高中物理二轮复习力与平衡
2024年高考物理二轮复习专题02力与物体的平衡讲含解析
力与物体的平衡考试大纲要求考纲解读1. 滑动摩擦、静摩擦、滑动摩擦因数Ⅰ高考着重考查的学问点有：力的合成与分解、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式．对受力分析的考查涵盖了中学物理的全部考试热点问题．此外，基础概念与实际联系也是当前高考命题的一个趋势．考试命题特点：这部分学问单独考查一个学问点的试题特别少，大多数状况都是同时涉及到几个学问点，而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时留意物理思维与物理实力的考核.2. 形变、弹性、胡克定律Ⅰ3. 矢量和标量Ⅰ4.力的合成和分解Ⅱ5.共点力的平衡Ⅱ纵观近几年高考试题，预料2024年物理高考试题还会考：1、高考对本章内容着重考查的学问点有弹力和摩擦力的概念及其在各种状态下的表现形式、力的合成与分解等，对受力分析的考查涵盖了中学物理的全部热点问题。
题型通常为选择题，分值一般为6分。
2、以生活中的实际问题为背景考查静力学的学问将会加强，在今年届高考复习中应特殊关注建立物理模型实力的培育。
考向01 三种常见力：重力、弹力和摩擦力1.讲高考（1）考纲要求高考着重考查的学问点有：重力、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式；弹力、摩擦力的产生条件、方向推断及大小计算。
（2）命题规律这部分学问单独考查一学问点的试题很少，大多数状况都是同时涉及几个学问点，而且都是与牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，此外，基础概念与实际联系与是当前高考命题的一个趋势。
特殊留意物理思维与物理实力的考核案例1．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧复原原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（）A. B.C. D.【来源】2024年全国一般高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 A【点睛】牛顿运动定律是中学物理主干学问，匀变速直线运动规律贯穿中学物理。
新课标高考物理二轮复习 专题01-力与物体的平衡(解析版)
高考物理二轮复习专题内容01力与物体的平衡§知识网络§高中常见性质力的比较1．重力(1)大小：G＝mg。
(2)方向：总是竖直向下。
2．弹力(1)大小：一般由力的平衡条件或牛顿第二定律求解；弹簧的弹力：F＝kx。
(2)方向：压力、支持力垂直于接触面指向受力物体；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向，杆的弹力方向不一定沿杆，由力的平衡或牛顿第二定律求解。
3．滑动摩擦力(1)方向：总是沿着接触面的切线方向且与相对运动方向相反。
(2)大小：与压力成正比，即F ＝μF N 。
4．静摩擦力(1)方向：总是沿着接触面的切线方向且与相对运动趋势方向相反。
相对运动趋势不明显的，借助平衡条件或牛顿第二定律判断。
(2)大小：由物体所处的运动状态，根据平衡条件或牛顿第二定律求出，可能的取值范围是0<f ≤f m ，f m 为最大静摩擦力。
5．电场力(1)大小⎩⎪⎨⎪⎧F 电＝k q 1q 2r 2真空中的点电荷F 电＝qE 任何电场(2)方向⎩⎨⎧正电荷：F 与E 同向负电荷：F 与E 反向库仑力：同种电荷相斥，异种电荷相吸6．安培力(1)大小：F ＝BIL (I ⊥B )(2)方向：用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。
让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向。
7．洛伦兹力(1)大小：F ＝qvB (B ⊥v )(2)方向：用左手定则判定，F 垂直于B 、v 决定的平面，洛伦兹力不做功。
§高考分析§▲考试方向1．物体的受力分析；2．共点力作用下的平衡条件及推论； 3．图解法分析动态平衡问题和极值问题； 4．整体法、隔离法、假设法和正交分解法等。
▲考试题型1．对受力分析的考查涵盖了高中物理的所有考试的热点和难点问题；2．平衡条件在连接体、动态平衡、静态平衡、临界极值等问题中应用的中等难度选择题或计算题。
高考物理二轮复习专题力与物体的平衡教学案
专题01 力与物体的平衡1.必须牢记的概念、公式、定律 (1)质点、位移、速度、加速度的概念． (2)匀变速直线运动的位移、速度公式及推论． (3)牛顿运动定律、万有引力定律等． 2．必须掌握的三类问题 (1)圆周运动问题． (2)平抛运动问题． (3)卫星运行及其变轨问题． 3．必须明确的五个易错易混点(1)v t 图象、x t 图象都表示直线运动规律．(2)静摩擦力与滑动摩擦力方向的判定及大小的计算方法． (3)运动的合成与分解和力的合成与分解．(4)在竖直面内的圆周运动中绳模型与杆模型在最高点时的临界条件． (5)双星系统的轨道半径与天体间距离的区别.一、整体法和隔离法在平衡问题中的应用 1．平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态． 2．平衡条件F 合＝0或⎩⎪⎨⎪⎧F x ＝0F y ＝0.3．利用整体、隔离思维法对物体受力分析4.注意问题(1)在受力分析时一定要恰当的选取研究对象，运用整体思维法和隔离思维法时一定要区分好内力和外力．(2)解决问题时通常需要交叉应用隔离、整体思维法．(3)对两个以上的物体叠加组成的整体进行受力分析时，一般先采用整体思维法后用隔离思维法，即“先整体，后隔离”．二、共点力作用下的动态平衡问题1．动态平衡物体在缓慢移动过程中，可认为其速度、加速度均为零，物体处于平衡状态．2．共点力平衡的重要推论(1)三个或三个以上的共点力平衡，某一个力(或其中某几个力的合力)与其余力的合力等大反向．(2)同一平面上的三个不平行的力平衡，这三个力必为共点力，且表示这三个力的有向线段可以组成一个封闭的矢量三角形．3.妙解动态平衡问题的两种典型方法：三、复合场中的平衡问题 1．六种常见力 力 大小方向 重力 G ＝mg总是竖直向下弹力一般由力的平衡条件或牛顿运动定律求解；弹簧的弹力：F ＝kx与引起形变的力的方向相反摩擦力静摩擦力0<F f ≤F fm ；滑动摩擦力F f ＝μF N与接触面相切，与相对运动或相对运动趋势方向相反(与运动方向不一定相反)电场力匀强电场中的电场力F ＝qE ；真空中点电荷的库仑力F ＝kQq r 2正电荷所受电场力与电场强度方向相同，负电荷所受电场力与电场强度方向相反 安培力 F ＝BIL(I⊥B)用左手定则判断(垂直于I 、B 所决定的平面)洛伦兹力F ＝qvB(v⊥B)用左手定则判断(垂直于v 、B 所决定的平面)2.