专题01 力与物体的平衡-2024年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

专题01 力与物体的平衡 目录 题型一 受力分析、整体法隔离法的应用 1 题型二 共点力的静态平衡 6 题型三 共点力作用下的动态平衡 15 题型四 平衡中的临界极值 23 题型五 电磁场中的受力平衡问题 31 题型一 受力分析、整体法隔离法的应用 【解题指导】 1．基本思路 在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析． 2．两点注意 (1)采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同． (2)当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”． 【典例分析1】（2023上·江苏南通·高三统考阶段练习）如图所示，一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态。则（　　）      A．直梯受到4个力作用 B．直梯的重心一定在直梯上 C．墙壁对直梯的弹力是因直梯形变产生的 D．地面对直梯的作用力竖直向上 【典例分析2】（2024上·广东东莞·高三校考阶段练习）某一平衡艺术家将石块A、B、C从下到上依次叠放在一块大石头上，并使它们始终保持静止，整个环境处于无风状态，则（　　）    A．石块C对B的压力就是C的重力 B．石块B一定只受3个力的作用 C．石块A受到的合力向上 D．石块B对石块A的作用力一定竖直向下 【方法提炼】 1.受力分析的常用方法 受力分析贯穿整个力学，包括分析处于平衡状态和非平衡状态物体的受力情况，为了知识的连贯，此处归纳出通用的受力分析方法(对于非平衡状态的受力分析运用参见后续二、三、四专题)。 (1)假设法：在受力分析时，对于弹力、摩擦力，若不能确定是否存在，或者不能确定力的方向、特点，可先作出假设(如该力存在、沿某一个方向、摩擦力是静摩擦力)，然后根据该假设对运动状态的影响判断假设是否成立。 (2)整体法与隔离法：若系统内各个物体的运动状态相同，优先采用整体法；如果需要求解系统内部的相互作用，可再用隔离法。如果系统内部各部分运动状态不同，一般用隔离法(如果存在相对运动但整体处于平衡状态，也可以采用整体法)。整体法与隔离法一般交叉综合运用。 (3)转换对象法：当直接分析一个物体的受力不方便时，可转换研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力。 (4)动力学分析法：根据物体的运动状态用平衡条件或牛顿运动定律确定其受力情况。 2.整体法和隔离法的应用技巧 (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)应用“隔离法”时，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)将“整体法”与“隔离法”有机结合、灵活应用。 (4)各“隔离体”间的力，表现为作用力与反作用力，对整体系统则是内力。 【变式演练】 1.（2023上·贵州贵阳·高三校联考阶段练习）《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（　　）    A．铁夹对小球的两个弹力为一对相互作用力 B．若进一步加大铁夹对小球挤压，小球受到的摩擦力变大 C．小球受到5个力的作用 D．若铁夹水平匀速移动，铁夹对小球作用力的方向斜向上 2．（2023上·安徽·高三校联考阶段练习）如图所示，截面为三角形的两物块A、B叠放后放置于竖直的弹簧及竖直墙面之间，系统处于平衡状态，以下受力分析正确的是（    ）    A．弹簧的弹力大于A、B两物块的总重力 B．A物块受墙面竖直向上的摩擦力 C．A物块共受5个力作用 D．B物块受到A物块的摩擦力一定沿两物块的接触面向下 3．（2024上·安徽阜阳·高三安徽省临泉第一中学校联考阶段练习）如图所示，物块在水平向左外力F的作用下沿斜面匀速下滑，该过程中斜面始终静止在水平地面上、下列说法正确的是（　　）    A．地面对斜面的摩擦力水平向左 B．地面对斜面的支持力大于物块与斜面所受重力之和 C．物块可能只受三个力的作用 D．撤去外力后，物块的运动状态可能不变 4．（2023上·河北张家口·高三河北省尚义县第一中学校考阶段练习）如图所示，质量分别为、的A、B两个楔形物体叠放在一起，B靠在竖直墙壁上，在竖直向上力F的作用下，A、B静止不动，则下列说法正确的是（　　）    A．A物体受力的个数可能为4个 B．B物体受力的个数可能为6个 C．B物体受到墙壁的摩擦力方向可能向上，也可能向下 D．B物体不受到墙壁的摩擦力 5．（2024上·云南·高三校联考阶段练习）（多选）如图所示,物体A、B叠放在粗糙的斜面C上,沿斜面向上的拉力 F作用在物体B上,使