高考物理考前冲刺预测专题：力和物体的平衡

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挑战高考压轴题专题二：受力分析和物体的平衡运动的合成分解与牵连体的速度关联

挑战高考压轴题专题二：受力分析和物体的平衡运动的合成分解与牵连体的速度关联一、单选题1．（2分）一物块在水平面内做直线运动，以0时刻物块的位置为坐标原点建立xOy平面直角坐标系，运动轨迹如图甲所示。

物块在x方向运动速度v x随时间t的变化规律如图乙所示。

下列关于物块在y方向运动的初速度v y0、加速度a y的判断，可能正确的是（）A．v y0=0,a y=1m/s2B．v y0=0,a5=2m/s2C．v y0=4m/s,a5=2m/s2D．v y0=4m/s,a y=4m/s22．（2分）如图所示，AB杆以恒定角速度绕A点转动，并带动套在水平杆OC上的质量为M的小环运动，运动开始时，AB杆在竖直位置，则小环M的加速度将（）A．逐渐增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．逐渐减小3．（2分）如图所示，物体A和小车用轻绳连接在一起，小车以速度v0向右匀速运动。

当小车运动到图示位置时，轻绳与水平方向的夹角为θ，关于此时物体A的运动情况的描述正确的是（）A ．物体A 减速上升B ．物体A 的速度大小 v A =v 0C ．物体A 的速度大小 v A =v 0sinθD ．物体A 的速度大小 v A =v 0cosθ4．（2分）空间内有一水平向右的电场E ，现有一带电量为q 的小球以初速度为v 0向右上抛出，已知E =√3mg3q ，求小球落地点距离抛出点的最远距离（）A ．v 02gB ．√2v 02gC ．√3v 02gD ．2v 02g5．（2分）如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P 0拉轻绳牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m ，沿水面运动时所受的阻力为f,当绳AO 段与水平面夹角为θ时，小船的速度为v ，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于（）A ．P o cosθmvB ．P o mv −f mC ．P omvcosθ−f mD ．P o cos 2θmv −f m6．（2分）如图所示，一端系有小球的轻绳穿过套在水平杆上的光滑圆环，另一端系在天花板上。

2023届高考物理一轮复习学案：力和物体的平衡

复习：第二单元力和物体的平衡【学习目标】1.形变（A）2.弹力（B）3.互成角度两力的合成平行四边形定则（B）4.力的分解（B）5.共点力的平衡（B）6.研究共点力的平衡 (学生实验)（B）【学习内容】考点一形变(弹性形变、范性形变）和弹力（A）1、弹性形变和范性形变2、弹力的产生（1）产生条件：相互接触且_________。

（2）方向：与形变方向相反。

压力与支持力的方向与支持面___________，绳子张力的方向沿_________方向（3）作用点：接触点或接触面上例1、下列各力中按照性质命名的（）（A）下滑力（B）电场力（C）斥力（D）支持力例2、在下图中，a、b（a、b均处于静止状态）间一定有弹力的是（）例3、画出物体（球、物块A、木棒）所受弹力的方向考点二互成角度两力的合成平行四边形定则（B）1、分力与合力：如果一个力F作用在物体上，它产生的效果跟几个力F1、F2……共同作用在物体上产生的__ _ 相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。

2. 力的合成：求几个力的合力的方法，叫做力的合成。

3. 平行四边形定则：如果用表示两个共点力F 1和F 2的线段为_________作平行四边形，那么合力F 的大小和方向就可以用F 1和F 2所夹的__________来表示。

例1、一个分力F 1=4N ，另一个分力F 2=3N ，分力方向不确定，它们的合力范围是__________________。

例2、物理学中引入“平均速度”、“合力与分力”等概念，运用的科学方法是（）（A ）控制变量法（B ）观察实验法（C ）等效替代法（D ）建立物理模型法例3、放在水平的地面上的物块，受到水平向右的8牛的拉力F 1，还受到竖直向上的6牛的拉力F 2，求合力大小和方向。

（1）用作图法。

（2）用计算法考点三力的分解（B ）1、力的分解：把一个力分解为力的方法。

力的分解也体现了思想。

高考物理力和物体的平衡知识点

高考物理力和物体的平衡知识点高考物理力和物体的平衡知识点:1.力：是物体对物体的作用，是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因。

力是矢量。

2.重力(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的。

[注意]重力是由于地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力，重力是万有引力的一个分力。

但在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力。

(2)重力的大小：地球表面G=mg，离地面高h处G/=mg/，其中g/=[R/(R+h)]2g。

(3)重力的方向：竖直向下(不一定指向地心)。

(4)重心：物体的各部分所受重力合力的作用点，物体的重心不一定在物体上。

3.弹力(1)产生原因：由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的。

(2)产生条件：①直接接触;②有弹性形变。

(3)弹力的方向：与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体。

在点面接触的情况下，垂直于面;在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下，垂直于过接触点的公切面。

①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，且一根轻绳上的张力大小处处相等。

②轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向不一定沿杆。

(4)弹力的大小：一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解。

弹簧弹力可由胡克定律来求解。

★胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比，即F=kx。

k为弹簧的劲度系数，它只与弹簧本身因素有关，单位是N/m。

4.摩擦力(1)产生的条件：①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力)，这三点缺一不可。

(2)摩擦力的方向：沿接触面切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向可以相同也可以相反。

(3)判断静摩擦力方向的方法：①假设法：首先假设两物体接触面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它们原来没有相对运动趋势，也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动，则说明它们原来有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同。

2023年高考名师预测物理试题知识点力和物体的平衡

高考物理预测专题1:力和物体旳平衡从近几年高考试题发展趋势来看，高考中本专题也许会如下列题型出现:1．选择题。

它也许把胡克定律、摩擦力旳判断与计算、力旳合成与分解、共点力作用(包括电场力、磁场力等)下物体旳平衡条件旳应用等知识有机整合成一道选择题。

2．试验题。

本专题试验可以考察“探究力旳等效和替代旳平行四边形定则”、“探究弹簧旳弹力与形变量之间旳关系”、“探究影响摩擦力旳大小旳原因”等。

3．计算题。

要计算题中也许会求物体在多种状况下旳稳定速度。

此外“弹簧模型”也是高考旳一种热点，它可以把胡克定律与牛顿定律、动量能量相结合，考察学生综合应用旳能力。

一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分。

在每题给出旳四个选项中，有旳小题只有一种选项对旳，有旳小题有多种选项对旳。

所有选对旳得4分，选对但不全旳得2分，有选错旳或不答旳得0分。

）1. 如图1-1所示，清洗楼房玻璃旳工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备旳总重量为G，悬绳与竖直墙壁旳夹角为α，悬绳对工人旳拉力大小为F1，墙壁对工人旳弹力大小为F2，则GA．F1=αsinB．F2=G tanα图1-1 C．若缓慢减小悬绳旳长度，F1与F2旳合力变大D．若缓慢减小悬绳旳长度，F1减小，F2增大答案：B2. 如图1-2所示，悬挂在O点旳一根不可伸长旳绝缘细线下端有一种带电量不变旳小球A，在两次试验中，均缓慢移动另一带同种电荷旳小球B，当B抵达悬点O旳正下方并与A在同一水平线上，A处在受力图1-2平衡时，悬线偏离竖直方向旳角度为θ，若两次试验中B旳电量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为（）A．2B．3C．23D．33答案：D3. 如图1-3所示是山区村民用斧头劈柴旳剖面图，图中BC边为斧头背，AB、AC边是斧头旳刃面。