四类组合场(1)电场与磁场的组合． (2)电场与重力场的组合． (3)重力场与磁场的组合． (4)重力场、电场和磁场的组合． 3．处理复合场中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．分析方法是：选取研究对象――→方法“整体法”或“隔离法” ↓受力分析――→多了个电场力F ＝Eq 或安培力F ＝BIL或洛伦兹力F ＝qvB↓列平衡方程―→F 合＝0或F x ＝0，F y ＝0 4．注意问题(1)电荷在电场中一定受电场力作用，电流或电荷在磁场中不一定受磁场力作用． (2)分析电场力或洛伦兹力时，注意带电体的电性． (3)分析带电粒子受力时，要注意判断是否考虑重力．高频考点一 受力分析 物体的静态平衡例1．【2017·天津卷】如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M 、N 上的a 、b 两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。
高三二轮复习受力分析与平衡问题
高三二轮复习－受力剖析与均衡问题● 知识点、能力点回首☆知识要求：1、力的均衡（ 1）力的均衡：物体在共点力的作用下的均衡叫力的均衡。
＝ 0，或许 F x＝ 0，F y＝ 0。
（ 2）力的均衡条件：在共点力作用下物体的均衡条件是协力为零，即 F合（3）均衡条件的应用：物体的均衡条件在实质中有宽泛的应用，特别在受力剖析时，联合物体的均衡条件，可确立未知力的大小和方向。
2、受力剖析的方法（1）隔绝法和整体法将研究对象与四周物体分开或将相对地点不变的物系统作为一个整体来剖析。
（2）假定法在判断某力能否存在时，可先对其作出存在或不存在的假定，而后再就该力存在与不存在对物体运动状态能否产生影响来判断该力能否存在。
（3）注意①研究对象的受力争，往常只画出依据性质命名的力，不要把按成效分解的力或合成的力画进去，受力争达成后再进行力的合成或分解。
②划分内力和外力。
对几个物体的整体进行受力剖析时，这几个物体间的作使劲为内力，不可以在受力争中出现；当把某一物体独自隔绝剖析时，本来的内力就变为了外力，要画在受力争上。
③在难以确立物体的某些受力状况时，可先依据（或确立）物体的运动状态进行剖析，再运用均衡条件或牛顿运动定律判断未知力。
3、用均衡条件解题的常用方法（ 1）力的合成、分解法：关于三力均衡，一般依据“随意两个力的协力与第三力等大反向”的关系，借助三角函数、相像三角形等手段求解；或将某一个力分解到此外两个力的反方向上，获得这两个分力必与此外两个力等大、反向；关于多个力的均衡，利用先分解再合成的正交分解法。
（2）力汇交原理：假如一个物体受三个不平行外力的作用而均衡，这三个力的作用线必在同一平面上，并且必有共点力。
（ 3）正交分解法：将各力分解到轴上和轴上，运用两坐标轴上的协力等于零的条件，多用于剖析三个以上共点力作用下的物体的均衡。
值得注意的是，对、方向选择时，尽可能使落在、轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。
（4）矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用均衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰巧构成三角形，则这三个力的协力必为零，利用三角形法求得未知力。
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。
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高三物理二轮复习专题一 力和物体的平衡各种性质的力：1．重力：方向：竖直向下 , 大小： G = mg (g 随高度、纬度而变化 )2．弹力：产生条件：接触、形变. 方向：沿形变恢复的方向大小： F = kx（ x 为伸长量或压缩量； K 为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关 )3．摩擦力：产生条件：有弹力、有相对运动或相对运动趋势方向：总是与相对运动或相对运动趋势方向相反大小：滑动摩擦力： f=N ；静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解4．万有引力： F=G 5．库仑力： F=K ( 真空、点电荷 )6．电场力： F=Eq (F与电场强度的方向可以相同，也可以相反)7．安培力 ： 磁场对电流的作用力公式： F= BIL （ B I ） 方向：左手定则8．洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力公式： f=BqV (BV)方向：左手定则洛仑兹力永不做功【专题训练】1．在下列运动状态下，物体处于平衡状态的有（C ）A ．秋千摆到最低点时dyszplgB ．蹦床运动员上升到最高点速度为零时C ．水平匀速运动的传送带上的货物相对于传送带静止时D ．宇航员翟志刚、刘伯明、景海鹏乘坐“神舟七号”进入轨道做圆周运动时dyszplg2．如图所示，质量均为 m 的两个小球， 分别用两根等长的细线悬挂在O 点，两球之间夹着一根劲度系数为 k 的轻弹簧，静止时弹簧是水平的，若两根细线之间的夹角为 α，则弹簧的形变量为（ A ）O A ．mgtanα．2mgtanαBαk2k2高三物理二轮复习C．mgtanαD．2mgtanαk k3．如图所示， A、B 为竖直墙面上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆（即：杆在 O端所受的力沿杆OC方向）．转轴 C在 AB中点 D 的正下方，AOB 在同一水平面内．∠AOB=90°，∠ COD=60°．若在 O 点处悬挂一个质量为 m 的物体，则平衡后绳 AO 所受的拉力为：（ D ）3mg BA ． mgB ．DOA3C．1mg D ．6mg Cm 664．如图所示， A、 B 为水平正对放置的平行金属板，板间距离为d。
人教版高三物理二轮复习力与运动知识梳理力与平衡
力与平衡(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反。
(2)三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。
