力与物体平衡专题
高中物理-专题一 力与物体的平衡
专题一力与物体的平衡专题复习定位解决问题本专题主要解决各种性质力的分析及平衡条件的应用。
涉及到的力主要有重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力等。
高考重点受力分析；整体法与隔离法的应用；静态平衡问题；动态平衡问题；电学中的平衡问题。
题型难度以选择题为主，有时候在计算题中的某一问或者单独以计算题的形式命题，题目难度一般为中档题。
1.弹力(1)大小：弹簧在弹性限度内，弹力的大小可由胡克定律F＝kx计算；一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解。
(2)方向：一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向。
2.摩擦力(1)大小：滑动摩擦力F＝μF N，与接触面的面积无关；静摩擦力的增大有一个限度，具体值根据牛顿运动定律或平衡条件来求解。
(2)方向：沿接触面的切线方向，并且跟物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反。
3.电场力(1)大小：F＝qE。
若为匀强电场，电场力则为恒力；若为非匀强电场，电场力则与电荷所处的位置有关。
真空中点电荷间的库仑力F＝k q1q2 r2。
(2)方向：正电荷所受电场力方向与场强方向一致，负电荷所受电场力方向与场强方向相反。
4.安培力(1)大小：F＝BIL，此式只适用于B⊥I的情况，且L是导线的有效长度，当B∥I 时，F＝0。
(2)方向：用左手定则判断，安培力垂直于B、I决定的平面。
5.洛伦兹力(1)大小：F＝q v B，此式只适用于B⊥v的情况。
当B∥v时，F＝0。
(2)方向：用左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力不做功。
6.共点力的平衡(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动。
(2)平衡条件：F合＝0或F x＝0，F y＝0。
(3)常用推论①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反。
②若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形。
1.解题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。
力的合成与分解,物体平衡专题
一、力的合成1．力的合成：求几个力的合力的过程．合力既可能大于也可能小于任一分力．合力的效果与其所有分力的共同效果相同．2．运算法则：力的合成遵循平行四边形定则．3．讨论(1)两个力F1、F2的合力的取值围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2；(2)两个力F1、F2的合力的大小随它们的夹角的增大而减小；(3)一条直线上的两个力的合成，在规定了正方向后，可利用代数法直接运算．二、力的分解1．力的分解：求一个力的分力的过程．力的分解是力的合成的逆过程．力的分解原则是按照力的实际效果进行分解．2．运算法则：平行四边形定则．三、受力分析的步骤1．确定研究对象，并把研究对象与周围环境隔离；2．按一定的顺序分析研究对象所受到的其他物体对它产生的力，可按照：场力(重力、电场力、磁场力等)→弹力→摩擦力→其他力；3．画出研究对象的受力图，标明各力的符号，需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形；4．定性检验受力分析的准确性：根据画出的受力图，分析物体能否处于题目中给定的运动状态．四、共点力作用下的物体的平衡1．平衡状态：是指物体处于静止或匀速直线运动状态；平衡的标志是物体的加速度为零．2．平衡条件：作用在物体上的合力为零．3．推论(1)若物体处于平衡状态，则沿任意方向，物体受到的合力为零；(2)若物体在二力作用下处于平衡状态，则这两个力大小相等、方向相反；(3)若物体在三个力作用下处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反(且这三个力首尾相接构成封闭式三角形)；(4)若物体在n个力作用下而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余n－1个力的合力大小相等、方向相反；(5)若物体处于平衡状态，则将物体受到的力正交分解后，正交的两个方向上的合力均为零，即ΣFx＝0，ΣFy＝0；(6)如果物体受三个不平行的外力作用而平衡，则这三个力的作用线一定在同一平面上．五、物体的平衡1．平衡特征：物体的加速度为零(静止或匀速直线运动)．2．解题方法(1)物体受二力作用时，利用二力平衡条件解答；(2)物体受三力作用时，可用力的合成法、分解法、正交分解法等方法结合直角三角形、相似三角形等知识求解；(3)物体受三个以上力作用时，常用正交分解法、合成法等解题．六、系统的平衡1．平衡特征：系统每个物体的加速度均为零(静止或匀速直线运动)．2．解题方法：一般对整体或隔离体进行受力分析，然后正交分解求解．七、平衡物体的动态问题1．动态平衡：通过控制某些条件使物体的状态发生缓慢的变化． 在这个过程中物体始终处于一系列的平衡状态中．2．动态平衡特征：一般讨论三力作用下物体的动态平衡问题，其中一个力的大小和方向均不变化(通常为重力，也可以是其他力)，第二个力的大小变化而方向不变，第三个力的大小和方向均发生变化． 八、平衡物体的临界问题1．平衡物体的临界状态：物体的平衡状态将要发生变化的状态．2．临界条件：涉及物体临界状态的问题，解决时一定要注意“恰好出现”或“恰好不出现”等临界条件． 九、极值问题平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．考点一、力的合成问题 1．作图法从力的作用点沿两个分力的作用方向按同一比例作出两个分力F 1、F 2，以这两个力为邻边作一个平行四边形，则表示分力的两邻边所夹对角线表示这两个力的合力．可分别用刻度尺和量角器直接量出合力的大小和方向，也可应用几何运算求出合力的大小和方向． 2．解析法根据力的平行四边形定则作出力的合成的图示，如下图所示． 则两个分力F 1、F 2的合力F ＝F 21＋F 22＋2F 1F 2 cos α，设合力F 与分力F 2的夹角为θ，则tan θ＝F 1 sin αF 2＋F 1cos α.①当两个分力相互垂直时，力的合成如图所示．合力大小为F ＝F 21＋F 22，合力F 与分力F 1夹角θ的正切tan θ＝F 2F 1.②当两个分力大小相等、夹角为θ时，力的合成如图所示，平行四边形为菱形，其对角线相互垂直且平分，则合力大小F ＝2F 1cos θ2，合力F 与分力F 1夹角为θ2.③当两个分力大小相等夹角为120°时，力的合成如图8－4所示，对角线将平行四边形分为两个等边三角形，故合力的大小与分力相等，合力F与分力F1夹角为60°.由上分析，两分力保持大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小为|F1－F2|，当两分力同向时，合力最大为F1＋F2，即合力围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2.考点二、力的分解问题1．力的分解中的多解问题已知条件示意图解的情况已知合力和两个分力的方向有唯一解已知合力和两个分力的大小在同一平面有两解或无解(当F<|F1－F2|或F>F1＋F2时无解已知合力和一个分力的大小和方向有唯一解已知合力和一个分力的大小及另一个分力的方向在0°<θ<90°时有三种情况：(图略) (1)当F1＝Fsin θ或F1>F 时，有一组解 (2)当F1<Fsin θ时，无解(3)当Fsin θ<F1<F 时，有两组解若90°<θ<180°，仅F1>F 时有一组 解， 其余情况无解2.力的分解力的分解是合成的逆过程，实际力的分解过程是按照力的实际效果进行的，必须根据题意分析力的作用效果，确定分力的方向，然后再根据平行四边形定则进行分解. 实际问题⇒分析力的实际效果⇒确定两个分力的方向⇒作出力的平行四边形⇒确定边角关系⇒数学分析与计算考点三、正交分解法1．正交分解：将一个力(矢量)分解成互相垂直的两个分力(分矢量)，即在直角坐标系中将一个力(矢量)沿着两轴方向分解．如图所示，F 分解成F x 和F y ，它们之间的关系为：F x ＝F ·cos φ，F y ＝F ·sin φ，F ＝F 2x ＋F 2y .分力F x与合力F 间的夹角为φ，则 tan φ＝F yF x.2．正交分解的方交分解法是研究矢量常见而有效的方法，力的正交分解法适用于物体受多个力作用的情况，其方法如下： (1)选取正交的两个方向(x 轴和y 轴)正交的两个方向可以任意选取，不会影响研究的结果，但如果选择合理，则解题较为方便． 选取正交方向的一般原则：①尽量多的力在坐标轴上，②平行和垂直接触面，③平行和垂直运动方向．(2)正交分解各力求解分别将各力沿正交的两个方向(x轴和y轴)分解，然后求各力在x轴和y轴上的分力的合力F x和F y.F x＝F1x＋F2x＋F3x…，F y＝F1y＋F2y＋F3y…如果物体处于平衡状态，则F x＝0，F y＝0；如果物体在x方向匀加速直线运动，则I x＝ma，F y＝0；如果不明确物体物体的运动状态求合力，则合力的大小F＝F2x＋F2y，合力方向与x轴夹角θ的正切为tanθ＝F y.F x注意：正交分解的过程是将力先分解后合成，分解的目的是为了合成．选取正交的两个方向是正交分解法解题的关键．考点四、物体受力分析的方法物体的运动状态是由物体受到的合力决定的，受力分析是平衡问题及应用牛顿第二定律解决变速运动问题的关键．受力分析时应注意：(1)研究对象的选取：选择研究对象的原则是使对问题的研究尽量简便，研究对象可以是单个物体或者物体的一部分，也可以是几个物体组成的系统．(2)受力分析：力的作用效果只体现在受力物体上，受力分析时只分析研究对象受到的力，找出物体受到的实际力(根据性质命名的力)，不要把按效果分解或合成的力分析进去．(3)按照一定的顺序分析：把研究对象从周围的物体中隔离出来，按照一定的顺序分析物体的受力情况，一般先分析重力和场力，然后找出跟研究对象接触的物体并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后再分析其他力．(4)防止添力和漏力：每分析一个力都要确定其施力物体，避免出现某些不存在的力．如果不能确定某力(如支持力、静摩擦力)是否存在，可先假设其存在或不存在，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同判断该力是否存在．按照一定的顺序进行受力分析是防止漏力的有效办法．画完受力图后要进行定性检验，看根据画出的受力情况，物体能否处于对应的运动状态．(5)规作图：在受力分析的基础上，画出物体的受力图，标明力的作用点、方向及力的符号，作用点一般标注在物体的重心，然后再进行力的合成和分解．由受力分析过程结合物体的运动状态，根据物体的平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向．(6)当只研究物体的平动而忽略物体的转动时，物体受到的各个力应画成共点力，力的作用线可平移到物体的重心．在使用正交分解法求解平衡问题建立坐标轴时，应让尽可能多的力落在轴上，这样分解的力少，求解过程简单．考点五、.多研究对象的受力分析（1）．