要使斧头轻易劈开木柴，则（）A．BC边短某些，AB边也短某些B．BC边长某些，AB边短某些C．BC边短某些，AB边长某些D．BC边长某些，AB边也长某些答案：C4．如图1-4所示，一辆汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将重物A缓慢吊起，在吊起重物旳过程中，有关绳子旳拉力F T、汽车对地面旳压力F N和汽车受到旳摩擦力F f旳说法中对旳旳是（）A．F T不变，F N不变，F f逐渐增大B．F T不变，F N逐渐增大，F f逐渐增大C．F T逐渐增大，F N不变，F f逐渐增大D．F T逐渐减小，F N逐渐增大，F f逐渐增大答案：B5. 风洞是进行空气动力学试验旳一种重要设备。

2023新教材高考物理二轮专题复习专题：力与物体的平衡

专题一力与物体的平衡高频考点·能力突破考点一静态平衡问题1．研究对象的选取：整体法和隔离法 2．共点力平衡的常用处理方法例1 [2022·浙江6月]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°.一重为G 的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的( )A ．作用力为√33G B ．作用力为√36G C ．摩擦力为√34G D ．摩擦力为√38G[解题心得]预测1 [2022·成都市三模]如图所示，三个小球放在固定的倾斜挡板上，挡板与水平面的夹角为30°，每个小球的质量均为m，墙面和挡板均光滑，则墙壁对最左端小球的弹力大小为( )mg B．√3mgA．√33C．2√3mg D．3√3mg预测2 [2022·广东卷]如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态．O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°.下列关系式正确的是( )A．F＝F1B．F＝2F1C．F＝3F1D．F＝√3F1考点二动态平衡问题1．解决动态平衡问题的一般思路化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值．2．三力作用下的动态平衡例2 [2022·河北卷]如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中( )A．圆柱体对木板的压力逐渐增大B．圆柱体对木板的压力先增大后减小C．两根细绳上的拉力均先增大后减小D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变[解题心得]预测3 [2022·江苏南通高三模拟]如图所示，轻杆的一端固定一光滑球体，杆以另一端O为自由转动轴，将球搁置在光滑斜面上，若杆与竖直墙面的夹角为β，斜面倾角为θ，开始时β<θ，且β＋θ<90°，对斜面施加水平推力F使斜面能在光滑水平面上缓慢向左运动，则作用于斜面上的水平推力F、轻杆弹力N1的大小变化情况是( )A．推力F的大小逐渐增大B．推力F先变大后变小C．轻杆弹力N1逐渐增大D．轻杆弹力N1先减小后增大预测4 [2022·河北衡水中学一模]如图所示为一种可折叠壁挂书架，一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上，两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′可在横梁上移动，OO′始终垂直于横梁，书与书架的重心始终恰好在O、O′连线中点的正上方，书与书架的总重力为60 N，某一时刻横梁AO、A′O′水平，斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37°，横梁对O、O′点的拉力始终沿OA、O′A′方向，斜梁对O、O′点的压力始终沿BO、B′O′方向，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计支架的重力，则下列说法正确的是( )A．横梁OA所受的力的大小为80 NB．斜梁BO所受的力的大小为50 NC．O、O′点同时向A，A′移动少许，横梁OA所受的力变大D．O、O′点同时向A、A′移动少许，斜梁BO所受的力变大考点三电场力、磁场力作用下的平衡问题1．电场力.(1)大小：F＝Eq，F＝kq1q2r2(2)方向：正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同；负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反．2．磁场力(1)大小：①安培力F＝BIL；②洛伦兹力F洛＝qvB.(2)方向：用左手定则判断．3．处理电磁力作用下的平衡问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化．例3 [2022·湖南卷]如图(a)，直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图(b)所示．导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是( )A．当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电流方向由N指向MB．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C．tan θ与电流I成正比D．sin θ与电流I成正比[解题心得]预测5 如图所示，固定的光滑绝缘斜面OM的倾角θ＝37°，空间存在着平行于斜面向上的匀强电场，电场强度的大小E＝3.0×103 N/C.现有一电荷量为q＝2.0×10－3 C的带正电的小滑块从O点沿斜面匀速下滑(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，则小滑块的质量为( )A．1 kg B．2 kgC．3 kg D．4 kg预测6 [2022·山东烟台三模](多选)如图所示，间距为L＝0.8 m的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为R1＝2 Ω的电阻，磁感应强度为B1＝0.5 T的匀强磁场与导轨平面垂直．导轨的上端点P、M分别与横截面面积为5×10－3m2的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场B2平行．开关S闭合后，质量为m＝1×10－2 kg、电阻为R2＝2 Ω的金属棒ab恰能保持静止，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取10 m/s2.则( )A．匀强磁场B2的磁感应强度均匀减小B．金属棒中的电流为0.25 AC．匀强磁场B2的磁感应强度的变化率为10 T/sD．断开开关S之后，金属棒ab下滑的最大速度为1.25 m/s素养培优·情境命题利用平衡条件解决实际问题1．情境化试题，把对物理必备知识、关键能力的考查融入日常生活与现代科技中．该类试题乍一看高、新、深，但所用的知识都不会超出我们平常所用的基本概念和基本规律．2．解决情境化试题，要仔细分析题目展示的情境，通过分析和判断来理清物理过程，弄清题目中情境所涉及的问题与哪种物理模型符合，然后运用相应的物理知识解答．情境 1 在东京奥运会举重比赛中，李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技，单脚支撑．又将姿势回复为双脚着地稳定3秒，最终夺得冠军，并打破奥运纪录．将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态．关于此过程的表述正确的是( )A ．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大B ．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小C ．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变大D ．