(3)多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反。
(1)选取研究对象:根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象。
(2)画受力示意图:对研究对象按受力分析的顺序进行受力分析,画出受力示意图。
(3)建立坐标系:选取合适的方向建立直角坐标系。
(4)列方程求解:根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论。
考点1 共点力的平衡[例1] (2019·浙江乐清期末)如图所示,一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物,另一端与一轻质绳相连于c 点,ac=2l ,c 点悬挂质量为m 2的重物,平衡时ac 正好水平,此时质量为m 1的重物的上表面正好与ac 在同一水平线上且到b 点的距离为l,到a 点的距离为54l,则两重物的质量之比为12m m 为( ) A.52 B.2 C.54 D.35受力分析的四个注意点(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的力混淆。
(2)每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有。
(3)合力和分力不能重复考虑。
(4)对整体进行受力分析时,组成整体的几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成外力,要在受力分析图中画出。
[随堂练1] 如图所示,质量均为1 kg 的小球a、b在轻弹簧A、B及外力F的作用下处于平衡状态,其中A、B两个弹簧的劲度系数均为5 N/cm,B弹簧上端与天花板固定连接,轴线与竖直方向的夹角为60°,A弹簧竖直,g取10 m/s2,则以下说法正确的是( )A.A弹簧的伸长量为3 cmB.外力F=103 NC.B弹簧的伸长量为4 cmD.突然撤去外力F瞬间,b球加速度为0考点2 物体的动态平衡问题[例2] (2019·浙江湖州质检)如图所示,a、b、c三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球A、B保持静止,细绳a是水平的,现对B球施加一个水平向右的力F,将B缓缓拉到图中虚线位置,A球保持不动,此过程中三根细绳张力F a、F b、F c和F的变化情况是( )A.F不变,F c变大B.F变大,F c不变,F aa、F b都变大b不变(1)图解法:如果物体受到三个力的作用,其中一个力的大小、方向均不变,并且还有另一个力的方向不变,此时可用图解法,画出不同状态下力的矢量图,判断各个力的变化情况。
高三物理二轮专题复习课件 力与物体的平衡
高考热点1 高考热点2 高考热点3 高考热点4 高考热点5 专题强化练
A．θ 一定大于 α
B．θ 可能等于 α
C．F 一定大于 F1 答案：ACD
D．F 一定大于 Ff
解析：m2 受三力平衡：m2g、F、F1，根据平衡条件知，F 的
水平分力与 F1 的水平分力大小相等，即：Fx＝Fcos θ＝F1cos α，
专题一 力与物体的平衡
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1．处理平衡问题的基本思路 确定平衡状态(加速度为__零____)→巧选研究对象(整体法或隔 离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论． 2．常用的方法 (1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常 用___假__设____法． (2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量__三__角__形____法、正 交分解法、相似三角形法、___图__解___法等．
专题一 力与物体的平衡
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高考热点 1 受力分析 整体法与隔离法的应用 1．基本思路 在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体 法与隔离法进行分析． 2．两点注意 (1)采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状 态应该相同． (2)当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象， 先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受 力，此法叫“转移研究对象法”．
专题一 力与物体的平衡
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答案 AD
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高考物理二轮复习力与物体的平衡课件
D.弹簧对b物体的弹力大小可能等于mg
解析 在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状 态，则物体b受到挡板的静摩擦力作用，且f＝F，因此它们之 间一定存在弹力，故弹簧的弹力大于物体b的重力，由整体法 可知，a物体对水平挡板的压力大于2mg，故选项A、D错误， C正确；根据摩擦力产生的条件可知，a物体没有相对运动的 趋势，故没有受到摩擦力，选项B错误。 答案 C
主要题型：选择题或计算题 知识热点
(1)单独命题 ①受力分析 ②力的合成与分解 ③共点力的平衡 (2)交汇命题点： 带电体(或粒子)在电场、磁场或复合场中的平衡问题 思想方法 等效思想、分解思想 假设法、矢量三角形法、整体法和隔离法、正交分解法、合 成法、转换研究对象法等。
考向一 受力分析、物体的平衡 核心知识
图12
解析 由题意知，处于磁场中的导体受安培力作用的有效长 度越长，根据F＝BIL知受安培力越大，越容易失去平衡， 由图知选项A中导体的有效长度最大，所以A正确。 答案 A
2.如图13所示，一带电小球用绝缘轻质细线
悬挂于O点，空间存在场强方向、大小均可
调节的匀强电场，开始时匀强电场方向水平
向右，小球平衡时细线与竖直方向成θ角(θ＜
而
μ＝
3 3
所以 m＝20 2 kg
答案 20 2 kg
物体受力分析的技巧