力和外力力和外力是相对的，在多个物体组成的系统，某个物体与其他物体之间的作用力，对系统是力，对某个物体则是力．当对系统进行受力分析时，力不能在受力图中出现；当把某个物体单独隔离分析时，原来的力则变为外力，必须画在受力图上．（2）．整体法与隔离法涉及多物体的平衡与运动问题时，需灵活选择研究对象进行受力分析．①当涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，即把有相互作用的几个物体看成一个整体(系统)进行受力分析，受力分析时不再考虑系统物体间的相互作用力，从而使求解过程简化．②当涉及的物理问题是物体间的作用时，应用隔离分析法，即将某个物体从整体中隔离开来单独对其进行受力分析，这时系统中物体间的相互作用的力就会变为各个独立物体的外力．整体法与隔离法的选用：系统各个物体均处于平衡状态或各个物体的加速度相同情况下，优先选用整体法求解研究对象与外界的作用力或加速度问题；求解系统物体之间的相互作用力问题时，必须选用隔离法，且应隔离受力较少的物体；复杂问题需要整体法与隔离法结合使用．考点六、三力平衡问题1.三力平衡条件物体在三个力作用下处于平衡或动态平衡时，其平衡条件可理解为：(1)任意两个力的合力跟第三个力等大反向(合成法)；(2)将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的两个分力必定跟另外两个力等大反向(分解法)；(3)若三个力不平行，则三个力必共点(三力汇交原理)；(4)三个力的矢量图必组成一个封闭的矢量三角形．2．三力平衡问题的常用解法对于三力平衡，一般应用力的合成法或分解法等方法求解，也可应用正交分解法求解．(1)合成法：根据平衡条件，依据任意两个力的合力与第三个力等大反向的关系，结合三角函数、相似三角形等数学知识求解；(2)分解法：根据平衡条件，将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力必与另外两个力等大、反向，结合三角函数、相似三角形等数学知识求解．上述解法中提到的相似三角形问题，通常是在力的平行四边形中寻找一个力的三角形与一个结构(几何)三角形相似．3．动态平衡问题分析方法解动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的量来确定其他量的变化规律，常用的分析方法有解析法和图解法．(1)解析法的基本程序是：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变物理量与自变物理量的一般函数关系式，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变物理量的变化情况．(2)图解法的基本程序是：对研究对象的状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化(一般为某一角)，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图(力的平行四边形或三角形)，再由动态的力的平行四边形或三角形的边的长度变化及角度变化确定某些力的大小及方向的变化情况．考点七、多力平衡问题物体受到的力可按照力的效果进行分解．物体在多个力的作用下，若各力的效果不易确定，则不宜用分解法．多力作用下物体的平衡问题，应利用先分解再合成的正交分解法：不考虑力的效果，将各力分别分解到互相垂直的两个方向x轴上和y轴上，则沿两坐标轴方向各个分力的合力均等于零，即∑Fx＝0，∑F y＝0.正交分解法多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡．注意：对x、y 轴选择时，应使落在x、y 轴上的力尽可能多，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力．考点八、复杂平衡问题1．单一物体受多个力作用的平衡问题物体在多个力尤其是包括静摩擦力、微小形变产生的弹力作用下处于平衡状态，必须准确、全面地进行受力分析，结合物体的平衡条件，用假设法对各接触部位是否存在静摩擦力和弹力仔细推敲．2．多个物体组成的物体系平衡问题研究对象的灵活选择和变换是解决多物体组成的物体系的关键．在多物体、多过程问题中，研究对象的选择是多样的，研究对象的选择不同会直接影响求解的繁简程度．当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，一般首先考虑应用整体分析法，整体法不必考虑力的作用，可使问题简单明了．当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间的相互作用的力就会变为各个独立物体的外力．但对大多数动力学问题，单独采用整体法或隔离法并不一定能够解决题目提出的问题，通常需要采用整体法和隔离法结合的方法．考点九、平衡重的临界和极值问题的解法临界状态也可理解为“恰好出现”和“恰好不出现”某种现象的状态．平衡物体的临界问题的求解方法一般是采用假设推理法，即先假设怎样，然后再根据平衡条件及有关知识列方程求解．解题的关键是要注意“恰好出现”或“恰好不出现”．求解平衡中的极值问题，要找准平衡问题中某些物理量变化时出现最大值或最小值对应的状态．。
专题 受力分析与物体的平衡
第1页（共2页）1．如图1所示，在斜面上，木块A 与B 的接触面是水平的．绳子呈水平状态，木块A 、B 均保持静止．则关于木块A 和木块B 可能的受力个数分别为( ) A ．2个和4个 B ．3个和4个 C ．4个和4个 D ．4个和5个 2．如图2所示，倾斜天花板平面与竖直方向夹角为θ，推力F 垂直天花板平面作用在木块上，使其处于静止状态，则( ) A ．木块一定受三个力作用 B ．天花板对木块的弹力F N ＞F C ．木块受的静摩擦力等于mg cos θ 图2 D ．木块受的静摩擦力等于mg /cos θ 3．如图3所示，倾角为30°，重为80 N 的斜面体静止在水平面上． 一根轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N 的小 球，小球处于静止状况时，下列说法正确的是( ) A ．斜面有向左运动的趋势 图3 B ．地面对斜面的支持力为80 N C ．球对弹性轻杆的作用力为2 N ，方向竖直向下 D ．弹性轻杆对小球的作用力为2 N ，方向垂直斜面向下 4．如图4所示，将光滑的小球放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间．若缓慢转动挡板至与斜面垂直，则在此过程中( ) A ．球对斜面的压力逐渐减小 B ．球对挡板的压力逐渐减小 C ．球对斜面的压力逐渐增大 图4 D ．球对挡板的压力逐渐增大 5．如图5所示，质量为m 的物体在沿斜面向上的拉力F 作用下沿放在水平地面上的质量为M 的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，则地面对斜面( ) A ．无摩擦力 B ．有水平向左的摩擦力 C ．支持力为(M ＋m )g D ．支持力小于(M ＋m )g 6．如图6所示，将半径为R 的半球体放在地面上，一质量为m 的小朋友(可视为质点)坐在球面上，他与球心的连线与水平地面之间的夹角为θ、与半球体间的动摩擦因数为μ，小朋友和半球体均处于静止状态，则下列说法正确的是( ) A ．地面对半球体的摩擦力方向水平向左 图6 B ．小朋友对半球体的压力大小为mg cos θ C ．小朋友所受摩擦力的大小为μmg sin θ D ．小朋友所受摩擦力的大小为mg cos θ 7．右图7中有两个物体A 、B ，G A ＝3 N ，G B ＝4 N ，A 用悬线挂在 天花板上，B 放在水平地面上，A 、B 间的弹簧的弹力为2 N ，则悬线的 拉力F T ，B 对地面的压力F N 的可能值分别是( )A ．F T ＝7 N ，F N ＝0B ．F T ＝5 N ，F N ＝2 NC ．F T ＝1 N ，F N ＝6 ND ．F T ＝2 N ，F N ＝5 N8．如图8所示，绳子质量、滑轮摩擦不计，物体M 静止在倾角为θ的斜面上，若倾角θ增大，物体M 仍然静止．下列判断正确的是( ) A ．绳子的拉力增大B ．物体M 对斜面的正压力减小C ．物体M 受到的静摩擦力可能增大D ．物体M 受到的静摩擦力可能减小9．如图11所示，质量为M 的斜面体A 放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m 的小球B 置于斜面上，整个系统处于静止 状态，已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ＝30°．不计小球与斜面间的摩擦，则( ) A ．轻绳对小球的作用力大小为33mg B ．斜面对小球的作用力大小为2mg C ．斜面体对水平面的压力大小为(M ＋m )g D ．斜面体与水平面间的摩擦力大小为36mg 10．如图10所示，将截面为三角形、底面粗糙、斜面光滑的物块P 放在粗糙的水平地面上，其右端点与竖直挡板MN 靠在一起，在P 和MN 之间放置一个光滑均匀的小圆柱体Q ，整个装置处于静止状态．若用外力使竖直挡板MN 以N 点为轴缓慢地顺时针转动至挡板MN 水平之前，物块P 始终静止不动，此过程中，下列说法正确的是( ) A ．MN 对Q 的弹力先减小后增大 B ．P 对Q 的弹力逐渐增大 C ．地面对P 的摩擦力逐渐减小 D ．Q 所受的合力逐渐增大 11．如图11所示，顶端装有定滑轮的粗糙斜面体放在水平地面上，A 、B 两物体通过细绳连接，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)．现用水平向右的力F 作用于物体B 上，将物体B 缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A 仍然保持静止．在此过程中下列说法正确的是( ) A ．水平力F 是恒力 B ．物体A 所受斜面体的摩擦力一定变大 C ．斜面体对物体A 的作用力不变 D ．斜面体所受地面的支持力一定不变 12．L 型木板P (上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上， 另一端与置于木板上表面的滑块Q 相连，如图14所示．若P 、Q 一起沿斜面匀速下滑， 不计空气阻力．则木板P 的受力个数为( ) A ．3 B ．4 C ．5 D ．6第2页（共2页）13．如图13所示是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图．使用时， 用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到 墙上．撑竿的重力和墙壁的摩擦均不计，且撑竿足够长．粉刷工人站在离 墙壁一定距离处缓缓向上推涂料滚，设该过程中撑竿对涂料滚的推力为F 1， 涂料滚对墙壁的压力为F 2，则( ) A ．F 1增大，F 2减小 B ．F 1增大，F 2增大 C ．F 1减小，F 2减小 D ．F 1减小，F 2增大 14．两物体A 、B ，如图14连接且处于静止状态，已知M A ＝2M B ，A 物体和地面的动摩擦因数为μ．现在给B 上加一个水平力F ，使物体B 缓慢移动，物体A 始终静止，则此过程中有( ) A ．物体A 对地面的压力逐渐变小 B ．物体A 受到的摩擦力不变 C ．绳的拉力逐渐变大 D ．地面对A 的作用力不变 15.如图所示，物体A 与斜面B 保持相对静止一起沿水平面向右做匀加速运动，当加速度的大小由a 增大为a’时，后一状态与前一状态相比，B 对A 的弹力N 、摩擦力f 的大小将（ ） A N 增大，f 可能减小 B N 增大，f 可能不变 C N 增大，f 可能增大 D N 不变，f 可能减小 16..在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ，A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ，整个装置处于平衡状态。
