专题02 共点力的平衡 2023年高考物理三轮精讲突破训练（全国通用）

专题02 共点力的平衡 考向一 静态平衡问题 1．受力分析的常用技巧 (1)转换研究对象法：对于不易判断的力(如弹力和摩擦力)，可以借助相互接触物体的受力情况来判定，还可以借助力和运动的关系进行分析和判断． (2)假设法：假设弹力、摩擦力存在，运用物体的平衡条件进行相关计算，然后再进一步分析判断． (3)整体法和隔离法 ①不涉及系统内力时，优先考虑应用整体法，即“能整体、不隔离”． ②同样应用“隔离法”，也要先隔离“简单”的物体，如待求量少或受力少或处于边缘处的物体． ③各“隔离体”间的力，表现为作用力与反作用力，对整体系统则表现为内力． 2．求解静态平衡问题的两种常用方法 (1)力的合成法：对研究对象受力分析后，应用平行四边形定则(或三角形定则)求合力的方法．力的合成法常用于仅受三个共点力作用且保持平衡的物体． (2)正交分解法：把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上，然后分别列出两个方向上合力为零的方程并求解．当物体受四个及四个以上共点力作用而平衡时，一般采用正交分解法． 【典例1】如图所示，一根不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于点O′的固定光滑轴，悬挂一质量为M的物体．轻绳OO′段水平，长度为L，轻绳上套一可沿绳滑动的轻环P.现在轻环上悬挂一质量为m的钩码，平衡后，物体上升L，则钩码与物体的质量之比为(　　) A. B. C. D. 【典例2】如图所示，质量为M的斜面体静止在水平地面上，质量为m的滑块在沿着斜面向上的恒力F作用下向下做匀速运动，斜面体始终处于静止状态．已知重力加速度为g，在滑块下滑的过程中，下列说法正确的是(　　) A．滑块与斜面体之间的动摩擦因数μ大于tan θ B．撤去恒力F后，地面对斜面体的支持力不变 C．地面对斜面体的支持力大于(M＋m)g D．地面对斜面体的摩擦力方向水平向左 【典例3】如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻绳上点处；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，点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α = 50°，则β等于（　　） A. 45° B. 50° C. 60° D. 65° 【典例4】 (多选)如图，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成α＝30°角，轻质环a套在杆上，置于凹槽内质量为m的小球b通过一条细绳跨过固定定滑轮与环a连接．a、b静止时，细绳与杆间的夹角为30°，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是(　　) A．a受到3个力的作用 B．b受到3个力的作用 C．细杆对b的作用力大小为 mg D．细线对a的拉力大小为 mg 考向二 动态平衡问题 解决动态平衡问题的三种方法 (1)解析法 如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根据自变量的变化确定因变量的变化． (2)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． (3)相似三角形法 此法是图解法的特例，一般研究对象受绳(杆)、或其他物体的约束，且物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力三角形与几何三角形相似的方法. 【典例5】如图所示，一倾角为θ的斜面体放置在水平地面上，其上表面光滑、下表面粗糙。用一轻绳跨过定滑轮拉动一质量为m的小球，在与小球相连的细绳变为竖直方向过程中，可使小球沿斜面向上做一段匀速运动。斜面体一直静止在水平地面上，不计滑轮与绳子之间的摩擦。则在小球做匀速运动过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 外力F一直增大 B. 斜面体受到地面的支持力先增大后减小 C. 此过程中斜面体受到地面的摩擦力方向水平向左，大小逐渐减小 D. 绳子右端移动的速度大于小球沿斜面运动的速度 【典例6】如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔．质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住．现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和环对小球的弹力FN的大小变化情况是(　　) A．F减小，FN不变 B．F不变，FN减小 C．F不变，FN增大 D．F增大，FN减小 【典例7】如图所示，某健身爱好者利用如下装置锻炼自己的臂力和腿部力量，在O点悬挂重物C，手拉着轻绳且始终保持绳索平行于粗糙的水平地面．当他缓慢地向右移动时，下列说法正确的有(　　) A．绳OA拉力大小不变 B．绳OB拉力变大