(1)分析受力的思路： ①先数研究对象有几个接触处，每个接触处最多有两个力(弹力和 摩擦力)。 ②同时注意对场力的分析。 ③假设法是判断弹力、摩擦力的存在及方向的基本方法。 (2)受力分析的基本步骤：明确研究对象→隔离物体分析→画受力 示意图―→验证受力合理性。 (3)善于变换研究对象：若不能直接判断研究对象与接触的物体间 是否有相互作用的弹力和摩擦力，可以采用变换研究对象，借助 其他物体的受力判定。
高考物理二轮复习专题归纳—力与物体的平衡
高考物理二轮复习专题归纳—力与物体的平衡考点一静态平衡问题1．受力分析的方法(1)研究对象的选取：①整体法与隔离法(如图甲)；②转换研究对象法(如图乙)．(2)画受力分析图：按一定的顺序分析力，只分析研究对象受到的力．(3)验证受力的合理性：①假设法(如图丙)；②动力学分析法(如图丁)．2．处理平衡问题常用的四种方法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例1(2022·广东卷·1)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答案D解析以O点为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系可知θ＝30°，在竖直方向上，由平衡条件可得F1cos30°＋F2cos30°＝F，又F1＝F2，可得F＝3F1，故D正确，A、B、C错误．例2(2022·安徽黄山市一模)如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，其中球A的质量为1kg.它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为θ＝37°，OB绳与水平方向的夹角为α＝53°，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则球B的质量为()A.3 4kgB.43kgC.3 5kgD.53kg答案B解析分别对A、B两球分析，运用合成法，如图，由几何知识得F T sin37°＝m A g，F T sin53°＝m B g，解得球B的质量为m B＝43kg，故B正确，A、C、D错误．例3(2022·广东省模拟)如图所示，物块在平行斜面向上的外力作用下沿斜面匀速下滑，该过程中斜面体始终静止在水平地面上．下列说法正确的是()A．地面对斜面体的摩擦力水平向左B．地面对斜面体的支持力大于物块与斜面体所受重力大小之和C．物块可能受到三个力的作用D．斜面体对物块的摩擦力方向一定沿斜面向上答案C解析以物块和斜面体组成的整体为研究对象，外力在水平方向的分力水平向左，在竖直方向的分力竖直向上，知地面对斜面体的摩擦力水平向右，地面对斜面体的支持力小于物块与斜面体所受重力大小之和，A、B错误；若物块所受重力沿斜面向下的分力恰好与外力大小相等，则斜面体和物块之间无摩擦力，此时物块受到三个力的作用，C正确，D错误．处理平衡问题的基本思路例4(2022·河南平顶山市模拟)如图所示，光滑绝缘杆弯成直角，直角处固定在水平地面上，质量为m、带电荷量为＋Q的小圆环A穿在右边杆上，质量为3m、带电荷量为＋3Q的小圆环B穿在左边杆上，静止时两圆环的连线与地面平行，右边杆与水平面夹角为α.重力加速度为g.则()A．右边杆对A环的支持力大小为1mg4B．左边杆对B环的支持力大小为mgC．A环对B环的库仑力大小为3mgD．A环对B环的库仑力大小为3mg答案D解析对A、B环受力分析，如图对A 环，由平衡条件可得F N A ＝mg cos α，F 库＝mg tan α，对B 环，由平衡条件可得F N B ＝3mgcos 90°－α，F 库＝3mg tan (90°－α)，因库仑力相等，则有mg tan α＝3mg tan(90°－α)＝3mg 1tan α，解得α＝60°，则右边杆对A 环支持力大小为F N A ＝mg cos 60°＝2mg ，左边杆对B 环支持力大小为F N B ＝3mg cos 90°－α＝23mg ，故A 、B 错误；两环之间的库仑力大小为F 库＝mg tan 60°＝3mg ，故C 错误，D 正确．(1)静电场、磁场中的平衡问题，受力分析时要注意静电力、磁场力方向的判断，再结合平衡条件分析求解．(2)涉及安培力的平衡问题，画受力示意图时要注意将立体图转化为平面图．考点二动态平衡问题例5(2022·广东省模拟)如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，质量为m 的光滑小球P 在水平外力F 的作用下处于静止状态，小球P 与圆心O 的连线与水平面的夹角为θ，将力F 在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，框架与小球始终保持静止状态．重力加速度大小为g .在此过程中下列说法正确的是()A ．框架对小球的支持力先减小后增大B．拉力F的最小值为mg cosθC．地面对框架的摩擦力增大D．框架对地面的压力先增大后减小答案B解析以小球为研究对象，受力分析如图所示根据几何关系可知，外力F顺时针转动至竖直向上之前，支持力F N逐渐减小，F 先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时，F最小，根据矢量三角形可得F min＝mg cosθ，故A错误，B正确；以框架为研究对象，受重力Mg、地面的支持力F N1、地面的摩擦力F f以及小球对框架的压力F N′的作用，根据平衡条件有F N′cosθ＝F f，F N′sinθ＋Mg＝F N1，转动的过程中，小球受到的支持力逐渐减小，故小球对框架的压力F N′逐渐减小，故地面对框架的摩擦力始终在减小，地面对框架的支持力始终在减小，由牛顿第三定律可知，框架对地面的压力始终在减小，故C、D错误．例6(多选)如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，最高点B处固定一小定滑轮，质量为m的小球A穿在环上．现用细绳一端拴在A上，另一端跨过定滑轮用力F拉动，使A缓慢向上移动．在移动过程中关于铁丝对A的支持力F N，下列说法正确的是()A ．F N 的方向始终背离圆心OB ．F N 的方向始终指向圆心OC ．F N 逐渐变小D ．F N 大小不变答案AD 解析在小球A 缓慢向上移动的过程中，A 处于三力平衡状态，根据平衡条件知mg 与F N 的合力与F T 等大反向共线，作出mg 与F N 的合力，如图，由三角形相似有：mg BO ＝F N AO ＝F T AB ，得F N ＝AO BO·mg ，AO 、BO 都不变，则F N 大小不变，方向始终背离圆心O ，故A 、D 正确，B 、C 错误．