专题一_力与物体的平衡_精讲
专题一力与物体的平衡1.力的效果(1)力的静力学效应：力能使物体发生形变.(2)力的动力学效应：a.瞬时效应：使物体产生加速度F=ma;b.时间积累效应：产生冲量I=Ft，使物体的动量发生变化I=△p;c.空间积累效应：做功W=Fs，使物体的动能发生变化W=△Ek.2.中学物理中常见的几种力3．受力分析的步骤(1)明确研究对象：研究对象可以是一个点、一个物体或物体系等．(2)按顺序找力：按一重力、二弹力(分析有多少个接触点，然后根据弹力产生的条件分析是否产生弹力)、三摩擦力、四其他力(如电场力、磁场力等)的顺序来分析物体受力．防止多力或漏力．(3)画出力的示意图：每个力都要标明表示力的符号探究点一三力平衡问题1.如图所示的装置处于静止状态.已知A、B两点在同一水平面上，轻绳OA、OB与水平方向的夹角均为θ，物体所受重力为G，求轻绳OA和OB所受的拉力.2.如图所示，在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上.如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°，每条钢丝绳的拉力都是300N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.（双）3.如图所示，物体G用两根绳子悬挂，开始时绳OA水平，现将两绳同时沿顺时针方向转过90°，且保持两绳之间的夹角α不变(α>90°)，物体保持静止状态.在旋转过程中，设绳OA的拉力为T1，绳OB的拉力为T2，则( ).(A)T1先减小后增大(B)T1先增大后减小(C)T2逐渐增大(D)T2最终变为零探究点二多力平衡问题2．如图X2－2所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上．A、B间接触面光滑．在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则物体关于A、B()A．A受3个力，B受4个力B．A受4个力，B受3个力C．A受3个力，B受3个力D．A受4 个力，B受4个力C．水平面对C的摩擦力方向一定向左D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等探究点三物体组的平衡问题1．如图1－1－5所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力( )面以速度vA．等于零B．不为零，方向向右C．不为零，方向向左D．不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右2:如图1－1－6所示，倾角为θ的三角滑块及其斜面上的物块静止在粗糙水平地面上．现用力F垂直作用在物块上，物块及滑块均未被推动，则滑块受到地面的静摩擦力大小为( )A．0 B．F cosθC．F sinθD．F tanθ探究点四 动态平衡问题1．国家大剧院外部呈椭球型．假设国家大剧院的屋顶为半球形，一保洁人员为执行保洁任务，必须在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示)，他在向上爬的过程中( )A ．屋顶对他的支持力不变B ．屋顶对他的支持力变大C ．屋顶对他的摩擦力不变D ．屋顶对他的摩擦力变大探究点五:电磁学中的物体的平衡问题1．如图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F .调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是( )A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小变式．(双选)如图所示，A 、B 两带电小球，质量分别为m A 、m B ，电荷量分别为q A 、q B ，用绝缘不可伸长的细线如图悬挂，静止时A 、B 两球处于同一水平面．若B 对A 及A 对B 的库仑力分别为F A 、F B ，则下列判断正确的是( )A ．FA <FB B ．OC 细线的拉力F TC ＝(m A ＋m B )gC ．AC 细线对A 的拉力F TA ＝2g m A D ．同时烧断AC 、BC 细线后，A 、B 在竖直方向的加速度相同探究六:电磁感应中的平衡问题1.如图甲中abcd 为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m 的导体棒PQ 与ab 、cd 垂直且接触良好，回路的电阻为R ，整个装置放于垂直框架平面的变化的磁场中，磁感应强度B 随时间变化规律如图乙所示，棒PQ 始终静止，在时间0～t0内，棒PQ 受到的静摩擦力的大小变化是 ( ) 思路：安培力方向？A.一直增大B.一直减小C.先减小后增大D.先增大后减小1．如图1－1－1所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P 在F 1、F 2和F 3三力作用下保持静止．下列判断正确的是( )A ．F 1>F 2>F 3B ．F 3>F 1>F 2C ．F 2>F 3>F 1D ．F 3>F 2>F 12．图1－1－4为节日里悬挂灯笼的一种方式，A 、B 点等高，O 为结点，轻绳AO 、BO 长度相等，拉力分别为F A 、F B ，灯笼受到的重力为G .下列表述正确的是( )A ．FA 一定小于GB ．F A 与F B 大小相等C ．F A 与F B 是一对平衡力D ．F A 与F B 大小之和等于G3．在2010年广州亚运会上，我国运动员陈一冰在吊环项目中取得了冠军．如图所示是比赛中的一个场景，此时人静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角．下列判断正确的是( )A ．两根吊带受到环的拉力大小不等B ．手对吊环作用力方向竖直向下C ．每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半D ．两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下4．如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G ，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F 1 ，墙壁对工人的弹力大小为F2 , 则( )A ．F 1＝G sin αB ．F 2＝G tan αC ．若缓慢减小悬绳的长度，F 1与F 2的合力变大D ．若缓慢减小悬绳的长度，F 1减小，F 2增大5．如图X 2－8所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G 的物体在一水平推力F 的作用下处于静止状态．若斜面的倾角为θ，则( )A ．F ＝G cos θB ．F ＝G sin θC ．物体对斜面的压力F N ＝G cos θD ．物体对斜面的压力F N ＝G cos θ6．某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0 cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触)，如图X2－7甲所示，若本实验的和弹簧的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________ N/m，弹簧的原长l0＝_________.甲乙图X2－77．如图所示，一质量为m=1.0×10-2kg，带电荷量为q=1.0×10-6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成60°角．小球在运动过程电荷量保持不变，重力加速度g=10m/s2.(结果保留2位有效数字)求：(1)画出小球受力图并判断小球带何种电荷；(2)求电场强度E；(3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度v.。
高中物理竞赛专题一力物体的平衡(含习题及答案)
专题一力物体的平衡第一讲力的处理矢量的运算1、加法表达：a + b = c o名词：c为“和矢量”。
法则：平行四边形法则。
如图1所示和矢量大小：c = a2b22abco^ ，其中a为a和b的夹角。
和矢量方向：c在a、b之间，和a夹角B = arcs in ------2 2.a b 2abcos:-2、减法表:达：a = c — b o名词：c为“被减数矢量”，b为“减数矢量”，a为“差矢量”法则：三角形法则。
如图2所示。
将被减数矢量和减数矢量的起始端平移到一点，然后连接两时量末端，指向被减数时量的时量，即是差矢量。
差矢量大小：a = ；b2• c2- 2bccosr，其中B为c和b的夹角。
差矢量的方向可以用正弦定理求得。
一条直线上的矢量运算是平行四边形和三角形法则的特例。
例题：已知质点做匀速率圆周运动，半径为R，周期为T，求它在-T内和4 1在-T内的平均加速度大小。
21解说：如图3所示，A到B点对应-T的过程，A4到C点对应1T的过程。
这三点的速度矢量分别设为2v A、v B和 v C。
图3_v t —V 。
/曰 __V B —V A . _v c —V A a =得：a AB = , a Ac =-tt ABt AC由于有两处涉及矢量减法，设两个差矢量.：V 1= V B — V A ，厶v 2= v c — V A ,根据三角形法则，它们在图3中的大小、方向已绘出（：V2的“三角形”已被拉 伸成一条直线）。
本题只关心各矢量的大小，显然：V A = V B = V c = 2JI R且.T■：v 1 = . 2 v A =2 2二 RTL V2 = :2 V A =4 二 R 'T2 2 二R4二 R所以： a AB =v 1 _ T =8 2 二Ra■ A V 2T - 8二 Rt ABT T 2ACt ACT T 242观察与思考：这两个加速度是否相等，匀速率圆周运动是不是匀变速运动? 答：否；不是。
高一物理力与物体平衡试题答案及解析
高一物理力与物体平衡试题答案及解析1.关于力的下述说法中错误的是（）A．力是物体对物体的作用B．只有直接接触的物体间才有力的作用C．由有一定距离磁铁间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在D．力的大小不可以用天平测量【答案】BC【解析】力是物体对物体的作用，不可能脱离物体而产生，A正确、C错误；力的作用不一定直接接触，例地球对物体的引力作用，B错误；天平是测量质量的仪器，D正确。
【考点】本题考查力的定义及测量。