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变小[解题心得]情境2 抖空竹在中国有着悠久的历史．假设抖空竹所用轻绳AB 总长为L ，空竹重力为G ，可视为质点．绳能承受的最大拉力是2G ，将绳一端固定，将另一端缓慢水平向右移动d而使绳不断，不计一切摩擦，则d 的最大值可能为( )A ．√3LB ．√154L C ．√32L D ．√152L [解题心得]情境3 [2022·北京东城区二模]某建筑工地上，工人用如图所示的方式将重物从平台运到地面．甲、乙两人在同一高度手握轻绳，不计重力的光滑圆环套在轻绳上，圆环下端吊一重物．甲站在A点静止不动，乙从B点缓慢向A点移动一小段距离．此过程中，下列说法正确的是( )A．绳的拉力大小保持不变B．甲所受平台的支持力大小不变C．甲所受平台的摩擦力变大D．甲受到平台和绳的作用力的合力变大[解题心得]情境4 [2022·浙江1月]如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石礅，石礅与水平地面间的动摩擦因数为μ.工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石礅时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列说法正确的是( )A．轻绳的合拉力大小为μmgcosθB．轻绳的合拉力大小为μmgcosθ+μsinθC．减小夹角θ，轻绳的合拉力一定减小D．轻绳的合拉力最小时，地面对石礅的摩擦力也最小[解题心得]第一编专题复习攻略专题一力与物体的平衡高频考点·能力突破考点一例1 解析：根据对称性，四根斜杆对横杆的作用力大小相等，设为F，选择横杆和物体为研究对象，根据平衡条件有4F cos θ2＝G，解得F＝√36G，故每根斜杆受到地面的作用力也为√36G，选项B正确．答案：B预测1 解析：将三个小球作为整体受力分析如图所示，由共点力平衡可知tan 30°＝F N23mg，解得F N2＝√3mg，故B正确．答案：B预测2 解析：以结点O为研究对象，进行受力分析，由平衡条件可得F＝2F1cos 30°＝√3F1，选项D正确．答案：D考点二例2解析：设两绳子对圆柱体合力为F T，木板对圆柱体支持力为F N，绳子与木板夹角为α，受力分析如图：在矢量三角形中，由正弦定理mgsinα＝F Nsinβ＝F Tsinθ木板以MN为轴向后方转动至水平过程中α不变，θ由90°减少至0，由数学知识可知，F N先增大后减小，F T减小，又两根绳子间夹角不变，所以每根绳子的拉力都随转动而不断减少．答案：B预测3 解析：对球受力分析，设球的质量为m，小球受到重力mg、斜面的支持力T和杆的弹力N1，如图甲所示，三力可构成矢量三角形，随着斜面向左运动，β减小，重力的方向和大小不变，支持力T的方向不变，可知T不断减小，因为β＋θ<90°，所以N1不断增大，故C正确，D错误；再对斜面受力分析，设斜面的质量为M，斜面受重力Mg，推力F，小球的压力T′和地面的支持力F N，如图乙所示．根据共点力平衡有F＝T′sin θ＝T sin θ，因为θ不变，T不断减小，所以F不断减小，故A、B错误．答案：C预测4 解析：两个支架共同承担的力的大小为60 N，则每个支架所承担的力的大小为30 N，对O点受力分析，如图甲所示．F OA＝G2tan37°＝40 N，F BO＝G2sin37°＝50 N，故A错误，B正确；O、O′同时向A、A′移动少许，对O点受力分析，如图乙所示．三角形AOB与力三角形相似，所以有G2AB＝F BOBO＝F OAOA，AB与BO长度不变，OA长度减小，所以F BO不变，F OA减小，故C、D错误．答案：B考点三例3 解析：当导线静止在图(a)右侧时，导体棒MN在重力、拉力和安培力的作用下处于平衡状态，由平衡条件可知，导体棒所受安培力指向右侧，又安培力与磁场方向垂直，所以安培力垂直于轻绳指向右上方，由左手定则可知，导线中电流方向由M指向N，A项错误；由平衡条件有轻绳拉力F＝√(mg)2−(BIL)2，又BIL＝mg sin θ，得sin θ＝BLmgI，分析易知B、C项错误，D项正确．答案：D预测5 解析：带正电的小滑块从O到M沿斜面匀速下滑，对小滑块受力分析，可知Eq ＝mg sin 37°，解得小滑块的质量m＝1 kg，A正确．答案：A预测6 解析：由于金属棒ab恰能保持静止，则说明金属棒ab所受安培力方向竖直向上，大小与重力大小相等，根据左手定则可知金属棒ab中电流方向为a→b，根据右手螺旋定则可知线圈中感应电流的磁场方向向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律可知B2增大；由于B1I ab L＝mg，且感应电动势E1＝I ab R2＝n SΔB2Δt ，联立解得I ab＝0.25 A，ΔB2Δt＝10 T/s，故A错误，B、C正确．断开开关S之后，金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，感应电动势E2＝B1Lv，回路中产生感应电流I＝E2R1+R2＝B1LvR1+R2，金属棒ab所受安培力F安＝B1IL＝B12B2BR1+R2，当F安＝mg时，金属棒ab速度达到最大值，联立可得最大速度v max＝BB(B1+B2)B12B2＝2.5 m/s.故D 错误．答案：BC素养培优·情境命题情境1 解析：根据受力平衡可知，单脚支撑时地面对其支持力和双脚着地时的支持力大小都等于运动员和杠铃的总重，A 、B 错误；手臂对杠铃的作用力大小为F ，手臂与横杠之间的夹角为θ，杠铃的重力为G ，根据平衡条件可得2F sin θ＝G .由几何关系可知握杠的两手间距离变大，对应的θ角越小，则F 变大，由牛顿第三定律可知，手臂受杠铃的作用力变大，C 正确，D 错误．答案：C情境2 解析：设轻绳与水平方向的夹角为θ，根据受力分析可得竖直方向上有2F T sinθ＝G ，绳能承受的最大拉力是2G ，当F T ＝2G 时，解得sin θ＝14，由几何关系可得sin θ＝√(L 2)2−(d 2)2L 2，联立解得d ＝√154L ，故选B.答案：B情境3 解析：设重物的重力为mg ，对圆环受力分析如图(a)所示，根据受力平衡可知2T cos θ＝mg ，解得T ＝mg 2cos θ，乙从B 点缓慢向A 点移动一小段距离，θ变小，由此可知绳的拉力变小，A 错误；对甲受力分析如图(b)所示，由牛顿第三定律可知，T ′＝T ，根据受力平衡可知N ＝m 甲g ＋T ′cos θ＝m 甲g ＋12mg ，f ＝T ′sin θ＝12mg tan θ，乙从B 点缓慢向A 点移动一小段距离，θ变小，甲所受平台的摩擦力f 变小，甲所受平台的支持力大小不变，B 正确，C 错误；甲受力平衡，所受合力为零，甲受到平台和绳的作用力的合力与甲的重力等大反向，大小恒定，D 错误．答案：B情境4 解析：方法一对石礅受力分析如图1，设两根轻绳的合力为F ，根据平衡条件有F cos θ＝f ，F sin θ＋F N ＝mg ，且μF N ＝f ，联立可得F ＝μmgcos θ+μsin θ，选项A 错误，B正确；上式变形得F＝√，其中tan α＝1μ，根据三角函数特点，由于θ的初始值不知道，因此减小θ，轻绳的合拉力F并不一定减小，选项C错误；根据上述讨论，当θ＋α＝90°时，轻绳的合拉力F最小，而摩擦力f＝F cos θ＝μmg cosθcosθ+μsinθ＝μmg1+μtanθ，可知增大夹角θ，摩擦力一直减小，当θ趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力F 最小时，地面对石礅的摩擦力不是最小的，选项D错误．方法二本题的C、D选项还可以这样判断：设F′为地面对石礅的支持力F N与摩擦力f的合力，β是摩擦力与F′间的夹角，则tan β＝F Nf ＝1μ，即不论F N、f怎么变化，合力F′的方向总保持不变，因此可将四力平衡转化为如图2所示的三力平衡问题，用矢量三角形可直观得出随着θ减小绳子的合拉力F可能先减小后增大，也可能一直增大，关键是看初始时θ的大小；摩擦力与支持力的合力F′随着θ的减小而增大，故地面对石礅的摩擦力f 随着θ的减小一直增大，即f的最小值不与轻绳合拉力的最小值对应，故选项C、D均错误．答案：B。