例7(2021·湖南卷·5)质量为M 的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A 为半圆的最低点，B 为半圆水平直径的端点．凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m 的小滑块．用推力F 推动小滑块由A 点向B 点缓慢移动，力F 的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是()A．推力F先增大后减小B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大C．墙面对凹槽的压力先增大后减小D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大答案C解析对滑块受力分析，由平衡条件有F＝mg sinθ，F N＝mg cosθ，θ为F与水平方向的夹角，滑块从A缓慢移动到B点时，θ越来越大，则推力F越来越大，支持力F N越来越小，所以A、B错误；对凹槽与滑块整体受力分析，墙面对凹槽的压力大小为F N′＝F cosθ＝mg sinθcosθ＝12mg sin2θ，则θ越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确；水平地面对凹槽的支持力为F N地＝(M＋m)g－F sinθ＝(M＋m)g－mg sin2θ则θ越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误．例8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．如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止，重力加速度为g)．(1)当α变化时，求拉力F的最小值；(2)F取最小值时，求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(1)木块在木楔斜面上匀速向下运动时，根据平衡条件有mg sin θ＝μmg cos θ解得μ＝tan θ因其在力F 作用下沿斜面向上匀速运动，根据正交分解法有F cos α＝mg sin θ＋F f ，F sin α＋F N ＝mg cos θ且F f ＝μF N联立解得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)因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到的地面的摩擦力等于F 的水平分力，即F f M ＝F cos (α＋θ)当F 取最小值mg sin 2θ时，则有F f M ＝F min cos 2θ＝mg sin 2θcos 2θ＝12mg sin 4θ.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3．四力作用下的动态平衡(1)在四力平衡中，如果有两个力为恒力，或这两个力的合力方向确定，为了简便可用这两个力的合力代替这两个力，转化为三力平衡，例如：如图，qE<mg，把挡板缓慢转至水平的过程中，可以用重力与静电力的合力mg －qE代替重力与静电力．如图，物体在拉力F作用下做匀速直线运动，改变θ大小，求拉力的最小值，可以用支持力与摩擦力的合力F′代替支持力与摩擦力．(2)对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法．(3)当力的方向发生变化的平衡问题求力的极小值时，一般利用三角函数求极值．1.(2022·重庆市模拟)我国农村生活条件越来越好，在修建乡村住房时，工人用上了简易机械(如图所示)．甲站在地面上通过支架上的定滑轮拉着OA绳把建筑材料缓慢提升到楼顶，然后乙在楼顶水平拉着OB绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上．在乙缓慢移动建筑材料的过程中，下列说法正确的是()A．甲对OA绳的拉力先减小后增大B．甲与地面之间的摩擦力逐渐增大C．乙对OB绳的拉力大小不变D．乙与楼层之间的摩擦力大小不变答案B解析依题意，设建筑材料的重力为G，OA绳右端与竖直方向夹角为θ，且对建筑材料的拉力大小为F OA，乙对OB绳的拉力大小为F OB，则乙在楼顶水平拉着OB绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上的过程中，对建筑材料受力分析，根据平衡条件有F OA＝Gcosθ，F OB＝G tanθ，θ增大，则F OA增大，F OB增大，由此可知甲对OA绳的拉力增大，乙对OB绳的拉力增大，故A、C错误；对甲受力分析，由平衡条件可知，甲与地面之间的摩擦力大小等于OA绳对甲的拉力在水平方向上的分力，由于OA绳对甲的拉力逐渐增大且OA绳左端与水平方向夹角不变，所以可得甲与地面之间的摩擦力逐渐增大，故B正确；对乙受力分析，根据平衡条件可知乙与楼层之间的摩擦力大小等于OB绳对乙的拉力大小，由于F OB逐渐增大，所以可得乙与楼层之间的摩擦力逐渐增大，故D错误．2．挂灯笼的习俗起源于西汉．如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起质量分别为m、km、km、m(k>0)的灯笼A、B、C、D，B、C间细绳是水平的，上面两细绳与水平方向夹角为θ1，中间两细绳与竖直方向夹角为θ2.下列关系式正确的是()A．θ1＝θ2B．kθ1＝θ2C．tanθ1·tanθ2＝k＋1kD.tanθ1 tanθ2＝k k＋1答案C解析对A、B构成的整体受力分析，设B、C间细绳上的拉力为F T，由几何关系得tanθ1＝k＋1mgF T，对B受力分析，由几何关系得tanθ2＝F Tkmg，所以tanθ1·tanθ2＝k＋1k，故选C.专题强化练[保分基础练]1．(多选)(2022·广东东莞市东莞中学高三检测)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，且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．瓦片总共受到5个力的作用B．减小檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力增大C．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑D．