2.关于力，下述说法中错误的是()A．因为力是物体对物体的作用，所以，只有相互接触的物体间才有力的作用B．力不一定总有受力物体．比如，一个人用力向外推掌，用了很大力，但没有受力物体C．重力的方向总是与支持重物的支持面垂直D．地面上同一地点，物体的质量越大，它所受到的重力也越大【答案】ABC【解析】要产生力，两个物体可以接触，也可以不接触．例如两个磁铁，故A错误．力的作用总是相互的，有施力物体，也有受力物体．故B错误．重力的方向是竖直向下．故C错误．地面上同一地点，物体的质量越大，它所受到的重力也越大，故D正确．本题选错误的，故选ABC．【考点】考查了力的概念点评：判断关于力的说法正确与否，必须准确把握“力是物体间的相互作用”的含义．“物体间”“相互作用”强调了力的作用是物体对物体的，以及力既有大小又有方向．3.下列说法中正确的是 ( )A．只有直接接触的物体之间才有力作用B．只有运动物体才会受到力作用C．找不到施力物体的力是不存在的D．力的大小可以用天平测量【答案】C【解析】重力、电场力、磁场力不需要物体接触，A错；力的作用与物体的运动状态没有关系，B错；力具有物质性，没有施力物体的力是不存在的，C错；天平只能测量质量，测量力的工具可以是弹簧秤，D错；故选C【考点】考查力的概念点评：本题难度较小，力分接触力和非接触力，力不能脱离物体而单独存在4.如图所示,质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑,物体A在上滑过程中受到的力有( )A．向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力B．重力、斜面的支持力、下滑力C．重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力D．重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力【答案】D【解析】物体必受重力，物体与斜面体相互挤压，故斜面对物体一定有支持力，方向垂直于斜面向上，物体相对于斜面向上滑动，一定与斜面体间有摩擦力，摩擦力阻碍物体间的相对滑动，物体相对于斜面体向上滑动，故一定受到沿斜面向下的滑动摩擦力，物体依靠惯性运动，没有向上的冲力，也找不到施力物体，重力有使物体下滑的趋势，无下滑力，同样也找不到施力物体；故选D．【考点】考查了受力分析点评：受力分析的一般步骤和方法是求解力学问题的一个关键，在整个高中物理学习的全过程中占有极重要的地位，对物体进行受力分析，通常可按以下方法和步骤进行：1．明确研究对象，亦即是确定我们是要分析哪个物体的受力情况．2．隔离物体分析．亦即将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加力的作用，方向如何，并将这些力一一画在受力图上，在画支持力、压力和摩擦力的方向时容易出错，要熟记：弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动（或趋势）方向相反．3．分析受力的顺序：一重、二弹、三摩擦，沿接触面或点逐个去找．有时根据概念或条件与判断．5.下列关于力的说法中，正确的是 ( )A．力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的B．马拉车前进，马对车有拉力，但车对马没有拉力C．力是使物体产生形变和改变运动状态的原因D．力是标量，只有大小，没有方向【答案】AC【解析】力是物体间的相互作用，有施力物体，也有受力物体．力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的，A正确，力具有相互性，所以马拉车前进，马对车有拉力，车对马也有拉力，B错误，力是使物体产生形变和改变运动状态的原因，C正确，力是矢量，既有大小又有方向，D错误，【考点】本题主要考查学生对力的概念的综合了解和掌握，点评：力是物体与物体之间的相互作用，有受力物体，也有施力物体．是矢量，有大小有方向，可用有向线段表示力．6.下列关于力的作用效果的叙述正确的是()A．物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用B．物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变【答案】ABC【解析】：选ABC.因为力是改变物体运动状态的原因．所以A正确；力的作用效果是使物体运动状态改变或者使物体发生形变，所以B正确，D不正确．力的三要素大小、方向、作用点都影响力的作用效果，故C正确．7.质量为5kg的物体静止在水平桌面上，当施加在该物体上的水平推力增加到20N时开始滑动，接着以18N的水平推力可维持物体在水平桌面匀速直线运动，该物体受到的最大静摩擦力为，物体与桌面的动摩擦力因数；当水平推力为15N而物体仍运动时，物体受到的摩擦力为；当水平推力为15N而物体静止时，物体受到的摩擦力为；当水平推力为40N时，物体受到的摩擦力又为．【答案】20N，0.36，18N，15N，18N【解析】解：由题意知物体的最大静摩擦力为20N，滑动摩擦力为18N，动摩擦力因数=0.36，当水平推力为15N而物体仍运动时，物体受到的摩擦力为 18N；当水平推力为15N而物体静止时，物体受到的摩擦力为 15N；当水平推力为40N时，物体受到的摩擦力又为 18N．答案为20N，0.36，18N，15N，18N【考点】静摩擦力和最大静摩擦力；滑动摩擦力．分析：使物体刚好滑动的力为最大静摩擦力，运动以后受滑动摩擦力．点评：本题考查了静摩擦力和最大静摩擦力的区别，注意物体只要动起来就受滑动摩擦力．8.有一批游客乘飞机从北京来到海南旅游，他们托运的行李与在北京时比较，行李的质量将．（填“变大”“不变”或“变小”）；所受的重力的大小将．（填“变大”“不变”或“变小”）．【答案】不变、变小【解析】解：质量是物体本身的一种属性，它是指物体所含物质的多少，不随位置而改变，从北京来到海南旅游，他们托运的行李与在北京时比较，行李的质量将不变．在地球表面纬度越大重力加速度越大，从北京来到海南旅游，地球表面重力加速度变小，根据G=mg，行李所受的重力的大小将变小．故答案为：不变、变小【考点】重力．分析：质量是物体本身的一种属性，它是指物体所含物质的多少，不随位置而改变；重力与质量的关系：G=mg，在地球表面不同纬度重力加速大小不等．点评：本题考查了质量和重力的概念，属于基本内容，比较简单．注意在地球表面纬度越大重力加速度越大．9.如图，A、B、C三个物体放在水平地面上，A和C各受大小均为5N的水平拉力F1和F2作用，方向如图所示，三个物体都保持静止，则A和B间的摩擦力，B和C间的摩擦力，C和地面间的摩擦力大小分别为（）A．5N，0，5N B．5N，5N，0 C．5N，0，10N D．5N，5N，10N【答案】B【解析】解：根据物体的运动状态与受力情况的关系可知，题中的三个物体均处于静止状态，故受到平衡力的作用．对于A物体，竖直方向上受力平衡，可不做分析；在水平方向上也受到平衡力的作用，它们是力F1和B物体对它的静摩擦力，既然此二力平衡，故B对A产生的摩擦力大小等于力F1的大小，即5N；将ABC三个物体看成一个整体，处于静止状态，也受到平衡力的作用，由题意知，向左的力“F2”与向右的力“F1和地面对C的摩擦力f之和”相互平衡，即F2=F1+f；所以f=F2﹣F1=5N﹣5N=0；对于C问题，受向左的拉力和B对C向右的静摩擦力平衡，所以此摩擦力的大小为5N．故选：B．【考点】摩擦力的判断与计算．【分析】物体处于静止状态时，必受到平衡力的作用，结合题目提供的几个力，然后再对物体进行受力分析，运用平衡力的知识就可解决题目中的两个力的大小．另外，分析物体受力时，先确定研究对象，即确定具体哪个物体，然后只针对所选物体进行受力分析，不要受其它力的干扰．【点评】此题考查了平衡力的应用，根据物体的状态可分析出物体的受力情况；然后结合物体的具体受力，根据平衡力的大小相等知识，可解决此题．10.如图所示重为G的物体在两根细绳的悬挂下处于静止状态。
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 。
新教材2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题一力与运动第1讲力与物体的平衡教师用书
第1讲力与物体的平衡知识网络构建命题分类剖析命题点一静态平衡问题1．共点力平衡的常用处理方法(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)．例 1[2023·山东卷]餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘．托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平．已知单个盘子的质量为300 g，相邻两盘间距1.0 cm，重力加速度大小取10 m/s2.弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为( )A．10 N/m B．100 N/mC．200 N/m D．300 N/m例 2[2023·河北保定一模]质量为M的正方体A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，截面正方形的对角线与截面圆的一条直径恰好在一条直线上，所有摩擦忽略不计，重力加速度为g.则( )A．F＝(M＋m)gB．F＝mgC．地面受到的压力为F N，F N<(M＋m)gD．地面受到的压力为F N，F N>(M＋m)g提升训练1. [2023·广东省中山市测试]如图甲为明朝《天工开物》记载测量“弓弦”张力的插图，图乙为示意图．弓的质量为m ＝5 kg ，弦的质量忽略不计，悬挂点为弦的中点．当在弓的中点悬挂质量为M ＝15 kg 的重物时，弦的张角为θ＝120°，g ＝10 m/s 2，则弦的张力为( )A ．50 NB ．150 NC ．200 ND ．200√3 N 2.[2023·浙江6月]如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G 的光滑圆柱体静置其上，a 、b 为相切点，∠aOb ＝90°，半径Ob 与重力的夹角为37°.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力F a 、F b 大小为( )A ．F a ＝0.6G ，F b ＝0.4GB ．F a ＝0.4G ，F b ＝0.6GC ．F a ＝0.8G ，F b ＝0.6GD ．F a ＝0.6G ，F b ＝0.8G 3.[2023·河南省洛阳市模拟]如图所示，一光滑球体放在支架与竖直墙壁之间，支架的倾角θ＝60°，光滑球体的质量为m ，支架的质量为2m ，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个装置保持静止，则支架和地面间的动摩擦因数至少为( )A ．√39B ．√34C ．√32 D ．√33命题点二 动态平衡问题(含临界、极值问题)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．“缓慢”移动的三类经典模型图例分析求力F的最小值F min＝mg sin θ，结论：sin θ＝dLF＝mg，2cosθ绳子端点上下移动，力F不变N1、N2始终减小斜面对球的支持力F1逐渐减小，挡板对球的弹力F2先减小后增大考向1 共点力作用下的动态平衡例 1[2023·四川省成都市检测](多选)某中学举行趣味运动会时，挑战用一支钢尺取出深盒子(固定不动)中的玻璃球，该游戏深受大家喜爱，参与者热情高涨．游戏中需要的器材和取球的原理分别如图甲和图乙所示．若忽略玻璃球与盒壁、钢尺间的摩擦力，在不损坏盒子的前提下，钢尺沿着盒子上边缘某处旋转拨动(钢尺在盒内的长度逐渐变短)，使玻璃球沿着盒壁缓慢上移时，下列说法正确的是( )A．钢尺对玻璃球的弹力逐渐减小B．