2022高考物理考前三个月(四川版)二轮文档：专题1 力与物体的平衡 Word版含答案

1．(2021·广东·19)图1如图1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，将杆竖直紧压在地面上，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为零D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力答案BC解析杆静止在水平地面上，则杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支持力．依据平衡条件，则三条绳的拉力的合力竖直向下，故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零．杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和，选项B、C正确．由于三条绳子长度不同，即三条绳与竖直方向的夹角不同，所以三条绳上的张力不相等，选项A错误．绳子拉力的合力与杆的重力方向相同，因此两者不是一对平衡力，选项D错误．2. (2021·山东理综·16)如图2所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为()图2A.1μ1μ2 B.1－μ1μ2μ1μ2C.1＋μ1μ2μ1μ2 D.2＋μ1μ2μ1μ2答案B解析对物体A、B整体在水平方向上有F＝μ2(m A＋m B)g；对物体B在竖直方向上有μ1F＝m B g；联立解得：m Am B ＝1－μ1μ2μ1μ2，选项B正确．1．题型特点力的合成与分解、共点力的平衡是高考中的热点，主要考查对共点力作用下物体的受力分析以及平衡条件的应用．以选择题形式呈现，难度相对较低，命题突出对受力分析、力的合成与分解方法的考查．2．命题猜想高考仍会以选择题为主，以受力分析、动态平衡为考点．其中拉力方向的变化、斜面倾角的变化、摩擦力的突变、细绳拉力的突变、弹簧弹力的变化都是动态平衡中常毁灭的类型．在平衡问题的分析中，摩擦力方向和大小的变化、滑动摩擦力和静摩擦力之间的转换也需要引起我们的留意．要求同学机敏、娴熟运用平衡问题的常规解法，精确地进行推断与求解．考题一受力分析、物体的平衡1．如图3所示，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的三根圆木粗细相同、质量均为m.Ⅰ、Ⅱ并排横放在水平地面上，Ⅲ叠放在Ⅰ、Ⅱ上面，三根圆木均处于静止状态．已知重力加速度g，以下推断正确的是()图3A．Ⅰ对Ⅲ的支持力大小为12mgB．Ⅰ对Ⅲ的支持力大小为33mgC．地面对Ⅰ的摩擦力大小为36mgD．地面对Ⅰ的摩擦力大小为0答案BC解析以圆木Ⅲ为争辩对象，受力如图甲，由几何关系可知，F 与竖直方向之间的夹角是30°，所以：2F cos 30°＝mg 所以：F ＝mg 2cos 30°＝33mg .故A 错误，B 正确；以Ⅰ为争辩对象，受力如图乙，由牛顿第三定律得：F ′＝F ，沿水平方向：F ′·sin 30°＝f ，所以：f ＝12F ＝36mg .故C 正确，D 错误．图42．如图4所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，物块A 与物块B 通过轻绳相连，轻绳跨过光滑的定滑轮，物块A 的质量为4 kg ，物块A 与斜面间的动摩擦因数为36，设物块A 与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使物块A 静止在斜面上，物块B 的质量不行能为( ) A ．1 kg B ．2 kg C ．3 kg D ．4 kg答案 D解析若物块B 的质量较小，物块A 将有沿斜面下滑的趋势，则有： Mg ＋μmg cos θ＝mg sin θ，解得：M ＝1 kg若物块B 的质量较大，物块A 将有沿斜面上滑的趋势，则有 Mg ＝μmg cos θ＋mg sin θ解得：M ＝3 kg ，综上所述，可知D 正确．3．如图5所示，左侧是倾角为60°的斜面、右侧是14圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧面底端的切线水平，跨过其顶点上小定滑轮的轻绳两端系有质量分别为m 1、m 2的小球．当它们处于平衡状态时，连接m 2的轻绳与水平线的夹角为60°，不计一切摩擦，两小球可视为质点．则m 1∶m 2等于( )图5 A ．1∶1 B ．2∶3 C ．3∶2 D ．3∶4答案 B解析先以m 1球为争辩对象，由平衡条件得知，绳的拉力大小为T ＝m 1g sin 60°①再以m 2球为争辩对象，分析受力状况，如图，由平衡条件可知，绳的拉力T 与支持力N 的合力与重力大小相等、方向相反，作出两个力的合力，由对称性可知，T ＝N,2T cos 30°＝m 2g ②，由①②解得：m 1∶m 2＝2∶3.4．如图6所示，直角三角形框架ABC (角C 为直角)固定在水平地面上，已知AC 与水平方向的夹角为α＝30°.小环P 、Q 分别套在光滑臂AC 、BC 上，用一根不行伸长的细绳连接两小环，静止时细绳恰好处于水平方向，小环P 、Q 的质量分别为m 1、m 2，则小环P 、Q 的质量之比为( )图6 A.m 1m 2＝ 3 B.m 1m 2＝3 C.m 1m 2＝33 D.m 1m 2＝13答案 B解析对小环P 进行受力分析，设绳子拉力大小为T ，由几何关系：T ＝m 1g tan α① 对小环Q 进行受力分析，由几何关系：T ＝m 2gtan α②联立①②得：m 1m 2＝1tan 2α＝31．物体受力分析的常用方法 (1)整体法与隔离法整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将争辩对象与四周物体分隔开的方法选用原则争辩系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度争辩系统内物体之间的相互作用力(2)假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来推断该力是否存在． 2．v ＝0时确定是平衡状态吗？不愿定． 3．处理平衡问题的基本方法(1)物体受三个力平衡时，利用力的合成或分解法比较简洁．(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少，物体受四个以上的力作用时一般要接受正交分解法．考题二物体的动态平衡问题5．目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材．图7器材为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点．由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高．座椅静止时用F 表示所受合力的大小，F 1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前相比( )图7A ．F 不变，F 1变小B ．F 不变，F 1变大C ．F 变小，F 1变小D ．F 变大，F 1变大答案 A解析座椅静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力的合力为零，即：F ＝0；依据共点力平衡条件，有：2F 1cos θ＝mg解得：F 1＝mg2cos θ由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，故图中的θ角减小了，故F 不变，F 1减小．6．如图8所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m 放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M 搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F 拉住弧形滑块，使球与滑块均静止．现将滑块平行于斜面对上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态，则与原来相比( )图8A ．滑块对球的弹力增大B ．挡板对球的弹力减小C ．斜面对滑块的弹力增大D ．拉力F 不变答案 B解析对球进行受力分析，如图(a)，球只受三个力的作用，挡板对球的力F 1方向不变，作出力的矢量图，滑块上移时，F 2与竖直方向夹角减小，最小时F 2垂直于F 1，可以知道F 1和滑块对球的作用力F 2都减小，故B 正确，A 错误；再对滑块和球一起受力分析，如图(b)，其中N ＝(M ＋m )g cos θ不变，F ＋F 1不变，F 1减小，可以知道斜面对滑块的支持力不变，拉力F 增大，故C 、D 错误．