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力增大答案AC解析瓦片受重力、两侧的支持力和摩擦力，共5个力，故A正确；根据题图可知，设两檩条对瓦片的弹力与重力垂直檩条方向的分力间的夹角为α，有2F N cosα＝mg cosθ，减小檩条间的距离d时，夹角α变小，则瓦片与檩条间的弹力变小，最大静摩擦力变小，则瓦片可能会下滑，故B错误，C正确；增大檩条间的距离d时，瓦片仍然静止，瓦片与檩条间的摩擦力不变，故D错误．2.(2022·广东省高三检测)如图，在竖直墙壁上A点固定一光滑杆，杆在竖直平面内，杆与墙面的夹角为37°，杆上穿着一质量为0.6kg的带孔小球，小球上连接一轻弹簧，弹簧另一端固定于墙上的B点，小球恰好静止于杆上的C点，静止时弹簧的形变量为4cm并处于水平方向上，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，则()A．小球对杆的弹力大小为7.5NB．小球对杆的弹力方向垂直于杆向上C．弹簧对小球的弹力大小为4.5ND．弹簧的劲度系数为200N/m答案D解析弹簧的形变量为4cm，通过分析可得弹簧一定处于压缩状态，对小球受力分析如图所示，根据平衡条件有F N sin37°＝mg，F N cos37°＝F，联立得F N＝10N，F＝8N，A、C错误；杆对小球的弹力方向垂直于杆向上，则小球对杆的弹力方向垂直于杆向下，B错误；根据胡克定律F＝kx，解得弹簧的劲度系数为200N/m，D正确．3.(2022·河北唐县田家炳中学高三检测)如图，A、B两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态．现将绳子一端从P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是()A．夹角θ将变小B．夹角θ将变大C．物体B位置将升高D．绳子张力将增大答案C解析因为绳子张力始终与物体B重力平衡，所以绳子张力不变，因为物体A的重力不变，所以绳子与水平方向的夹角不变，因为绳子一端从P点缓慢移到Q点，所以物体A会下落，物体B位置会升高，故选C.4.(2022·山东烟台市、德州市一模)如图所示，山坡上两相邻高压线塔之间架有粗细均匀的导线，静止时导线呈曲线形下垂，最低点在C处．左塔A处对导线拉力的方向与竖直方向的夹角为30°，右塔B处对导线拉力的方向与竖直方向的夹角为60°，则导线AC部分与BC部分的质量之比为()A．2∶1B．3∶1C．4∶3 D.3∶1答案B解析整体分析，根据水平方向平衡，F AC sin30°＝F BC sin60°；单独分析左右两部分，根据竖直方向平衡，F BC cos60°＝m BC g，F AC cos30°＝m AC g，解得导线AC 部分与BC部分的质量之比为3∶1，故选B.5．如图甲所示，人字折叠梯是工人师傅施工时常用的工具，是由两个相同梯子在顶端用光滑转轴连接而成，为防止意外发生，两侧梯子用不可伸长的细绳连接．把人字折叠梯置于水平地面上，当上端正中间放置质量为m的物体时，细绳松弛并且系统保持静止，两侧梯子间的夹角为α，简化示意图如图乙所示，人字折叠梯自身的重力不计，重力加速度为g，系统静止时地面对左侧梯子的摩擦力F1为()A．F1＝mg tanα2，水平向右B．F1＝mg tanα2，水平向左C．F1＝12mg tanα2，水平向右D．F1＝12mg tanα2，水平向左答案C解析以物体和梯子整体为研究对象，在竖直方向有2F支＝mg，可得F支＝mg2；以左侧梯子底端为研究对象，受力分析如图所示，则有F1F支＝tanα2，解得F1＝1 2mg tanα2，系统静止时地面对左侧梯子的摩擦力的方向向右，C正确，A、B、D错误．6．(多选)(2022·重庆市一模)如图，站在水平台面上的工作人员用轻绳将一个光滑小球从四分之一圆弧最底端缓慢拉到定滑轮处，不计定滑轮摩擦，在此过程中，下列说法正确的是()A．绳的拉力一直增大B．绳的拉力一直减小C．圆弧对小球支持力一直增大D．圆弧对小球支持力一直减小答案AD解析力的矢量三角形如图所示，由图可知绳的拉力一直增大，圆弧对小球支持力一直减小，故A、D正确，B、C错误．7.(2022·广东省二模)如图，树枝固定不动，一只小鸟开始时静止在B点，后来逐渐向A点移动，最终静止在A点，与在B点相比，小鸟在A点时受到树枝的()A．作用力较大B．支持力大于其重力C．摩擦力可能等于在B点时的2倍D．支持力可能等于在B点时的2倍答案C解析小鸟静止，所受合外力为零，故树枝对小鸟的作用力与小鸟所受重力大小相等、方向相反，即小鸟受到树枝的作用力相同，A 错误；设树枝切线方向与水平面的夹角为θ，则有F N ＝mg cos θ，F f ＝mg sin θ，故支持力不可能大于重力，因为小鸟站在A 点时倾角更大，则在A 点小鸟所受支持力较小、静摩擦力较大，故摩擦力可能等于在B 点时的2倍，B 、D 错误，C 正确．[争分提能练]8．(2022·广东省华南师大附中模拟)如图所示，AOB 为水平放置的光滑杆，夹角θ＝60°，杆上套有两个质量不计的小环，两环间连有可伸缩的弹性绳，今在绳的中点施加一沿θ角平分线水平方向的力F ，缓慢地拉绳，待两环达稳定状态时，绳对环的拉力等于()A.F 2B ．F C.32F D.22F 答案B 解析光滑杆AOB 水平放置，竖直方向受力平衡，不再分析．在水平面内，对两环分别受力分析，都受到杆的弹力F N 和轻绳的拉力F T ，由力平衡原理得知，F N 与F T 大小相等，方向相反，而F N 与杆垂直，则平衡时，轻绳的拉力F T 必定与杆垂直．以两环及弹性轻绳整体为研究对象，分析水平方向整体受力情况，由几何知识得到两拉力间的夹角为120°，根据对称性，由平衡条件得到F T ＝F ，故选B.9．(2022·湖南卷·5)2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况．若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变．当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是()答案A 解析设飘带的单位长度质量为m 0，单位长度所受风力为F 0，从底端取飘带上任意长度为x ，G ＝m 0gx ，F ＝F 0x ，则重力与风力的合力与竖直方向的夹角为tan θ＝F G ＝F 0m 0g，可知所选飘带与竖直方向夹角与所选长度无关，二力合力方向恒定，飘带各处张力方向相同，则飘带为一条倾斜的直线，故选A.10.如图所示，在竖直墙壁间有质量分别为m 和3m 的半圆球A 和圆球B ，其中B 球球面光滑，半球A 与左侧墙壁之间存在摩擦．