=NBsinβ
可知α＝β＝30°，此时棉包对AP板的压力等于棉包对BP板的压力，故D错误。
故选：B。
（多选）24．（2024•天河区一模）耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为O1，夹角∠AO1B＝60°，拉力大小均为F，平面AO1B与水平面的夹角为30°（O2为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（ ）
A．两根耙索的合力大小为F
B．两根耙索的合力大小为3F
C．地对耙的水平阻力大小为3F2
D．地对耙的水平阻力大小为F2
【解答】解：AB、根据平行四边形定则可知，两根耙索的合力大小为F'=2Fcs30°=3F，故A错误，B正确；
CD、由平衡条件，地对耙的水平阻力与两根耙索的合力大小的水平分量相等，方向相反，故f=F'cs30°=32F，故C正确，D错误。
故选：BC。
五．动态平衡分析
25．（2023•河北模拟）怒江大峡谷区域有一个非常特别的“景观”，就是溜索过江，这是怒江两岸千百年来沿用的交通工具。如图所示，已知铁索横跨怒江的江面宽度为d，铁索长度为L，游客的质量为m，不计一切阻力。假设游客从江边缓慢滑向对岸，忽略铁索质量，则下列说法正确的是（ ）
A．若铁索长度L增加，江面宽度d不变，铁索对人的作用力变大
B．若铁索长度L增加，江面宽度d不变，铁索上的拉力减小
C．游客从怒江边滑向对岸的过程中，铁索之间的夹角变小
D．游客从怒江边滑向对岸的过程中，铁索之间的夹角先变小后变大
【解答】解：A．根据人的平衡状态可知，铁索对人的作用力始终等于人的重力，即铁索对人的作用力不变，故A错误；
B．设铁索与水平面的夹角为θ，则Lcsθ＝d，若L增加，则θ增加，根据题意可得：
2Fcs（90°﹣θ）＝mg
θ增加时，铁索上的拉力F减小，故B正确；
CD．当L、d不变，θ也不变，故CD错误。
故选：B。