重难点02 力和物体的平衡-2023年高考物理【热点·重点·难点】专练（上海专用）

重难点02 力和物体的平衡（相互作用） 一、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Fx＝0，Fy＝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。 二、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。 三、处理平衡问题的常用方法 （1）在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法。 （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。 四、分析动态平衡问题的四个常用方法 （1）解析法：一般把力进行正交分解，两个方向上列平衡方程，写出所要分析的力与变化角度的关系，然后判断各力的变化趋势。 （2）图解法：能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征：一、物体一般受三个力作用；二、其中有一个大小、方向都不变的力；三、还有一个方向不变的力。 （3）相似三角形法：物体一般受三个力作用而平衡，系统内一定总存在一个与矢量三角形相似的结构三角形，这种情况下采用相似三角形法解决问题简单快捷。 （4）构造辅助圆法：如果物体受到三个力的作用而保持平衡，其中一个力的大小和方向不变，另外两个力的夹角不变，则以大小和方向都不变的那个力作为弦构造辅助圆，作出动态矢量三角形进行分析。 高考对本专题内容的考查主要有： ①对各种性质力特点的理解； ②共点力作用下平衡条件的应用。 考查的主要物理方法和思想有： ①整体法和隔离法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想。 （建议用时：40分钟） 一、单选题 1．两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则(　　) A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍 B．F1、F2同时增加10 N，F也增加10 N C．F1增加10 N，F2减少10 N，F一定不变 D．若F1、F2中的一个增大，F一定增大 2．如图，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为时刚好能推动该物块．已知风对物块的推力F正比于，其中v为风速、S为物块迎风面积．当风速变为时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为(　　) A．4m B．8m C．32m D．64m 3．已知两个共点力的合力大小为，分力的方向与合力F的方向成角，分力的大小为，则(　　) A．的大小是唯一的 B．的方向是唯一的 C．有两个可能的方向 D．可取任意方向 4．唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(　　) A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大 B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 5．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构成，其重量分别为和。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 B．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＋F D．电子秤对Q的支持力大小等于＋ 6．如图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． 7．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，一重为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 B．作用力为 C．摩擦力为 D．摩擦力为 8．如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝与竖直方向夹角分别为。用分别表示的拉力，则(　　) A．的竖直分力大于的竖直分力 B．的竖直分力等于的竖直分力 C．的水平分力大于的水平分力 D．的水平分力等于的水平分力 9．如图，光滑的四分之一圆弧轨道A、B固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F的作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N．在运动过程中(　　) A．F增大，N减小 B．F减小，N减小 C．F增大，N增大 D．F减小，N增大 10．质量为的凹