2-3共点力平衡(原卷版)—2024高考物理一轮复习100考点100讲.docx

2024高考物理一轮复习100考点100讲
第二章 相互作用
第2.3讲 共点力的平衡
【知识点精讲】
1．受力分析
把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程。
2．受力分析的一般顺序
先分析场力(重力、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力。

3. 共点力作用下物体的平衡(c/c)
（1）．共点力：作用于物体的同一点或作用线交于一点的力。
（2）. 平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态，即a＝0。
（3） 共点力的平衡条件
F合＝0或者

平衡条件的推论
(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。
【方法归纳】
1．受力分析的常用方法
(1)整体法：将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法。
(2)隔离法：将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法。
(3)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判断该力的有无。
2．受力分析的基本思路

受力分析的方法步骤图解

受力分析的注意事项
(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施加的力。
(2)只分析性质力，不分析效果力。
(3)每分析一个力，都应找出施力物体。
(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力。
(5)应结合运动状态。
(6)注意牛顿第三定律的应用。
(7)遇到弹力、摩擦力的判断较复杂时可用假设法。
3. 整体法与隔离法在受力分析中的应用
(1)整体法：在研究外力对物体系统作用时，一般选用整体法。因为不用考虑系统内力，这种方法更简便，一般能用整体法解决的问题不用隔离法。
(2)隔离法：分析系统内各物体(各部分)之间的相互作用时，需选用隔离法，一般隔离受力较少的物体。
整体法和隔离法→确定研究对象→可以是①单个物体；②多个物体组成的系统；③一个结点．
（3）整体法、隔离法的应用技巧：
①不涉及系统内力时，优先选用整体法．
②应用隔离法，一般隔离“简单”的物体，如待求量少或受力少或处于边缘的物体．
③将整体法与隔离法有机结合、灵活运用．
④各“隔离体”间的关联力，表现为作用力和反作用力，对于整体系统则是内力．
【特别提醒】对物体进行正确的受力分析，是解决力学问题的前提．同学们在对物体进行受力分析时，为了避免“漏力”或“多力”的情况，必须注意：(1)只分析研究对象受到的力，不要把研究对象受到的作用力与该研究对象对其他物体的作用力相混淆；(2)惯性不是力，不要把物体的惯性当力；(3)只分析实际受到的力，不要把效果力当性质力去分析．
4　平衡问题常见处理方法
方法
内容
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
力的三角形法
对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三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

5．解决平衡问题的基本思路

6. 共点力平衡问题的分析步骤：

【最新高考题精练】
1．（2022·高考广东物理）图1是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（ ）
．
A． B． C． D．
2．（2022高考河北卷）[河北2022·7，4分]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点，将木板以直线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方向不变
3．（2022新高考海南卷）我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为，不计石块间的摩擦，则为（ ）

A． B． C．1 D．2
4. （2021新高考湖南卷）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由点向点缓慢移动，力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
5．.(2016· 课标卷Ⅰ，19)如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态．若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则(　　)

A．绳OO′的张力也在一定范围内变化
B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
　6.(2014·课标卷Ⅰ，17)如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)．与稳定在竖直位置时相比，小球的高度(　　)

A．一定升高
B．一定降低
C．保持不变
D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定

9．(2015·浙江学业水平考试)如图所示，人在高空钢丝上匀速前行，若图中钢丝可视为水平，则他受到的支持力与重力的关系为(　　)

A．平衡力 B．作用力和反作用力
C．支持力小于重力 D．支持力大于重力

10 [2019·全国卷Ⅲ，16]用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示．两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则(　　)

A．F1＝33mg，F2＝32mg B．F1＝32mg，F2＝33mg
C．F1＝12mg，F2＝32mg D．F1＝32mg，F2＝12mg

11 ．（2020新高考山东卷）如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为

A. B. C. D.

【最新模拟题精练】
1、（2023湖南衡阳二中4月质检）如图所示，竖直面内固定一半径为R的光滑大圆环轨道，O为圆心，在大圆环的最高点固定了一个光滑的小滑轮，两个小球套在大圆环轨道上通过跨过小滑轮的细绳相连，已知当两小球静止时，轻绳和竖直方向间的夹角分别为，A球的质量为m，重力加速度为g，则细绳对滑轮的作用力大小为( )

A. B. C. D.
2、（2023湖南衡阳二中4月质检）如图，竖直墙壁上固定一轻杆，杆与水平方向间的夹角，一轻绳一端固定于轻杆上的A点，另一端绕过固定于B点的定滑轮后挂一物块a，轻绳之间有一光滑轻滑钩P，滑钩上挂一物块b，初始时两物块都处于平衡状态，如果将杆与水平方向间的夹角θ由30°缓慢减小为0°，则此过程中下列说法正确的是( )

A.物块b受到的合力逐渐减小 B.PA和PB的夹角α增大
C.轻绳上的弹力逐渐增大 D.轻绳上的弹力不变
3.（2023山东平度二模）一学校物理项目学习小组研究悬索桥的受力特点，实际的悬索桥在工程上是复杂的，他们进行了合理简化，悬索桥的简化模型如下：吊桥六对钢杆悬吊，六对钢杆在桥面上分列两排，其上端挂在两根钢缆上，如图为其一侧面图。已知图中相邻两钢杆间距离为9m，靠桥面中心的钢杆长度为2m（即AA'＝DD'＝2m），BB'＝EE'，CC'＝PP'，又已知两端钢缆CM、PN与水平方向成45°角，若钢杆钢缆自重不计，每根钢杆承受拉力相同且均为T，桥面总质量为m。下列说法正确的是
A．每根钢杆拉力大小为
B．每对钢缆中拉力大小为
C．每对钢缆中拉力大小为
D．的长度为6m
4.（2023年辽宁抚顺三模）如图所示，水平轻杆BC固定，细绳AD跨过BC右端的轻质光滑定滑轮悬挂一质量为M的物体，静止时∠ACB＝30°，重力加速度为g，下列说法正确的是
A.细绳AC段的张力FTAC＝2Mg

B.轻杆BC对轻质定滑轮的弹力Fc＝Mg，方向沿BC指向右侧
C.若BC杆左端用铰链固定在竖直墙壁上，另一端C通过细绳AC拉住，则轻杆BC对轻质定滑轮的弹力Fc＝Mg，方向沿BC指向右侧
D.若BC杆左端用铰链固定在竖直墙壁上，另一端C通过细绳AC拉住，则细绳AC段的张力FTAC＝2Mg
5. （2023湖南张家界模拟）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

6．如图所示，一轻杆两端分别固定着质量为mA和mB的两个小球A和B(均可视为质点)．将其放在一个直角形光滑槽中，已知轻杆与槽右壁成α角，槽右壁与水平地面成θ角时，两球刚好能平衡，且α≠θ，则A、B两小球的质量之比为(　　)

A. B．
C. D．
7.如图所示，质量分布均匀的细棒中心为O点，O1为光滑铰链，O2为光滑定滑轮，O与O2由一根轻质细绳连接，水平外力F作用于细绳的一端．用N表示铰链对杆的作用力，现在水平外力F作用下，θ从缓慢减小到0的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．F逐渐变小，N大小不变
B．F逐渐变小，N逐渐变大
C．F先变小再变大，N逐渐变小
D．F先变小再变大，N逐渐变大
8. 如图所示，一根匀质绳的质量为M，其两端固定在天花板上的A、B两点，在绳的中点悬挂一质量为m的重物，悬挂绳的质量不计，设α、β为绳的端点和中点处的切线方向与竖直方向的夹角，则的大小为(　　)

A. B．
C. D．