7．如图9所示，确定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O，人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是()图9A．OA绳中的拉力先减小后增大B．OB绳中的拉力不变C．人对地面的压力渐渐减小D．地面给人的摩擦力渐渐增大答案D解析将物体的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，则OA与竖直方向夹角变大，OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力渐渐变大，依据平衡条件知地面给人的摩擦力渐渐增大；人对地面的压力始终等于人的重力，保持不变．1．解析法画出争辩对象的受力示意图，依据动态变化的缘由，一般是某一夹角发生变化，用三角函数表示出各个作用力与变化夹角之间的关系，从而推断各作用力的变化．2．图解法当物体受到一个大小方向不变、一个方向不变、一个大小方向都变化的3个力作用而处于动态平衡时，假如题目只要求定性争辩力的大小而不必进行定量计算时，应首先考虑用矢量三角形方法．考题三电学中的平衡问题图108．如图10所示，在匀强磁场中(磁场方向没有画出)固定一倾角为30°的光滑斜面，一根质量为m的通电直导线垂直于纸面水平放置在斜面上，直导线恰好能保持静止，电流方向垂直于纸面对里，已知直导线受到的安培力和重力大小相等，斜面对直导线的支持力大小可能是(重力加速度大小为g)()A．0 B．mgC.32mg D.3mg答案AD解析由于导线受重力、支持力和安培力处于平衡，当安培力的方向竖直向上，与重力等大反向，则支持力N ＝0.由于重力、支持力和安培力合力为零，可以构成矢量三角形，如图所示，可得N＝2mg cos 30°＝3mg，故A、D正确，B、C错误．9．如图11所示，固定在水平地面上的倾角为θ的粗糙斜面上，有一根水平放在斜面上的导体棒，通有垂直纸面对外的电流，导体棒保持静止．现在空间中加入竖直向下的匀强磁场，导体棒仍静止不动，则()图11A．导体棒受到的合力确定增大B．导体棒确定受4个力的作用C．导体棒对斜面的压力确定增大D．导体棒所受的摩擦力确定增大答案C解析导体棒静止，合力为零，故合力不变，故A错误；当加上磁场后，假如mg sin θ＝BIL cos θ，则导体棒不受摩擦力，此时受3个力，故B错误；不加磁场时导体棒对斜面的压力N＝mg cos θ，加上磁场后对斜面的压力为N′＝mg cos θ＋BIL sin θ，故压力增大，故C正确；导体棒受到的摩擦力不愿定变大，故D错误．10．如图12所示，A、B两球所带电荷量均为2×10－5C，质量均为0.72 kg，其中A球带正电荷，B球带负电荷，A球通过绝缘细线吊在天花板上，B球一端固定绝缘棒，现将B球放在某一位置，能使绝缘细线伸直，A 球静止且与竖直方向的夹角为30°，g＝10 m/s2，则B球距离A的距离可能为()图12A．0.5 m B．0.8 mC．1.2 m D．2.5 m答案AB解析对A受力分析，受重力mg、绳的拉力T、B对A的吸引力F，由分析知，A平衡时，F的最小值为F＝mg sin 30°＝kq2r2，解得r＝1 m ，所以r≤1 m，A、B正确．电磁学中的物体的平衡问题，除了涉及重力、弹力和摩擦力之外，还涉及电磁学中的静电力、安培力和洛伦兹力．与力学中的共点力平衡问题一样，电磁学中的物体平衡问题也要遵循合力为零这一平衡条件，所不同的是除听从力学规律之外，还要听从电磁学规律，这是解决电磁学中的物体平衡问题的两条主线．考题四平衡中的临界、极值问题11．将三根伸长可不计的轻绳AB、BC、CD如图13所示连接，现在B点悬挂一个质量为m的重物，为使BC 绳保持水平且AB绳、CD绳与水平天花板夹角分别为60°和30°，需在C点再施加一作用力，则该力的最小值为()图13A．mg B.12mgC.33mg D.36mg答案D解析对B点受力分析，依据共点力平衡得，tan 30°＝T BCT＝T BCmg，解得T BC＝33mg，对C点受力分析，CD的拉力方向确定，依据图解法知，当外力的方向与CD垂直时，外力F最小，依据平行四边形定则知，sin 30°＝FT BC，F＝T BC sin 30°＝33mg×12＝36mg.12.质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑．假如用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图14所示(已知木楔在整个过程中始终静止)．图14(1)当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；(2)求在(1)条件下木楔对水平面的摩擦力是多少？答案(1)mg sin 2θ(2)12mg sin 4θ解析木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mg sin θ＝μmg cos θ，即μ＝tan θ.(1)因其在力F作用下沿斜面对上匀速运动，则有：F cos α＝mg sin θ＋f ① F sin α＋N ＝mg cos θ② f ＝μN ③ 由①②③得F ＝2mg sin θcos α＋μsin α＝2mg sin θcos θcos αcos θ＋sin αsin θ＝mg sin 2θcos θ－α则当α＝θ时，F 有最小值，即F min ＝mg sin 2θ.(2)由于木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F 的水平分力，即f m ＝F cos(α＋θ) 当F 取最小值mg sin 2θ时，f m ＝F min cos 2θ＝mg ·sin 2θcos 2θ＝12mg sin 4θ.1．物体平衡的临界问题：当某一物理量变化时，会引起其他几个物理量跟着变化，从而使物体所处的平衡状态恰好毁灭变化或恰好不毁灭变化．2．极限分析法：通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端(“极大”或“微小”、“极右”或“极左”等)．3．解决中学物理极值问题和临界问题的方法(1)物理分析方法：就是通过对物理过程的分析，抓住临界(或极值)条件进行求解． (2)数学方法：例如求二次函数极值、争辩公式极值、三角函数极值．专题综合练1．如图15所示，斜面体M 放置在水平地面上，位于斜面上的物块m 受到沿斜面对上的推力F 的作用，设物块与斜面之间的摩擦力大小为f 1，斜面体与地面之间的摩擦力大小为f 2.增大推力F ，斜面体始终保持静止，下列推断正确的是( )图15A ．假如物块沿斜面对上滑动，则f 1、f 2确定增大B ．假如物块沿斜面对上滑动，则f 1、f 2确定不变C ．假如物块与斜面相对静止，则f 1、f 2确定增大D ．假如物块与斜面相对静止，则f 1、f 2确定不变答案 B解析发生滑动时，摩擦力为滑动摩擦力，其大小与压力有关，与F 大小无关．相对静止时，摩擦力为静摩擦力，选物块与斜面体整体为争辩对象，摩擦力f 2增大．m 与M 间的摩擦力f 1变化不确定．2．如图16所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平．A 球、C 球与B 球分别用两根轻质细线连接．当系统保持静止时，B 球对碗壁刚好无压力，图中θ＝30°，则A 球和C 球的质量之比为( )图16 A ．1∶2 B ．2∶1 C ．1∶ 3 D.3∶1答案 C解析 B 球对碗壁刚好无压力，则依据几何学问分析可得B 球所在位置两线的夹角为90°，以B 球为争辩对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知F A cos θ＝F C sin θ，F A F C ＝m A g m C g ＝tan θ＝13.3．如图17所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m 1、m 2的两物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为θ.在m 1左端施加水平拉力F ，使m 1、m 2均处于静止状态，已知m 1表面光滑，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )图17A ．弹簧弹力的大小为m 1gcos θB ．地面对m 2的摩擦力大小为FC ．地面对m 2的支持力可能为零D ．