钢尺对玻璃球的弹力先增大后减小C．盒壁对玻璃球的弹力逐渐减小D．盒壁对玻璃球的弹力先减小后增大例 2[2023·河北唐山三模]如图所示，木板B放置在粗糙水平地面上，O为光滑铰链．轻杆一端与铰链O固定连接，另一端固定连接一质量为m的小球A.现将轻绳一端拴在小球A 上，另一端通过光滑的定滑轮O′由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态．现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到O′正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中( )A．外力F大小不变B．轻杆对小球的作用力变小C．地面对木板的支持力逐渐变小D．地面对木板的摩擦力逐渐减小思维提升三力作用下的动态平衡考向2 平衡中的极值或临界值问题例 3[2023·山东菏泽市模拟]将三个质量均为m的小球a、b、c用细线相连后(bc间无细线相连)，再用细线悬挂于O点，如图所示．用力F拉小球c，使三个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持为θ＝30°，则F的最小值为( ) A．1.5mg B．1.8mgC．2.1mg D．2.4mg例 4[2023·陕西省汉中市联考]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．tan α>μ B．tan α<μC．sin α>μ D．sin α<μ提升训练1.[2023·湖南张家界模拟考](多选)利用物理模型对问题进行分析，是一种重要的科学思维方法．如图甲所示为拔河比赛时一位运动员的示意图，可以认为静止的运动员处于平衡状态．该情形下运动员可简化成如图乙所示的一质量分布均匀的钢管模型．运动员在拔河时身体缓慢向后倾倒，可以认为钢管与地面的夹角θ逐渐变小，在此期间，脚与水平地面之间没有滑动，绳子的方向始终保持水平．已知当钢管受到同一平面内不平行的三个力而平衡时，三个力的作用线必交于一点．根据上述信息，当钢管与地面的夹角θ逐渐变小时，下列说法正确的有( )A．地面对钢管支持力的大小不变B．地面对钢管的摩擦力变大C．地面对钢管作用力的合力变大D．地面对钢管作用力的合力大小不变2．(多选)在如图所示的装置中，两物块A、B的质量分别为m A、m B，而且m A>m B，整个系统处于静止状态，设此时轻质动滑轮右端的轻绳与水平面之间的夹角为θ，若小车向左缓慢移动一小段距离并停下来后，整个系统再次处于静止状态，则下列说法正确的是( )A．物块A的位置将变高B．物块A的位置将变低C．轻绳与水平面的夹角θ将变大D．轻绳与水平面的夹角θ将不变3．长沙某景区挂出32个灯笼(相邻两个灯笼由轻绳连接)，依次贴上“高举中国特色社会主义旗帜，为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗”，从高到低依次标为1、2、3、…、32.在无风状态下，32个灯笼处于静止状态，简化图如图所示．与灯笼“斗”右侧相连的轻绳处于水平状态，已知每一个灯笼的质量m＝0.5 kg，重力加速度g＝10 m/s2，悬挂灯笼的轻绳最大承受力T m＝320 N，最左端连接的轻绳与竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是( )A．θ最大为53°NB．当θ最大时最右端轻绳的拉力为F2＝160√33C．当θ＝53°时第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角为45°D．当θ＝37°时第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角为45°命题点三电场力、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＝qv B.(2)方向：用左手定则判断．3．电磁学中平衡问题的处理方法处理方法与力学中平衡问题的分析方法一样，把方法和规律进行迁移应用即可．考向1 电场中的平衡问题例 1[2023·浙江模拟预测]如图所示，A、C为带异种电荷的带电小球，B、C为带同种电荷的带电小球．A、B被固定在绝缘竖直杆上，Q AQ B ＝3√38时，C球静止于粗糙的绝缘水平天花板上．已知L ACL AB＝√3，下列说法正确的是( )A．C处的摩擦力不为零B．杆对B的弹力为零C．缓慢将C处点电荷向右移动，则其无法保持静止D．缓慢将C处点电荷向左移动，则其一定会掉下来考向2 磁场中的平衡问题例 2 如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成60°角，O为结点，绳3的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒，棒垂直于纸面静止，整个空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．现向导体棒通入方向向里、大小由零缓慢增大到I0的电流，可观察到导体棒缓慢上升到与绳1所处的水平面成30°角时保持静止．已知重力加速度为g.在此过程中，下列说法正确的是( )A．绳1受到的拉力先增大后减小B．绳2受到的拉力先增大后减小C．绳3受到的拉力的最大值为√3mgD．导体棒中电流I0的值为√3mglB提升训练1.[2024·山西省翼城中学模拟预测]如图甲所示，一通电导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上并静止在水平位置．当导体棒所在空间加上匀强磁场，再次静止时细线与竖直方向成θ角，如图乙所示(图甲中从左向右看)．已知导体棒长度为L、质量为m、电流为I，重力加速度大小为g.关于图乙，下列说法正确的是( )A．当磁场方向斜向右上方且与细线垂直时磁感应强度最小B．磁感应强度的最小值为mg sinθILC．磁感应强度最小时，每根细线的拉力大小为mg2cosθD．当磁场方向水平向左时，不能使导体棒在图示位置保持静止2．如图所示，一绝缘细线竖直悬挂一小球A，在水平地面上固定一根劲度系数为k′的绝缘轻质弹簧，弹簧上端与小球C相连，在小球A和C之间悬停一小球B，当系统处于静止时，小球B处在AC两小球的中间位置．已知三小球质量均为m，电荷量均为q，电性未知．则下列判断正确的是( )A.相邻两小球之间的间距为q√kmgB．弹簧的形变量为11mg8k′C．细线对小球A的拉力大小为11mg8D．小球C受到的库仑力大小为5mg8素养培优·情境命题利用平衡条件解决实际问题联系日常生活，创新试题情境化设计，渗透实验的思想，考查考生分析解决实际问题的能力，引导学生实现从“解题”到“解决问题”的转变情境1 工人推车——科学思维[典例1] [2023·四川省成都市联测]如图甲所示，工人用推车运送石球，到达目的地后，缓慢抬起把手将石球倒出(图乙)．若石球与板OB、OA之间的摩擦不计，∠AOB＝60°，图甲中BO 与水平面的夹角为30°，则在抬起把手使OA 变得水平的过程中，石球对OB 板的压力大小N 1、对OA 板的压力大小N 2的变化情况是( )A ．N 1减小、N 2先增大后减小B ．N 1减小、N 2增大C ．N 1增大、N 2减小D ．N 1增大、N 2先减小后增大情境2 悬索桥——科学态度与责任[典例2] [2023·江苏省无锡市测试]图a 是一种大跨度悬索桥梁，图b 为悬索桥模型．六对轻质吊索悬挂着质量为M 的水平桥面，吊索在桥面两侧竖直对称排列，其上端挂在两根轻质悬索上(图b 中只画了一侧分布)，悬索两端与水平方向成45°，则一根悬索水平段CD 上的张力大小是( )A ．14Mg B ．16MgC ．112Mg D ．124Mg情境3 瓜子破壳器——科学探究[典例3] [2023·福建福州4月检测]有一种瓜子破壳器如图甲所示，将瓜子放入两圆柱体所夹的凹槽之间，按压瓜子即可破开瓜子壳．破壳器截面如图乙所示，瓜子的剖面可视作顶角为θ的扇形，将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A 、B 之间，并用竖直向下的恒力F 按压瓜子且保持静止，若此时瓜子壳未破开，忽略瓜子自重，不计摩擦，则( )A ．若仅减小A 、B 距离，圆柱体A 对瓜子的压力变大 B ．若仅减小A 、B 距离，圆柱体A 对瓜子的压力变小C ．若A 、B 距离不变，顶角θ越大，圆柱体A 对瓜子的压力越大D．若A、B距离不变，顶角θ越大，圆柱体A对瓜子的压力越小第1讲力与物体的平衡命题分类剖析命题点一[例1] 解析：由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力使弹簧形变量为相邻两盘间距，则有mg＝3·kx，解得k＝100 N/m，故选B.答案：B[例2] 解析：对圆球B受力分析如图，β＝45°A对B的弹力T＝mg，cosβ根据牛顿第三定律，B对A的弹力T′＝T＝mg，F＝T′sin β＝mg，故A错误，B正cosβcos β＝Mg＋mg，故C、D 确；对AB整体地面受到的压力为F N＝Mg＋T′cos β＝Mg＋mgcosβ错误．故选B.答案：B[提升训练]1．解析：整体法对弓和物体受力分析如图：＝(M＋m)g竖直方向上由受力平衡可得：2F cos θ2解得：F＝(M+m)g＝200 N，故C正确，A、B、D错误．2cosθ2答案：C2．解析：对光滑圆柱体受力分析如图由题意有F a＝G sin 37°＝0.6GF b＝G cos 37°＝0.8G故选D.答案：D3．解析：对光滑球体受力分析如图所示根据平衡条件可得N2cos θ＝mg对支架受力分析如图所示根据牛顿第三定律可知N3＝N2对支架由平衡条件可得N4＝2mg＋N3cos θ，f＝N3sin θ又f＝μN4联立解得μ＝√33.故选D.可知支架和地面间的动摩擦因数至少为√33答案：D命题点二[例1] 解析：对玻璃球的受力分析如图所示，玻璃球受重力G，左侧钢尺对玻璃球的弹力F1，盒壁对玻璃球的弹力F2，玻璃球在3个力作用下处于动态平衡，玻璃球沿着纸盒壁缓慢上移时，θ角变大，利用图解法可知，F1和F2均逐渐减小，A、C项正确，B、D项错误．故选AC.答案：AC[例2] 解析：对小球A进行受力分析，三力构成矢量三角形，如图所示根据几何关系可知两三角形相似，因此mgOO′＝FO′A＝F′OA，缓慢运动过程中，O′A越来越小，则F逐渐减小，故A错误；由于OA长度不变，杆对小球的作用力F′大小不变，故B 错误；由于杆对木板的作用力大小不变，方向向右下，但杆的作用力与竖直方向的夹角越来越小，所以地面对木板的支持力逐渐增大，地面对木板的摩擦力逐渐减小，故C错误，D正确．答案：D[例3] 解析：取整体为研究对象，当F垂直于Oa时，F最小，根据几何关系可得，拉力的最小值F＝3mg sin 30°＝1.5mg，故选A.答案：A[例4] 解析：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，一般情况认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，如图所示即T cos αμ>T sin α，化简可得tan α<μ，故B正确，A、C、D错误．故选B.答案：B[提升训练]1．解析：对钢管受力分析，钢管受重力mg、绳子的拉力T、地面对钢管竖直向上的支持力F N、水平向右的摩擦力F f，可知F N＝mg，F f＝T＝mgtanθ即随着钢管与地面夹角的逐渐变小，地面对钢管支持力的大小不变，地面对钢管的摩擦力变大，故A、B正确；对钢管受力分析，可认为钢管受到重力mg、绳子的拉力T和地面对钢管作用力的合力F 三个力，钢管平衡，三个力的作用线必交于一点，由此可知F方向沿钢管斜向上，与水平面夹角为α(钢管与水平面的夹角为θ)，根据共点力平衡条件可知F＝mgsinα，T＝mgtanα，当钢管与地面的夹角θ逐渐变小，同时α也减小，地面对钢管作用力的合力变大，C正确，D 错误．