两球心之间连线与水平方向成30°的夹角，两球恰好不下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则半球A 与左侧墙壁之间的动摩擦因数为()A.32B.33 C.34 D.439答案D解析隔离光滑均匀圆球B，对B受力分析如图所示，可得F N＝3mgtan30°，对两球组成的整体有4mg－μF N＝0，联立解得μ＝439，故选D.11.(2020·全国卷Ⅲ·17)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O 点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连．甲、乙两物体质量相等．系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α＝70°，则β等于()A．45°B．55°C．60°D．70°答案B解析取O点为研究对象，在三力的作用下O点处于平衡状态，对其受力分析如图所示，根据几何关系可得β＝55°，故选B.12.(2022·广东中山市高三期末)如图所示为一种简易“千斤顶”．一竖直放置的轻杆，由于限制套管P的作用，只能在竖直方向上运动．若轻杆上端放一质量为m 的重物，轻杆的下端通过一与杆固定连接的小轮放在倾角为θ、质量为M的斜面体上，并将斜面体放在水平地面上．为了能顶起重物，沿水平方向对斜面体施加推力的最小值为F .小轮、水平地面等摩擦和小轮质量不计，重力加速度为g .则下列说法正确的是()A ．最小值F ＝(m ＋M )g sin θB ．若重物质量为2m ，推力的最小值仍为FC ．地面对斜面体的支持力大于(m ＋M )gD ．小轮对斜面体的压力大于F答案D 解析当以最小值F 推斜面体时，设小轮受到斜面体的支持力大小为F N ，则对小轮在竖直方向根据平衡条件有F N cos θ＝mg ，解得F N ＝mg cos θ，小轮对斜面的压力大小也为F N ，且垂直于斜面向下，则对斜面体分析，在水平方向根据平衡条件有F ＝F N sin θ＝mg tan θ，由上式可知，若重物质量为2m ，推力的最小值将变为2F ，且F N ＞F ，A 、B 错误，D 正确；对重物、小轮、斜面体和轻杆组成的整体分析可知，地面对斜面体的支持力大小等于(m ＋M )g ，C 错误．[尖子生选练]13.(2022·山东临沭第一中学高三期末)如图所示，在一水平面上放置了一个顶端固定有滑轮的斜面，物块B 、C 重叠放置在斜面上，细绳的一端与物块B 相连，另一端有结点O ，结点处还有两段细绳，一段连接重物A ，另一段用外力F 拉住．现让外力F 使重物A 缓慢向上运动，拉至OO ′水平，拉动过程中始终保证夹角α＝120°，且绳子OO ′始终拉直，物块B 和C 以及斜面体始终静止，则下列说法正确的是()A ．绳子OO ′的拉力始终增大B ．B 对C 的摩擦力可能在减小C ．斜面对B 的摩擦力可能先增大后减小D ．地面对斜面体的摩擦力可能先减小后增大答案C 解析结点O 转动过程中，动态分析如图所示，mg sin α＝F sin β＝F 1sin γ，由于α不变，结点O 转动至水平的过程中，β角一直减小至直角，γ从60°一直增大到150°，可得，F 一直增大，绳子的拉力F 1先增大后减小，故A 错误；斜面的倾角没变，物块C 的重力沿斜面向下的分力不变，B 对C 的摩擦力等于物块C 的重力沿斜面向下的分力，大小不变，故B 错误；对B 、C 整体受力分析可知，绳子的拉力先增大后减小，但是不清楚初始状态绳子的拉力与物块B 、C 重力沿斜面向下方向分力大小关系，所以根据平衡条件可知，斜面对B 的摩擦力可能先增大后减小，故C 正确；对B 、C 整体受力分析可知，绳子对整体水平方向的拉力先增大后减小，则地面对斜面体的摩擦力先增大后减小，故D 错误．。
高考物理二轮复习专题一第1讲力与物体的平衡课件
解析：撤去F前,A、B整体做匀速运动,故B受地面的摩擦力与F平衡,而A 水平方向不受外力,故A不受B的摩擦力,B受重力、地面的支持力、A的压 力、拉力F和地面的摩擦力共5个力作用,A受重力和B对A的支持力共2个 力作用,A、B错误；撤去拉力F后,由于整体做减速运动,A受到重力、B对 A的支持力及B对A的摩擦力,A受3个力的作用,C错误；撤去拉力F后,二者 仍不发生相对滑动,对整体有μ2(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a,对A有Ff＝ mAa≤μ1mAg,可得μ1≥μ2,D正确。
解析：取 O 点为研究对象，在三力的作用下处于平衡状态，对其受力分
析如图所示，根据几何关系可得β＝55°。
6．(2020·山西平遥中学高三质检)如图所示,水平直杆OP右端固定于竖 直墙上的O点,长为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1.2 m,重为8 N的钩码用光滑挂钩挂在轻绳 上处于静止状态,则轻绳的弹力大小为( D) A．10 N B．8 N C．6 N D．5 N
[解析] 如图所示，卡车匀速行驶，圆筒受力平衡，由题意知，力 F1′与 F2′相互垂直。 由牛顿第三定律知 F1＝F1′，F2＝F2′， 则 F1＝mgsin 60°＝ 23mg， F2＝mgsin 30°＝12mg，选项 D 正确。
方法技巧 处理静态平衡问题常用的三种方法
………………………………………………………………………………… (1)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 与第三个力等大、反向。 (2)效果分解法：物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效 果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件。 (3)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,如典例也可采用正交分 解法求解。
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2．平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态．
高中物理二轮复习力与平衡
专题一 │核心知识重组
四、物体受力分析 1．受力分析的步骤 (1)明确研究对象，研究对象可以是一个点、一个物体或 物体系统等． (2)按顺序找力 ①分析场力，如：重力、电场力、磁场力； ②分析已知外力； ③分析接触力：先分析弹力，后分析摩擦力． (3)画出受力图，每个力都要标明表示力的符号．
• 4．万有引力与天体运动部分：考查万有
引力定律在航天运动中的应用，命题形式
为选择题．
高中物理二轮复习力与平衡
第一单元 │ 近年高考纵览
近年高考纵览
考点
2012年
2011年