m 1与m 2确定相等答案 B解析对整体受力分析可知，整体受重力、支持力、拉力及摩擦力；要使整体处于平衡，则水平方向确定有向右的摩擦力作用在m2上，且大小与F相同，故B正确；因m2与地面间有摩擦力，则确定有支持力，故C错误；再对m2受力分析可知，弹力水平方向的分力应等于F，故弹力T＝Fsin θ；因竖直方向上的受力不明确，无法确定两物体的质量关系，也无法求出弹簧弹力与重力的关系，故A、D错误．4．如图18所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开头时OB绳水平．现保持O点位置不变，转变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移到B′点，此时OB′与OA之间的夹角θ<90°.设此过程OA、OB绳的拉力分别为F OA、F OB，则下列说法正确的是()图18A．F OA始终减小B．F OA始终增大C．F OB始终减小D．F OB先减小后增大答案AD解析以结点O为争辩对象，分析受力：重力G、绳OA的拉力F OA和绳OB的拉力F OB，如图所示，依据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图，由图看出，F OA渐渐减小，F OB先减小后增大，当θ＝90°时，F OB最小．5．如图19所示，横截面为直角三角形的斜劈A，底面靠在粗糙的竖直墙面上，力F通过球心水平作用在光滑球B上，系统处于静止状态．当力F增大时，系统仍保持静止，则下列说法正确的是()图19A．A所受合外力增大B．墙面对A的摩擦力确定增大C．B对地面的压力确定不变D．墙面对A的摩擦力可能变小答案D解析A始终处于静止状态，所受合外力始终为零，故A错误；对B受力分析，如图，依据平衡条件：F＝N′sin θ，可见F增大则N′增大，N″＝mg＋N′cos θ，可见N′增大则N″增大，依据牛顿第三定律则球对地面的压力增大，故C错误；以整体为争辩对象，竖直方向：N″＋f＝Mg，若N″增大至与Mg相等，则f＝0，故B错误，D正确．6．如图20所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面C上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态．则()图20A．水平面对C的支持力等于B、C的总重力B．B确定受到C的摩擦力C．C确定受到水平面的摩擦力D．若将细绳剪断，B物体开头沿斜面对下滑动，则水平面对C的摩擦力可能为零答案C解析把B、C当作一个整体进行受力分析，在竖直方向上有：N＋m A g sin θ＝(m B＋m C)g，绳子的拉力在竖直方向上的重量m A g sin θ不为零，所以水平面对C的支持力小于B、C的总重力．故A错误；对B：当B受到绳子的拉力与B的重力在斜面上的分力大小相等，即m B g sin θ＝m A g时，B在斜面上没有运动趋势，此时B、C间没有摩擦力，故B错误；把B、C当作一个整体进行受力分析，可知绳子的拉力在水平方向上的重量不为零，整体有向右的运动趋势，所以C 受到地面的摩擦力不会为零，方向确定向左．故C 正确；若将细绳剪断，B 物体在斜面上加速下滑时具有沿斜面对下的加速度，该加速度在水平方向上有重量，故对C 的作用力有水平向右的重量，而C 处于平衡状态可知，地面对C 的摩擦力确定不为零，故D 错误．7．如图21所示，A 、B 是两个带异号电荷的小球，其质量分别为m 1和m 2，所带电荷量分别为＋q 1和－q 2，A 用绝缘细线L 1悬挂于O 点，A 、B 间用绝缘细线L 2相连．整个装置处于水平方向的匀强电场中，平衡时L 1向左偏离竖直方向，L 2向右偏离竖直方向，则可以判定( )图21 A ．m 1＝m 2 B ．m 1>m 2 C ．q 1>q 2 D ．q 1<q 2答案 C解析两球整体受力分析，如图所示，依据平衡条件可知，q 1E >q 2E ，即q 1>q 2，而两球的质量无法比较其大小，故C 正确，A 、B 、D 错误．8．如图22所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒．在导体棒中的电流I 垂直纸面对里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )图22A ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面对上B ．B ＝mg tan αIL ，方向竖直向上C ．B ＝mg sin αIL，方向垂直斜面对下D ．B ＝mg tan αIL ，方向竖直向下答案 AB解析若外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向垂直斜面对上，则沿斜面对上的安培力、支持力与重力处于平衡状态，则BIL ＝mg sin α，解得B ＝mg sin αIL ，故A 正确；若外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力处于平衡状态，则BIL ＝mg tan α，解得B ＝mg tan αIL ，故B 正确；若外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向垂直斜面对下，则安培力沿斜面对下，导体棒不能平衡，C 错误；若外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向竖直向下，则安培力水平向左，导体棒不能平衡，D 错误；故选A 、B. 9．由粗糙的水平杆AO 与光滑的竖直杆BO 组成的绝缘直角支架如图23放置，在AO 杆、BO 杆上套有带正电的小球P 、Q ，两个小球恰能在某一位置平衡．现将P 缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡．若小球所带电荷量不变，与移动前相比( )图23A ．P 、Q 之间的距离增大B ．BO 杆对Q 的弹力减小C ．AO 杆对P 的摩擦力增大D ．AO 杆对P 的弹力减小答案 C解析 Q 受力如图，由力的合成与平衡条件可知：BO 杆对小球Q 的弹力变大，两小球之间的库仑力变大，由库仑定律知，两小球P 、Q 的距离变小，A 、B 错误；对小球P 受力分析，可得AO 杆对小球P 的摩擦力变大，C 正确；对小球P 、Q 整体受力分析，AO 杆对小球P 的弹力不变，D 错误．10．如图24所示，倾角为θ的绝缘斜面体ABC 置于粗糙的水平地面上．一质量为m 、电荷量为＋q 的小物块(可看作是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑．若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一电荷量为＋Q的点电荷，再让物块以某一速度从斜面上滑下，物块在下滑至底端的过程中，斜面体保持静止不动．在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的状况下，关于在物块下滑过程中斜面体受到地面的摩擦力及其方向的分析正确的是()图24A．当物块在BD之间，斜面体受到地面的摩擦力的方向向左B．当物块在DA之间，斜面体受到地面的摩擦力的方向向右C．当物块在DA之间，斜面体受到地面的摩擦力的方向要视具体问题而定D．当物块在DA之间，斜面体受到地面的摩擦力为零答案D解析开头时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，是竖直向上的；依据牛顿第三定律，压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的；增加电场力后，小物块对斜面体的压力和摩擦力正比例增加，故滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力照旧是竖直向下的；再对斜面体受力分析，受重力、物块对斜面体的压力和摩擦力、支持力，不受地面的摩擦力，否则合力不为零，故A、B、C错误，D正确．11．如图25所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面对上滑行，试求：图25(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)这一临界角θ0的大小．答案(1)33(2)60°解析(1)物体恰匀速下滑时，由平衡条件有N1＝mg cos 30°mg sin 30°＝μN1则μ＝tan 30°＝33.(2)设斜面倾角为α，由平衡条件有F cos α＝mg sin α＋fN2＝mg cos α＋F sin α静摩擦力f≤μN2联立解得F(cos α－μsin α)≤mg sin α＋μmg cos α要使“不论水平恒力F多大”，上式都成立，则有cos α－μsin α≤0，所以tan α≥1μ＝3＝tan 60°即θ0＝60°。