答案：ABC2．解析：以轻质动滑轮与轻绳的接触点O为研究对象，分析O点的受力情况，作出O 点的受力分析图，如图所示设绳子的拉力大小为F，动滑轮两侧绳子的夹角为2α，由于动滑轮两侧绳子的拉力关于竖直方向对称，则有2F cos α＝m B g，又小车向左缓慢移动一小段距离后，轻绳中的拉力大小与小车移动前相同，即F＝m A g保持不变，可知α角保持不变，由几何知识得，α＋θ＝90°，则θ保持不变，当小车向左缓慢移动一小段距离后，动滑轮将下降，则物块A 的位置将变高，故选项A、D正确，B、C错误．答案：AD3．解析：当最左端连接的轻绳的拉力大小为T m＝320 N时，θ最大，此时灯笼整体受力如图所示由平衡条件T m sin θm＝F2T m cos θm＝32mg解得θm＝60°，F2＝160√3 NA、B错误；当θ＝53°时，灯笼整体受力分析如图由平衡条件知，最右端轻绳的拉力F21＝32mg tan 53°＝6403N对第9个灯笼至第32个灯笼整体，其受力情况跟灯笼整体的受力情况类似，由平衡条件tan α＝F21(32−8)mg≠1则第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角α≠45°，C错误；当θ＝37°时，此时灯笼整体受力如图所示由平衡条件知，最右端轻绳的拉力F22＝32mg tan 37°＝120 N对第9个灯笼至第32个灯笼整体，其受力情况跟灯笼整体的受力情况类似，由平衡条件tan β＝F22(32−8)mg＝1则第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角β＝45°，D正确．答案：D命题点三[例1] 解析：对C进行受力分析，A对C有吸引力，B对C有排斥力，及其重力，与水平天花板对C 可能有竖直向下的压力，如图所示由平衡条件，结合矢量合成法则，若不受摩擦力得F AC＝F BC cos θ由几何知识可得cos θ＝√32依据库仑定律有kQ A Q CL AC2＝√32kQ B Q CL BC2，Q AQ B＝3√38Q A Q B ＝3√38时恰好处于平衡状态；C球静止没有运动趋势，C处的摩擦力为零，故A错误；缓慢将C处点电荷向右移动，平衡状态被打破，其无法保持静止，故C正确；缓慢将C处点电荷向左移动，F BC变大，其竖直方向上的分量变大，C球一定不会掉下来，故D错误；B球如果不受杆的力，则C球给B球的排斥力在水平方向的分量无法平衡，因此杆对B 一定有弹力作用，故B错误．答案：C[例2] 解析：对整体分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右且逐渐增大，由平衡条件得水平方向F1＝F2cos 60°＋BIl竖直方向F 2sin 60°＝mg电流逐渐变大，则F 1增大、F 2不变，故A 、B 错误；当电流增大到I 0时，安培力与重力的合力最大，即绳3的拉力最大sin 30°＝mg F 3最大值为F 3＝2mg ，故C 错误；对导体棒受力分析得tan 30°＝mg BI 0l ，得I 0＝√3mg Bl，故D 正确．答案：D [提升训练] 1．解析：对导体棒受力分析如图所示，导体棒在重力、拉力和安培力的作用下处于平衡状态．由平衡条件可知，导体棒所受拉力和安培力的合力与重力等大反向，拉力和安培力可能的方向如图所示，当安培力方向斜向右上方且与细线垂直时安培力最小，此时磁场方向沿着细线斜向左上方，A 错误；设磁感应强度大小为B ，由平衡条件得mg sin θ＝BIL ，解得B ＝mg sin θIL ，B 正确；设每条细线拉力大小为F T ，由平衡条件得mg cos θ＝2F T ，解得F T ＝12mg cos θ，C 错误；当磁场方向水平向左时，安培力竖直向上，如果安培力与重力大小相等，可以使导体棒在图示位置保持静止，D 错误．答案：B2．解析：如图甲所示，以小球B 为研究对象，小球A 和小球C 分别对小球B 的库仑力大小相等，且小球A 和小球C 对小球B 的合力与小球B 的重力等大反向，所以小球A 和小球B 带异种电荷，小球B 和小球C 带同种电荷，即小球A 和小球C 对小球B 的库仑力大小均为F A ＝F C ＝mg2，由库仑定律可得kq 2r 2＝12mg ，解得小球A 和小球B 之间距离为r ＝q √2kmg ，故A 错误；如图乙所示，以小球A 为研究对象，受到小球B 向下的库仑力为F B ＝mg 2，受到小球C向下的库仑力是受到小球B 的14，即为F C ′＝mg 8，所以小球A 受到的拉力为F T A ＝mg ＋F B ＋F ′C＝13mg 8，故C 错误；如图丙所示，以小球C 为研究对象，小球C 受到小球B 向下的库仑力为F ′B ＝mg2，受到A 向上的库仑力为F ′A ＝mg8，则小球C 对弹簧的压力为F 压＝F ′B －F ′A ＋mg＝11mg 8，小球C 受到向上的弹力为F 弹＝F 压＝11mg 8，由胡克定律得F 弹＝k ′x ，解得弹簧的形变量为x ＝11mg8k ′，故B 正确，D 错误．答案：B 素养培优·情境命题[典例1] 解析：在倒出石球的过程中，两个支持力的夹角是个确定值，为α＝120°，根据力的示意图可知N 1sin β＝N 2sin γ＝Gsin α，在转动过程中β从90°增大到180°，则sin β不断减小，N 1将不断减小；γ从150°减小到60°，其中跨过了90°，因此sin γ 先增大后减小，则N 2将先增大后减小，选项A 正确．答案：A[典例2] 解析： 对整体分析，根据平衡条件，2F T AC sin 45°＝Mg ，F T AC ＝√22Mg .对悬索左边受力分析，受A 左上绳的力F T AC ，CD 上水平向右的拉力为F T ，根据平衡条件，F T ＝F T AC cos 45°＝12Mg ，一根悬索水平段CD 上的张力大小是14Mg ，故选A.答案：A[典例3] 解析：瓜子处于平衡状态，若仅减小A 、B 距离，A 、B 对瓜子的弹力方向不变，则大小也不变，A 、B 错误；若A 、B 距离不变，顶角θ越大，则A 、B 对瓜子弹力的夹角减小，合力不变，则两弹力减小，C 错误，D 正确．故选D.答案：D。
专题01 力与物体的平衡 【练】-2023年高考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练(解析版)
专题01力与物体的平衡1．图中是生活中磨刀的情景。
若磨刀石始终处于静止状态，当刀相对磨刀石向前运动的过程中，下列说法错误的是（）A．刀受到的滑动摩擦力向后B．磨刀石受到地面的静摩擦力向后C．磨刀石受到四个力的作用D．地面和磨刀石之间有两对相互作用力【答案】C【详解】A．当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀受到的滑动摩擦力向后，故A正确，不符合题意；B．当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀对磨刀石摩擦力向前，根据平衡条件可知，磨刀石受到地面的静摩擦力向后，故B正确，不符合题意；C．磨刀石受到重力、地面支持力、刀的摩擦力和地面摩擦力以及刀的压力（否则不会有摩擦力），共5个力作用，故C错误，符合题意；D．地面和磨刀石之间有两对相互作用力分别是磨刀石对地面的压力与地面对磨刀石的支持力，地面对磨刀石摩擦力与磨刀石对地面的摩擦力，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．如图所示，在水平力F作用下A、B保持静止。
若A与B的接触面是水平的，且F≠0，则（）A．A的受力个数可能是3个B．A的受力个数可能是5个C．B的受力个数可能是3个D．B的受力个数可能是5个【答案】D【详解】对AB系统受力分析可知，斜面对B摩擦力可能为零AB．对A受力分析，由平衡条件得：A受重力，B对A的支持力，水平力F，以及B对A的摩擦力四个力的作用，故AB错误；CD．对B受力分析：B至少受重力、A对B的压力、A对B的静摩擦力、斜面对B的支持力，还可能受到斜面对B的摩擦力，故D正确，C错误。
故选D。
3．如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构G和Q G。
用手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，P 成，其重量分别为P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态（即P和Q的其余部分均不接触），P与Q间的磁力大小为F。
下列说法正确的是（）A．Q对P的磁力大小等于P GB．P对Q的磁力方向竖直向下C．Q对电子秤的压力大小等于Q G＋FD．电子秤对Q的支持力大小等于P G＋Q G【答案】D【详解】AB．由题意可知，因手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，即Q 对P有水平向左的磁力；P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态，则说明Q对P有竖直向上的磁力，G，选项AB错误；则Q对P的磁力方向斜向左上方向，其磁力F大小大于PCD．对PQ的整体受力分析，竖直方向电子秤对Q的支持力大小等于P G＋Q G，即Q对电子秤的压力大小G＋Q G，选项C错误，D正确。
2023届高考物理二轮专题卷：力与物体的平衡
一、选择题（第1～10题为单选题，第10～15题为多选题）1．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 ．瓦片总共受到4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】C【解析】瓦片受重力、两侧的支持力和摩擦力，共5个力，故A 错误；根据题图可知，两檩条对瓦片的弹力与垂直于檩条方向的夹角为 ，有2cos cos N mg ，减小檩条间的距离d 时，夹角 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。
2．2020年的春节刚刚来临，国内多地发生新型冠状病毒肺炎疫情，许多医务工作者自愿放弃休假为抗击疫情奋战。
在药物使用中就应用到很多物理知识。
甲、乙图分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样，针尖的顶角很小，医生沿着注射器施加一个较小的力F ，针尖会对瓶塞产生很大的推力。
现只分析如图的针尖倾斜侧面与直侧面对瓶塞产生的两个推力，则（）A ．针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的B ．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力小C ．若F 一定，使用顶角越小的针尖，则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大D ．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力F N ＝F cos θ【答案】C【解析】根据平行四边形定则可知针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力不等，故A 错误；设顶角为 ，则针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力1sin F F ，直侧面的推力2tan F F，当 大于45°，针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力大，故B 、D 错误；由上述两式可知，若F 一定，使用顶角越小的针尖，则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大，故C 正确。
