第04讲： 共点力平衡及其动态临界问题 （必刷8大考题+8大题型）-2023-2024学年高一上学期物理《考点·题型·难点》期末高效复习（人教版2019必修第一册）

第04讲： 共点力平衡及其动态临界问题 【考点梳理】 考点一：三力平衡问题 考点二：正交分解解决平衡问题 考点三：平衡问题的动态分析 考点四：用三角形法则解决平衡问题 考点五：用相似三角形解决平衡问题 考点六：绳子有无结点问题 考点七：斜面上的平衡问题 考点八：平衡问题的综合 【知识梳理】 考点一、共点力平衡的条件及三力平衡问题 1.平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态. 2.平衡条件：合外力等于0，即F合＝0. 3.推论 (1)二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向. (2)三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与第三个力等大、反向. (3)多力平衡：若物体在n个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意n－1个力的合力必定与第n个力等大、反向. 二：技巧归纳 1．静态平衡问题的解题“四步骤” 2.动态平衡问题的分析方法 1．动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡。 2．基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。 3．“两种”典型方法 4:处理平衡问题的常用方法 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 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 矢量三 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 【题型归纳】 题型一：三力平衡问题 1．（2023上·上海徐汇·高一上海市南洋模范中学校考期末）将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°，石块间的摩擦力可以忽略不计。则第1块对第2块的弹力F1和第1块对第3块的弹力F2的大小之比为（　　）    A． B． C． D． 2．（2023上·广西玉林·高一统考期末）如图所示，固定在竖直墙上的水平杆右端有一光滑定滑轮，细绳跨过定滑轮，在另一端挂一个质量为20kg的物体，。取10m/s2，不计滑轮、细绳和杆的质量，下列说法正确的是（　　）    A．杆右端受到的弹力方向沿杆的方向 B．杆右端受到的弹力大小为300N C．细绳段的张力与细绳段的张力大小之比为1:2 D．杆受到墙施加的作用力大小为200N，方向斜向右上方 3．（2023下·贵州铜仁·高一统考期末）2023年春节，为增加节日的喜庆气氛，某街道两旁用如图所示的装置挂上了大红灯笼。OA、OC为轻绳系于弹簧右端O点，OA与竖直墙壁的夹角为，OB为轻弹簧，弹簧的劲度系数为，弹簧处于水平，已知灯笼质量为，重力加速度大小g取，则下列说法正确的是（    ）    A．弹簧处于拉伸状态 B．轻绳OA上的弹力大小为 C．弹簧的形变量为 D．轻绳OC上的弹力大小为 题型二：正交分解解决平衡问题 4．（2023上·天津河西·高一天津市新华中学校考期末）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右匀速移动了一段距离，已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，雪橇受到的（　　） A．支持力为B．支持力为C．摩擦力为D．摩擦力为 5．（2023上·天津河西·高一校考期末）如图所示，质量为m的物体在恒力F作用下，沿天花板做匀速直线运动，物体与天花板间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为（　　） A．B．C．D． 6．（2023上·贵州毕节·高一统考期末）如图所示，重力为，的木块悬挂在绳PC和PB的结点上，PB水平，在倾角为30°的固定斜面上，PA偏离竖直方向30°，系统处于静止，则（　　） A．PA绳中的拉力小于10N B．PB绳中的拉力大小为15N C．斜面给木块的摩擦力大小为15N D．斜面给木块的支持力大小为 题型三：平衡问题的动态分析 7．（2023上·湖南长沙·高一长郡中学校考期中）质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B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m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿水平方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（　　） A．推力F先增大后减小 B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C．墙面对凹槽的支持力一直增大 D．水平地面对凹槽的支持力先增大后减小 8．（2023下·湖北武汉·高一校联考期末）如图，在粗糙水平面与竖直墙壁之间放置木块A和质量为m的光滑球B，系统处于静止状态；O为B的球心，C为A、B接触