2010年
全国课标卷16 广东卷19， 全国课标
受力分析 、24，山东卷 海南卷5，安 卷15、18
、 17，广东卷16 徽卷14，浙 ，广东卷
线运动的特点、平抛运动、圆周运动等内
容，以考查曲线运动的轨迹、平抛运动和
圆周运动规律的应用为主，关注平抛运动、
圆周运动与直线运动的综合及与电场、磁
场的综合．
高中物理二轮复习力与平衡
第一单元 │考情深度解读
• 4．万有引力与天体运动部分：考题命 制出发点为万有引力定律应用、天体运动 的规律等，以考查绕中心天体做圆周运动 的卫星线速度、角速度、周期、加速度等 与轨道半径的关系以及天体质量的计算等 问题为主，关注卫星变轨问题．
天津卷3，广 东卷17
匀变速直 安徽卷22、 线运动 24
全国课标卷 全国课标卷24 24，天津 ，全国Ⅰ卷 卷3，四 24，上海卷 川卷23(1) 11
山东卷16， 牛顿定律 海南卷高1中，物理二四轮复川习力卷与平2衡3(2)
第一单元 │ 近年高考纵览
考点
运动和 力
运动的 合
成与分 解
2012年
• 近三年考题中，高考的三种题型在本专题 都有体现，物体的平衡问题(选择题)、天体 运动问题(选择题)和直线运动(计算题)三种 题类每年必考．高中物理二轮复习力与平衡
第一单元 │ 考情深度解读
• 2．力与直线运动部分：考查牛顿运动定 律与直线运动的综合应用，以选择题形式 命题，注意运动图象问题．
• 3．曲线运动部分：考查抛体运动、圆周 运动、直线运动组合情景下的运动问题、 受力问题及功能综合问题，命题形式一般 为选择题(或计算题)．第一单元 力与动高中物理二轮复习力与平衡
第一单元 │ 知识网络构建
知识网络构建
高中物理二轮复习力与平衡
第一单元 │ 考情深度解读
考情深度解读 2010～2012年课标卷命题考向解读： 1. 物体的平衡部分：考题命制出发点为共点力作用下物 体的平衡条件、力的合成与分解等内容，以考查物体受力分析 的方法及重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力作用下的平衡 问题的应用为主，关注弹簧弹力作用下物体的平衡及整体法与 隔离法的应用等问题．
重庆卷24，
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考点 2012年
2011年
2010年
万有引 力定律
广东卷21
上海卷22(B)
全国课标卷20， 广东卷20，上 海卷4
人造卫 星
山东卷17，福
海南卷8， 江苏卷8 ，浙江卷 15，天津 卷3，四 川卷15，
建卷1，3， 重庆卷21， 湖北卷19， 浙江卷19， 广东卷19， 天津卷8， 江苏7，北 高中物理二轮复习力与平衡
洛伦 兹 磁场 力
运动 F＝qvB 电荷 (v⊥B)
高中物理二轮复习力与平衡
方向
用左手定则判
断(垂直于I、
B所决定的平 面) 用左手定则判
断(垂直于v、
B所决定的平 面)
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二、力的合成与分解 1．运算法则：平行四边形定则(适用所有矢量运算)． 2．常用方法：合成法、分解法、正交分解法． 3．合力与分力的关系：等效替代． 三、共点力作用下物体(或系统)的平衡
2011年
全国课标15
海南卷8，安徽 卷17, 四川卷 21，重庆卷25
，北京卷 18，福建 卷16，四 川卷19，
上海卷31
福建卷21
全国课标卷 20，上海 卷11，江 苏卷3
全国课标卷高1中5物，理二轮复习力与平衡
2010年
山东卷16， 福建卷16 ，安徽卷 22, 四川卷 23
江苏卷1，上 海卷15
作用 点
大小
接触 面
静摩擦力 ：
0＜Ff≤Ffm 滑动摩擦
力：Ff
＝μFN
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方向
与接触面相切 ，与物体相 对滑动或相 对滑动趋势 方向相反(与 运动方向不 一定相反)
正电荷受电场
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力的 种类
产生原因 或
作用 点
条件
大小
安培 力
磁场
通电 F＝BLI 导体 (I⊥B)
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专题一 │核心知识重组
(4)防止多力和漏力 ①检查画出的每个力能否找到施力物体，如果没有施力物 体，则该力不存在； ②检查物体在受力分析的基础上，能否使物体处于题目给 定的运动状态(静止、匀速、变速). 2．受力分析的注意事项 ①只分析受力物体，不分析施加物体； ②只分析性质力，不分析效果力，如向心力等； ③只分析外力，不分析内力； ④分析物体受力时，应关注物体运动状态(如物体的平衡、 加速与减速、直线与曲线等).
平衡条件 ，天津卷2， 江卷14，江 13，江苏
浙江卷14
苏卷1
卷3
整体法与 隔
山东卷17， 福建卷1高7中物理二轮复天习力津与平卷衡 2，海
山东卷17 ，安徽卷
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考点
2012年
2011年
2010年
运动的 图象
山东卷16， 海南卷6， 北京卷23 ，江苏卷4 ，天津卷8
全国课标卷 21，福建 卷16，海 南卷8
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• 2．力与直线运动部分：考题命制出发 点为牛顿运动定律与匀变速直线运动规律 结合等内容，以考查直线运动物体的运动 过程分析、加速度在受力和运动结合问题 中的桥梁作用等为主，关注两物体运动的 相遇及运动图象问题．
• 3．曲线运动部分：考题命制出发点为曲
重心
G＝mg
弹力
根据二
力平衡
直接接触 、发生弹性 形变
或牛顿 接触 第二定 面 律判断 高中物理二轮复习力与平衡
方向
竖直向下
与引起形变 的力的方向 相反(压力、 支持力垂直 于接触面；
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力的 种类
摩擦 力
产生原因 或
条件
接触面粗 糙；存 在压力 ；相对 滑动 ( 或有相 对滑动 的趋势)
山东卷18，北京 卷16，浙江卷 20，江苏卷6 ，福建卷14， 全国Ⅱ卷21， 天津卷6，四 川卷17，安徽 卷17
专题一 力与物体的平衡
专题一 力与物体的平衡
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一、几种常见力的比较
力的 种类
产生原因或 条件
作用点
大小
重力
由于地球的 吸引