高中物理力与物体的平衡习题解析与专题训练(附答案)
力与物体的平衡例题解析力的合成与分解1。
物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动,则这三个力可能选取的数值为A。
15 N、5 N、6 N B.3 N、6 N、4 NC。
1 N、2 N、10 N D。
1 N、6 N、8 N解析：物体在F1、F2、F3作用下而做匀速直线运动，则三个力的合力必定为零，只有B选项中的三个力的合力可能为零，故选B。
答案：B2。
一组力作用于一个物体，其合力为零.现把其中的一个大小为20 N的力的作用方向改变90°而大小不变，那么这个物体所受力的合力大小是_______。
解析:由于物体所受的合力为零,则除20 N以外的其他力的合力大小为20 N，方向与20 N的力方向相反.若把20 N的力的方向改变90°，则它与其余力的合力垂直，由平行四边形定则知物体所受力的合力大小为202N.答案：202N3.如图1－2－15所示,物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受的摩擦力F f与拉力F的合力方向应该是A.水平向右B.竖直向上C.向右偏上D.向左偏上解析:对物块进行受力分析如图所示:除F与F f外，它还受竖直向下的重力G 及竖直向上的支持力F N，物块匀速运动，处于平衡状态,合力为零。
由于重力G 和支持力F N在竖直方向上，为使这四个力的合力为零，F与F f的合力必须沿竖直方向.由平行四边形定则可知，F与F f的合力只能竖直向上。
故B正确。
FFG答案：B4。
如图1－2－16所示，物体静止于光滑水平面M上，力F作用于物体O点，现要使物体沿着O O'方向做加速运动（F和O O'都在M水平面内）。
那么,必须同时再加一个力F'，这个力的最小值是图1－2－16A.F cosθB。
F sinθC。
F tanθ D.F cotθ解析：为使物体在水平面内沿着O O'做加速运动，则F与F'的合力方向应沿着O O'，为使F'最小,F'应与O O'垂直，如图所示.故F'的最小值为F'=F sinθ，B选项正确.答案：B5 .某运动员在单杠上做引体向上的动作，使身体匀速上升。
专题01 力与物体的平衡【练】解析版
第一部分力与运动专题01 力与物体的平衡【练】1.(2020·开封检测)如图所示，物体A靠在竖直的墙面C上，在竖直向上的力F作用下，A、B物体保持静止，则物体A受力分析示意图正确的是()A B C D【答案】A【解析】以A、B组成的整体为研究对象，水平方向不可能受力，故整体和墙面C间没有弹力，故A与墙面C 间无摩擦力，以A物体为研究对象，A受重力，B对A的垂直接触面的弹力和平行接触面的摩擦力，故选项A 正确。
2.(2020·福建泉港一中期末)如图所示，细绳上端固定于天花板上的A点，细绳的下端挂一质量为m的物体P，用力F作用于细绳上的O点；使细绳偏离竖直方向的夹角为α，且保持物体平衡，此时F与水平方向的夹角为β，若β＝α，重力加速度为g，则F的大小等于()A．mg cos αB．mg sin α C．mg tan αD．mgsin α【答案】B【解析】对结点O受力分析如图由于β＝α，则F 与AO 垂直，O 点受三个拉力处于平衡，根据几何关系知F ＝mg sin α。
故B 正确，A 、C 、D 错误。
3．(2020·吉林省实验中学模拟)如图所示，物块A 和滑环B 用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环B 套在与竖直方向成θ＝37°的粗细均匀的固定杆上，连接滑环B 的绳与杆垂直并在同一竖直平面内，滑环B 恰好不能下滑，滑环和杆间的动摩擦因数μ＝0.4，设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A 和滑环B 的质量之比为( )A ．135B ．57C ．75D ．513【答案】A【解析】对A 受力分析，根据平衡条件有T ＝m A g ，对B 受力分析，如图所示根据平衡条件有m B g cos θ＝f ，T ＝N ＋m B g sin θ，由题可知，滑环B 恰好不能下滑，则所受的静摩擦力沿杆向上且达到最大值，有f ＝μN ，联立解得m A m B ＝135，故A 正确，B 、C 、D 错误。
专题1 第2讲力与物体的平衡
A. 3 ∶4
B.4∶ 3
C.1∶2
D.2∶1
【解析】选D。对两小球组成的整体，受到整体重力G、轻弹簧
A的弹力FA和轻弹簧C的弹力FC三个力的作用，根据平衡条件可
得，水平方向有FAsin30°=FC，又据胡克定律可得FA=kxA，FC=
kxC，联立得 x A 2 ， 选项D正确。
xC 1
4.(2013·新课标全国卷Ⅱ)如图，在固定
【解题探究】 (1)请画出两个小球整体和其中一个小球的受力示意图。 提示:
(2)请结合受力分析图写出平衡方程式。 ①对整体: Ff-Ff′=0 。 a.水平方向:_________ F+2FN-2G=0 。 b.竖直方向:__________ ②对其中一球:
a.水平方向: F sin F 0 。 T f
2
b.竖直方向: F F cos G 0 。 N T
2
(3)请结合平衡方程,判断缓慢增大F时,FN、FT、Ff的变化。
提示:F增大,由F+2FN-2G=0可判断FN变小,由 FN FT cos G 0
2
可判断FT变大,由 F sin F 0可判断Ff变大。 T f
个等式无法解出物块的质量和斜面的倾角及物块对斜面的正压
力。
热点考向1
物体的受力分析
【典例1】(2013·东城区一模)如图所示，质量分别为mA和mB 的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜 面上。已知mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增 大到50°，系统保持静止。下列说法正确的是( )
③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，此时可用图解法分析，即 可以通过画出多个平行四边形来分析力的变化。 ④如果物体受到多个力的作用，可以用正交分解的方法列方程 求解。
力与物体平衡专题
力与物体平衡专题力学中的三类常见的力：重力、弹力、摩擦力，特别是静摩擦力，这是高考中常考的内容。
由于静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，在分析中非常容易失误，同学们一定要下功夫把静摩擦力弄清楚。
共点力作用下物体的平衡，是高中物理中重要的问题，几乎是年年必考。
单纯考查本章内容多以选择、填空为主，难度适中，与其它章节结合的则以综合题出现，也是今后高考的方向．一、夯实基础知识(一).力的概念：力是物体对物体的作用。
1．力的基本特征（1）力的物质性：力不能脱离物体而独立存在。
（2）力的相互性：力的作用是相互的。
（3）力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向。
（4）力的独立性：力具有独立作用性，用牛顿第二定律表示时，则有合力产生的加速度等于几个分力产生的加速度的矢量和。
2．力的分类：（1）按力的性质分类：如重力、电场力、磁场力、弹力、摩擦力、分子力、核力等（2）按力的效果分类：如拉力、推力、支持力、压力、动力、阻力等．（二）、常见的三类力。
1．重力：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。
（1）重力的大小：重力大小等于mg，g是常数，通常等于9.8N/kg．（2）重力的方向：竖直向下的．（3）重力的作用点—重心：重力总是作用在物体的各个点上，但为了研究问题简单，我们认为一个物体的重力集中作用在物体的一点上，这一点称为物体的重心．①质量分布均匀的规则物体的重心在物体的几何中心．②不规则物体的重心可用悬线法求出重心位置．2．弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力．(1)弹力产生的条件：①物体直接相互接触；②物体发生弹性形变．（2）弹力的方向：跟物体恢复形状的方向相同．①一般情况：凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力；支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体．②一般情况：凡是一根线(或绳)对物体的拉力，都是这根线(或绳)因为发生形变而对物体产生的弹力；拉力的方向总是沿线（或绳）的方向．③弹力方向的特点：由于弹力的方向跟接触面垂直，面面结触、点面结触时弹力的方向都是垂直于接触面的．（3）弹力的大小：①与形变大小有关，弹簧的弹力F=kx②可由力的平衡条件求得．3．滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它们相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力．（1）产生条件：①接触面是粗糙；②两物体接触面上有压力；③两物体间有相对滑动．（2）方向：总是沿着接触面的切线方向与相对运动方向相反．（3）大小：与正压力成正比，即Fμ=μF N4．静摩擦力：当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体对它的力，叫做静摩擦力．（1）产生条件：①接触面是粗糙的；②两物体有相对运动的趋势；③两物体接触面上有压力．（2）方向：沿着接触面的切线方向与相对运动趋势方向相反．（3）大小：由受力物体所处的运动状态根据平衡条件或牛顿第二定律来计算．（三）、力的合成与分解1．合力和力的合成：一个力产生的效果如果能跟原来几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力，求几个力的合力叫力的合成．2．力的平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来。
专题四力与物体的平衡平衡与动态变化【精选】
(1)从运动角度判断 当物体的速度大小和方向不变时，物体处于平衡状 态.物体的速度为零时，不一定处于平衡状态，只有 物体的加速度为零，物体才处于平衡状态. (2)从受力角度判断 共点力作用下物体的平衡条件是合外力为零，表达 式：F合＝0或写成分量形式Fx合＝0和Fy合＝0. 物体处于平衡状态时的几个重要推论：
3.求解共点力平衡问题的常用方法 (1)解三角形法：该方法主要用来解决三力平衡问 题.若力的三角形为直角三角形，则运用勾股定理 及三角函数求解；若力的三角形为斜三角形，则运 用正弦、余弦定理或相似三角形的知识求解. (2)正交分解法：处理四力或四力以上的平衡问题用 该方法较为方便.
(3)相似三角形法：通过力的三角形与几何三角形相 似求未知力.对解斜三角形的图解法中，当物体所受 的力变化时，通过对几个特殊状态画出力的图示(在 同一图上)进行对比分析，使得动态的问题静态化， 抽象的问题形象化，使问题将变得易于分析处理.