高考冲刺《力与平衡》知识归纳(专门针对高考)

专题1 力与平衡一、高中物理力学网络构建注意：物体的运动趋势取决于它的初始状态和受力情况，牛顿运动定律揭示了动力关系，动力关系是高中物理的主线。

二、弹力的特点例1、如图所示，三个质量均为m 的弹性小球用两根长均为L 的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上．现给中间的小球B 一个水平初速度v 0，方向与绳垂直．小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长．求：(1)当小球A 、C 第一次相碰时，小球B 的速度．(2)当三个小球再次处在同一直线上时，小球B 的速度．(3)运动过程中小球A 的最大动能E KA 和此时两根绳的夹角θ。

（隐含条件：当小球A 的动能最大时，小球B 的速度为零。

）例2、如图所示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。

现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为多少？三、摩擦力的特点例1、（摩擦力被动性）一质量为m 的货物放在倾角为α的传送带上随传送带一起做加速运动．设加速度大小为α，试求两种情况下货物所受的摩擦力，（1）向上；（2）向下。

答案：向上：f=mg sin α+m a 。

向下：当a ＜g sin α时，f=m a-mg sin α；当a ＞g sin α时，f=mg sin α-m a F ＞0；当a =g sin α时，f =0。

.例2、（摩擦力被动性）如图abcd 为导体作成的框架，其平面于水平面成θ角，质量为m 的导体棒PQ 与ab 、cd 接触良好，回路的电阻为R ，整个装置放于垂直框架变化的磁场中，磁感应强度B 的变化情况如图乙所示，PQ 始终静止，则在（0-t)时间内，PQ 受到的摩擦力的变化情况是是什么？答案：（1）先减小后增大；（2）先增大后减小。

例3、如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘块，甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地面上，空间存在水平方向的匀强磁场，在水平恒力F 的作用下，甲、乙一起向左加速运动，那么在加速运动阶段( ) A ．甲、乙之间的摩擦力不断增大 B. 甲、乙之间的摩擦力不变 C. 甲、乙两物体的加速度不断减小 D ．甲对乙的压力不断增大四、三角法的应用例1、如图所示，在水平面上放有一个带转动轴的木板A ，在其上放有一物块B 。

高考复习——《力物体的平衡》典型例题复习

一、力物体的平衡1、力：力是物体对物体的作用。

⑴力是一种作用，可以通过直接接触实现（如弹力、摩擦力），也可以通过场来实现（重力、电场力、磁场力）⑵力的性质：物质性（力不能脱离物体而独立存在）；相互性（成对出现，遵循牛顿第三定律）；矢量性（有大小和方向，遵从矢量运算法则）；效果性（形变、改变物体运动状态，即产生加速度）⑶力的要素：力的大小、方向和作用点称为力的三要素，它们共同影响力的作用效果。

力的描述：描述一个力，应描述力的三要素，除直接说明外，可以用力的图示和力的示意图的方法。

⑷力的分类：按作用方式，可分为场力（重力、电场力）、接触力（弹力、摩擦力）；接效果分，有动力、阻力、牵引力、向心力、恢复力等；接性质分，有重力、弹力、摩擦力、分子力等；按研究系统分，内力、外力。

2、重力：由于地球吸引，而使物体受到的力。

（1）重力的产生：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。

（2）重力的大小：G=mg ，可以用弹簧秤测量，重力的大小与物体的速度、加速度无关。

（3）重力的方向：竖直向下。

（4）重心：重力的作用点。

重心的测定方法：悬挂法。

重心的位置与物体形状的关系：质量分布均匀的物体，重心位置只与物体形状有关，其几何中心就是重心；质量分布不均匀的物体，其重心的位置除了跟形状有关外，还跟物体的质量分布有关。

3、弹力（1）弹力的产生：发生弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。

（2）产生的条件：两物体要相互接触；发生弹性形变。

（3）弹力的方向：①压力、支持力的方向总是垂直于接触面。

②绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。

③杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。

如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。

例题：如图所示，光滑但质量分布不均的小球的球心在O ，重心在P ，静止在竖直墙和桌边之间。

试画出小球所受弹力。

解析：由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A 点，弹力F 1应该垂直于球面所以沿半径方向指向球心O ；在B 点弹力F 2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O 。

高考物理二轮复习知识点：力和物体的平衡

2019高考物理二轮复习知识点：力和物体的平衡1.力：是物体对物体的作用，是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因。

力是矢量。

2.重力(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的。

[注意]重力是由于地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力，重力是万有引力的一个分力。

但在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力。

(2)重力的大小：地球表面G=mg，离地面高h处G/=mg/，其中g/=[R/(R+h)]2g。

(3)重力的方向：竖直向下(不一定指向地心)。

(4)重心：物体的各部分所受重力合力的作用点，物体的重心不一定在物体上。

3.弹力(1)产生原因：由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的。

(2)产生条件：①直接接触;②有弹性形变。

(3)弹力的方向：与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体。

在点面接触的情况下，垂直于面;在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下，垂直于过接触点的公切面。

①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，且一根轻绳上的张力大小处处相等。

②轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向不一定沿杆。

(4)弹力的大小：一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解。

弹簧弹力可由胡克定律来求解。

★胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比，即F=kx。

k为弹簧的劲度系数，它只与弹簧本身因素有关，单位是N/m。

(2)摩擦力的方向：沿接触面切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向可以相同也可以相反。

2020年高考物理考前热身训练----力与物体的平衡(解析版)

