专题03 共点力的平衡-2023年高考冲刺物理热点知识讲练与题型归纳（全国通用）

专题03 共点力的平衡 [题型导航] 题型一 受力分析 整体法与隔离法的应用 1 题型二 三力及多力平衡问题 2 题型三 动态平衡问题 5 题型四 平衡中临界与极值问题 7 [考点分析] 题型一 受力分析 整体法与隔离法的应用 1．受力分析的定义 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，这个过程就是受力分析． 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． [例题1] 如图所示，传送带沿逆时针方向匀速转动．小木块a、b用细线连接，用平行于传送带的细线拉住a，两木块均处于静止状态．关于木块受力个数，正确的是（　　） A．a受4个，b受5个 B．a受4个，b受4个 C．a受5个，b受5个 D．a受5个，b受4个 [例题2] 在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是（　　） A．a一定受到4个力 B．b可能受到4个力 C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D．a与b之间不一定有摩擦力 [例题3] 如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为（　　） A．：4 B．4： C．1：2 D．2：1 [例题4] 两相同的楔形木块A、B叠放后分别以图1、2两种方式在水平外力F1和竖直外力F2作用下，挨着竖直墙面保持静止状态，则在此两种方式中，木块B受力个数分别为（　　） A．4；4 B．4；3 C．5；3 D．5；4 题型二 三力及多力平衡问题 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大小相等、方向相反． 2．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而平衡，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． [例题5] （多选）如图所示，A、B两球用轻杆相连，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点．现用一水平力F作用于小球B上，使系统保持静止状态且A、B两球在同一水平线上．已知两球重力均为G，轻杆与细线OA长均为L．则（　　） A．细线OB的拉力为G B．细线OB的拉力为G C．水平力F的大小为2G D．水平力F的大小为G [例题6] （多选）如图所示，A、B两球用轻杆相连，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点．现用外力F作用于小球B上，使系统保持静止状态，细线OA保持竖直，且A、B两球在同一水平线上．已知两球的重力均为G，轻杆和细线OB的夹角为30°，则（　　） A．轻杆对A球的作用力方向水平向左 B．轻杆对B球的作用力方向水平向右 C．外力F的最小值为G，最大值为G D．细绳OB的拉力可能为零 [例题7] 一不可伸长的柔软轻绳左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一重量为G的重物，OO′段水平，长度为4m，在绳上与点相距2m的M点固定连接一轻挂钩。在挂钩上添加钩码，直到重物上升2m（绳子足够长），平衡后绳子的OM段中的张力为（　　） A．1.5G B．G C．2G D．3.5G [例题8] （多选）如图，两个半径均为r的光滑球a、b放在半径为R（R＞2r）的半球形容器内，均静止时a、b与半球的接触点P、Q与半球球心O的连线与水平方向的夹角为α和β（a＜β）。若两球的质量用ma、mb，两球对容器的压力大小用FNa、FNb表示，则（　　） A． B． C．1 D． [例题9] （多选）如图所示，倾角为α＝30°的粗糙斜劈放置在水平面上，连接物体a、c的轻质细线绕过两个光滑小滑轮，其中a和滑轮1间的细线平行于斜面，滑轮1固定在斜劈上，滑轮2下吊物体b，c穿在水平横杆上，系统静止。物体a受到斜劈的摩擦力大小为Ff1，c受到横杆的摩擦力大小为Ff2，a，b，c三物体的质量均为m，a与斜面c与横杆之间的动摩擦因数μ，β＝60°，若将c向右缓慢移动，a物体仍处于静止状态，则在该过程中，以下说法正确的是（　　） A．Ff1和Ff2，都将变大 B．Ff1由沿斜面向上改为沿斜面向下，Ff2始终沿横杆向右 C．图中的β≤120° D．斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都变大 题型三 动态平衡问题 1．动态平衡：是指平衡问题中的一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题． 2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”． 3．基本方法：图解法和解析法． [例题10] 如图所示，一圆环套在固定的倾斜光滑杆AB上，轻绳绕过光滑定滑轮与圆环相连，整个装置