类型一:多物体的平衡问题
(2008·全国卷Ⅱ) 如图1－1所示，一固定斜面 上有两个质量相同的小物块A 和B紧挨着匀速下滑，A与B的 接触面光滑.已知A与
斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间的动摩擦因
数的2倍，斜面倾角为α.B与斜面之间的动摩擦因
数是
()
A. tanα
B. cotα
C.tanα
D.cotα
3.如图1－9所示，光滑半球面上的小球被一通过
定滑轮的力F由底端缓慢拉至顶端的过程中，关
于绳的拉力F及半球面对小球的支持力FN的变化 情况，以下说法正确的是( )
A．F增大
B．F减小
C9·潍坊质检)如图1－13所示，倾斜天花板平面 与竖直方向夹角为θ，推力F垂直天花板平面作用 在木块上，使其处于静止状态，则( ) A.木块一定受三个力作用 B.天花板对木块的弹力FN>F C.木块受的静摩擦力等于mgcosθ D.木块受的静摩擦力等于mg/cosθ
专题一第1讲力与物体的平衡
专题一 力与运动
热点视角 1.力与物体平衡部分：考查物体受力分析和平衡条件，一 般以选择题形式命题，注意与静摩擦力有关的临界极值问 题． 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，常见以选择题形式命题，注意运动图象问题． 3.力与曲线运动部分：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 题形式既有选择题，也有计算题． 4.力与天体运动部分：结合圆周运动规律考查万有引力定 律在天体运动与航天中的应用，命题形式一般为选择题．
栏目 导引13· 郑州预测 )(单选 )如图所示 ,铁板 AB与水平
地面间的夹角为 θ ，一块磁铁吸附在铁板下方．现缓慢抬起 铁板B端使θ角增大(始终小于90°)的过程中，磁铁始终相对 铁板静止．下列说法正确的是( D ) A．磁铁所受合外力逐渐减小 B．磁铁始终受到三个力的作用 C．磁铁受到的摩擦力逐渐减小 D．铁板对磁铁的弹力逐渐增大
的受力情况与原来相比( BCD ) A．推力F将增大
B．竖直墙面对小球A的弹力减小
C．地面对小球B的弹力一定不变
D．两个小球之间的距离增大
栏目 导引
专题一 力与运动
【解析】将 A、 B 视为整体进行受力分析，在竖直方向只受重 力和地面对整体的支持力 FN(也是对 B 的支持力 FN)， 将 B 向左 推动少许后，竖直方向受力不变，所以 FN＝ (mA＋mB)g 为一定 值， C 正确； 对 B 进行受力分析如图， 由平衡条件可知 FN＝mBg ＋ F 斥 cos θ，向左推 B，θ 减小，所以 F 斥减小，由库仑定律 F 斥 q Aq B ＝ k 2 得： A、 B 间距离 r 增大， D 正确；而 F＝ F 斥 sin θ，θ r 减小，F 斥减小，所以推力 F 减小，故 A 错误；将 A、B 视为整 体时， F＝ FNA，所以墙面对小球 A 的弹力 FNA 减小，B 正确．
力与物体的平衡复习(一)
力与物体的平衡复习（一）1、关于摩擦力下列说法正确的是（ ）A 、摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同B 、摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反C 、运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受滑动摩擦力作用D 、静摩擦力可以是动力也可以是阻力，滑动摩擦力一定是阻力2、物体静止在斜面上，以下的几种分析中正确的是（ ）A ．物体所受到静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力B ．物体所受重力垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力C ．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力D ．物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力3、把一个已知力F 分解，要求其一个分力1F 跟F 成030角，而大小未知，另一个分力3/32F F =，但方向未知，则1F 的大小可能为（ ）A 、3/3FB 、2/3FC 、F 3D 、3/32F4、如图小船用绳牵引，水平阻力不变，在小船匀速靠岸的过程中（ ）A 、绳子的拉力不断增大B 、绳子的拉力不变C 、船所受浮力增大D 、船所受浮力不变5、A 、B 、C 三个物体如图，B 、C 用细绳相连。
A 放在B 上，B 放在水平桌面上，各接触面间的动摩擦因素为μ，A 、B 、C 的质量分别是A m 、B m 、C m ，A 随B 一起做匀速直线运动，则可以判定（ ）A 、物体B 与桌面间有摩擦力，大小为g mCB 、物体B 与桌面间有摩擦力，大小为g m B μC 、物体B 与物体A 之间没有摩擦力D 、物体B 与物体A 之间有摩擦力，大小为g m A μ6、如图所示，一条易断的均匀细绳两端固定在天花板的A 、B 两点，今在细绳O 处挂一砝码，如果BO AO 2=，则（ ）A 、增加砝码时，AO 先断B 、增加砝码时，BO 先断C 、B 端向左移，绳子易断D 、B 端向右移，绳子易断7、有一个直角支架AOB ，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下，表面光滑、AO上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环由一根质量可忽略。
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力与物体平衡专题
一、知识要求
1、记住高中所有的力及其特点。
2、能正确进行受力分析、作出受力图。
3、能用平行四边形和三角形对力进行合成和分解，并能利用几何知识求力。
4、知道平衡状态（有静态平衡、动态平衡两种）和平衡条件及其推论。
二、熟练掌握常见的平衡题型
1、斜面上物体的平衡
研究斜面上物体的静止和运动的问题是考
试中的常规题，而物体所受静摩擦力大小方向的
判断是此类题中的重点、难点（如右图）。
找临
界状态是判断静摩擦力的关键。
练习1. 如图所示，表面粗糙的固定斜面
顶端安有滑轮，两物块
P、Q用轻绳连接并跨过
滑轮（不计滑轮的质量
和摩擦），P悬于空中，
Q放在斜面上，均处于静止状态。
当用水平向左
的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则
Ａ.Q受到的摩擦力一定变小
Ｂ.Q受到的摩擦力一定变大
Ｃ.轻绳上拉力一定变小
Ｄ.轻绳上拉力一定不变
如果用竖直向下的力压Q呢？物体一定会
运动吗？
练习2、将一物体轻放在
一个倾斜的沿逆时针方向匀
速转动的传送带上A(上)端，
此后物体在从A到B(底端）
的运动过程中（ACD）
A 物体可能一直向下做匀加速直线运动，
加速度不变。
B 物体可能一直向下做匀速直线运动
C物体可能一直向下做加速运动,加速度改变
D 物体可能先向下作加速运动，后做匀速运动。
如果改成顺时针转动应该怎么做？
练习3．(03年理综)如图所示，一个半球形的碗放在桌面
上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。
一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小
球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线
与水平线的夹角为α＝60°。
两小球的质量比m2/m1为A
A 3/3
B 2/3
C 3/2
D 2/2
练习4．(04上海)物体B 放在物体A 上，A 、B 的上下表面均与斜面平行(如图)，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C 向上做匀减速运动时 ( C ) A ．A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向上
B ．A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向下
C ．A 、B 之间的摩擦力为零
D ．A 、B 之间是否存在摩擦力取决于A 、B 表面的性质
练习5、一质量为m 的物体，置于水平长木板上，物体与木板间的动摩擦因数为μ。
现将长木板的一端缓慢抬起，要使物体始终保持静止，木板与水平地面间的夹角θ不能超过多少？设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
第四章物体的平衡基础测试
1．同一平面内三个共点力作用于一个物体上，这个物体处在静止状态，已知其中两个力的大小分别为5N 和8N ，则第三个力肯定不是下列数值中的 ( ) A ．2 N B ．8 N C ．12 N D ．15 N
2．在水平桌面上叠放着木块P 和Q ，用水平力F 推Q ，使P 、Q 两木块一起沿水平桌面匀速滑动，如图4－1所示，以下说法中正确的是（ ）
A ． P 受三个力，Q 受六个力
B ． P 受四个力，Q 受六个力
C ． P 受二个力，Q 受五个力
D ． 以上答案均不正确
3．如图4－2所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F 1、F 2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，其中F 1＝10 N ，F 2＝2 N ．现撤去F 1保留F 2．则木块在水平方向受到的合力为（ ）
A ．10 N ，方向向左
B ．6N ，方向向右
C ．2 N ，方向向左
D ．零
4、如图4－3所示，均匀木棒OA 可绕O 点的水平轴自由转动，
有一个方向不变的水平力F 作用于该木棒的A 点，使棒从竖直位置缓慢转到偏角θ<900的某一位置．设M 为力F 对转轴的力矩，则在此过程中（ ）
A ． M 不断变大，F 不断变小
B ． M 不断变大，F 不断变大
C ． M 不断变小，F 不断变小
D ． M 不断变小，F 不断变大
图4－1
图4－2
右
5．同一水平面内有三力作用于一点，恰好平衡，已知F 1与F 2的夹角为900，F 1与F 3的夹角为1200，三个力大小之比F 1: F 2: F 3＝________ ．
6．如图4－4所示，重100 N 的木块放在水平桌面上，它与水平桌面之间动摩擦因数μ＝0.25，它与桌面之间最大静摩擦力为30 N ．水平拉力F 作用在
木块上，当力F 的大小由零逐渐增大到28 N 时，木块所受摩擦力的大小为___________；当力F 的大小由35 N 减小到28 N 时，木块所受摩擦力的大小为________________． 7．轻弹簧秤上端固定于O 点，下端悬挂—个光滑的定滑轮C ，已知C 重1 N ．木块A 、B 用跨过定滑轮的轻绳相连接，A 、B 的重力分别为5 N 和2 N ．整个系统处于平衡状态，如图4－5所示，由图及物体状态可以知道，地面对木块A 的支持力大小为________，弹簧秤的示数是__________．
8．用细绳AC 和BC 吊一重物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，如图4－6
所示．绳AC 能承受最大拉力为150 N ，绳BC 能承受最大拉力为100 N ，求物体最大重力不应超过多少?
9．如图4－7所示，A 、B 两物体重均为G ＝100 N ．A 拴在绕过定滑轮O 1的细绳一端，B 吊在动滑轮O 2上．整个装置静止
不动．两个滑轮和细绳的重及摩擦不计．求绕过动滑轮O 2的两细绳间的夹角 ．
10．质量为9.8 kg 的木块放在水平地面上，在大小为30 N ，方向与水平成370
斜向上拉力作用下恰好沿水平地面匀速滑动．若改用水平拉力，使该木块在水平地面上仍匀速滑动，水平拉力应为多大?（取sin370＝0.6，cos370＝0.8．）
图4－4
图4－5
图4－
6
图4－7。