2020年高考物理考前热身训练----力与物体的平衡1.如图所示，六根原长均为l的轻质细弹簧两两相连，在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下，形成一个稳定的正六边形．已知正六边形外接圆的半径为R，每根弹簧的劲度系数均为k，弹簧在弹性限度内，则F的大小为()A．k2(R－l) B．k(R－l)C．k(R－2l) D．2k(R－l)【答案】B【解析】：正六边形外接圆半径为R，则弹簧的长度为R，弹簧的伸长量为Δx＝R－l，由胡克定律可知，每根弹簧的弹力为F弹＝kΔx＝k(R－l)，两相邻弹簧夹角为120°，两相邻弹簧弹力的合力为F合＝F弹＝k(R－l)，弹簧静止处于平衡状态，由平衡条件可知，每个拉力大小为F＝F合＝k(R－l)，故B正确，A、C、D错误．2.如图所示，一质量为M的磁铁，吸在竖直放置的磁性黑板上静止不动．某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F轻拉磁铁，磁铁向右下方做匀速直线运动，则磁铁受到的摩擦力F f()A．大小为Mg B．大小为F2＋(Mg)2C．大小为F D．方向水平向左【答案】B【解析】：由题意可知，磁铁受竖直向下的重力、水平向右的恒力的作用，二力的合力为F 合＝F2＋(Mg)2，方向为斜向右下；由力的平衡条件可知，摩擦力应与二力的合力大小相等、方向相反，则磁铁受到的摩擦力大小F f＝F合＝F2＋(Mg)2，故A、C、D错误，B正确．3.如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔．质量为m 的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住．现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F 和环对小球的弹力F N 的大小变化情况是( )A ．F 减小，F N 不变B ．F 不变，F N 减小C ．F 不变，F N 增大D ．F 增大，F N 减小【答案】A【解析】：对小球受力分析，其所受的三个力组成一个闭合三角形，如解析图所示，力三角形与圆内的三角形相似，由几何关系可知mg R ＝F N R ＝FL ，小球缓慢上移时mg 不变，R 不变，L 减小，F 减小，F N 大小不变，A 正确．4.美国物理学家密立根(R.A ．Millikan)于20世纪初进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如图所示模型：两个相距为d 的平行金属板A 、B 水平放置，两板接有可调电源．从A 板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U 时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测到这个速度的大小为v ，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k ，重力加速度为g .则计算油滴带电荷量的表达式为( )A ．q ＝kvdUB ．q ＝vdgkUC ．q ＝kvUdD ．q ＝vgkUd【答案】B【解析】：根据油滴恰好悬浮在两板间，由平衡条件得q Ud ＝mg ，由题意知v ＝km ，联立解得q ＝vdgkU，选项B 正确．5.如图所示，匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30°且斜向右上方，匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)．一质量为m 、电荷量为q 的带电小球(可视为质点)以与水平方向成30°角斜向左上方的速度v 做匀速直线运动，重力加速度为g .则( )A ．匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外B ．小球一定带正电荷C ．电场强度大小为mgqD ．磁感应强度的大小为mgqv【答案】C【解析】：小球做匀速直线运动，受到的合力为零，假设小球带正电，则小球的受力情况如图甲所示，小球受到的洛伦兹力沿虚线但方向未知，小球受到的重力与电场力的合力与洛伦兹力不可能平衡，故小球不可能做匀速直线运动，假设不成立，小球一定带负电，选项B 错误；小球的受力情况如图乙所示，小球受到的洛伦兹力一定斜向右上方，根据左手定则，匀强磁场的方向一定垂直于纸面向里，选项A 错误；根据几何关系，电场力大小qE ＝mg ，洛伦兹力大小qvB ＝3mg ，解得E ＝mg q ，B ＝3mg qv，选项C 正确，D 错误．6.如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2 m的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2 m，重为8 N的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为()A．10 N B．8 NC．6 N D．5 N【答案】D【解析】：设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示．同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为α，则根据几何关系可知NQ＝MN，即PM等于绳长；根据几何关系可得sin α＝POPM＝1.22＝0.6，则α＝37°，根据平衡条件可得2T cos α＝mg，解得T＝5 N，故D正确，A、B、C错误．7.如图所示，一质量为m的滑块置于倾角θ＝30°，质量为M的直角三角形斜劈的底端，现通过一质量不计的细绳给滑块施加一方向沿斜面向上的拉力F，大小为mg，使滑块沿斜面匀速上滑，整个过程中斜劈处于静止状态，若斜劈与滑块、斜劈与地面间的动摩擦因数均为μ，已知重力加速度大小为g.则()A．斜劈对滑块的支持力大小为mg B．斜劈对滑块的作用力大小为mg C．动摩擦因数μ＝0.5D．水平面对斜劈的摩擦力大小为12mg【答案】B【解析】：斜劈对滑块的支持力大小为mg cos 30°＝32mg，选项A错误；滑块处于平衡状态，重力与拉力的夹角为120°，重力与拉力的合力为mg，则斜劈对滑块的作用力与重力和拉力的合力等大反向，则斜劈对滑块的作用力大小为mg，选项B正确；根据F＝mg＝mg sin 30°＋μmg cos 30°，解得μ＝33，选项C错误；对滑块和斜劈的整体分析，水平方向：F cos 30°＝f，解得f＝32mg，选项D错误．8.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止，则在此过程中()A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳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减小后增加【答案】BD【解析】：用水平向左的拉力缓慢拉动N，设悬挂N的细绳与竖直方向夹角为θ，由平衡条件可知，水平拉力F＝m N g tan θ，细绳对N的拉力F T＝m N gcos θ，θ到45°的过程中水平拉力F 一定逐渐增大，细绳对N的拉力F T一定一直增大，由于定滑轮两侧细绳中拉力相等，所以M所受细绳的拉力大小一定一直增大，选项A错误，B正确；由于题干没有给出物块M所受摩擦力方向，若开始时M所受摩擦力方向沿斜面向下或为零时，水平拉力拉动N过程中M所受斜面的摩擦力变大，若开始时M所受摩擦力方向沿斜面向上，则水平拉动N过程中M所受摩擦力大小可能先减小后增大，选项C错误，D正确．9.如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面上，固定一平行金属导轨，现在导轨上放置一质量m＝0.4 kg 垂直导轨的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，导轨接电源E，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，滑动变阻器的阻值符合要求，现闭合开关S，要保持金属棒ab在导轨上静止不动，则()A．金属棒所受安培力的方向水平向左B．金属棒所受到的摩擦力方向一定沿平行斜面向上C．金属棒所受安培力的取值范围是811N≤F≤8 ND．金属棒受到的安培力的最大值为16 N【答案】C【解析】：由左手定则可以判断金属棒所受安培力的方向水平向右，故选项A错误；当金属棒刚好不向上运动时，金属棒受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，设金属棒受到的安培力大小为F1，其受力分析如图甲所示，则由平衡条件得F N＝F1sin θ＋mg cos θ，F1cos θ＝mg sin θ＋f max，f max＝μF N，联立以上三式并代入数据解得F1＝8 N；当金属棒刚好不向下运动时，设金属棒受到的安培力大小为F2，其受力分析如图乙所示，则由平衡条件得F N′＝F2sin θ＋mg cos θ，F2cos θ＋f max′＝mg sin θ，f max′＝μF N′，联立以上三式并代入数据解得F2＝811N，所以金属棒受到的安培力的取值范围为811N≤F≤8 N，故选项C正确，B、D错误．9.如图所示，长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向左上方的力F拉木箱，长木板、人与木箱质量均为m，三者均保持静止（重力加速度为g）。

高三物理复习知识点之力和物体的平衡

高三物理复习知识点之力和物体的平衡下面整理了高三物理复习知识点之力和物体的平衡，希望大家能把觉得有用的知识点摘抄下来，在空余时间进行复习。

1：力是物体对物体的作用，是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因。

力是矢量。

2：重力(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的。

[注意]重力是由于地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力，重力是万有引力的一个分力。

但在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力(2)重力的大小：地球表面G=mg，离地面高h处G/=mg/，其中g/=[R/(R+h)]2g(3)重力的方向：竖直向下(不一定指向地心)。

(4)重心：物体的各部分所受重力合力的作用点，物体的重心不一定在物体上。

3：弹力(1)产生原因：由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的。

(2)产生条件：①直接接触;②有弹性形变。

(3)弹力的方向：与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体。

在点面接触的情况下，垂直于面;在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下，垂直于过接触点的公切面。

①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，且一根轻绳上的张力大小处处相等。

②轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向不一定沿杆。

(4)弹力的大小：一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解。

弹簧弹力可由胡克定律来求解。

★胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比，即F=kx。

k为弹簧的劲度系数，它只与弹簧本身因素有关，单位是N/m。

4：摩擦力(1)产生的条件：①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力)，这三点缺一不可。

(2)摩擦力的方向：沿接触面切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向可以相同也可以相反。

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