专题1.1 力与物体的平衡（Word讲义）-【正禾一本通】2024高考物理高三二轮专题复习高效讲义（新教材）

　力学知识及应用 【建构知识体系】 　第1讲 力与物体的平衡 必备知识 命题展望 胡克定律 在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量成正比，即F＝kx 高考以生活中实际物体的受力情景为依托，进行模型化受力分析。考查的主要内容有受力分析、整体法与隔离法的应用、静态平衡问题、动态平衡问题 摩擦力 静摩擦力的大小0<F≤Fmax； 滑动摩擦力的大小Ff＝μFN 力的合成和分解 两个分力大小不变时，夹角越大，合力越小； 两个力的合力范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2 共点力的平衡 平衡条件：F合＝0(或Fx＝0，Fy＝0) 核心考点1　静态平衡问题 共点力平衡问题的常用处理方法 方法 适用条件 平衡关系 合成法 三个 共点力 任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反 效果 分解法 三个 共点力 将某一个力按力的作用效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交 分解法 三个或 三个以 上共点力 将物体所受的力分解为相互垂直的两组力，每组力都满足平衡条件 矢量三 角形法 三个 共点力 将力的矢量图平移，使三个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 　典题对点突破 [例1] 如图所示，水平轻杆BC固定，细绳AD跨过BC右端的轻质光滑定滑轮悬挂一个质量为M的物体，静止时∠ACB＝30°。重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．细绳AC段的张力FAC＝2Mg B．轻杆BC对轻质定滑轮的弹力FC＝Mg，方向沿BC指向右侧 C．若BC杆左端用铰链固定在竖直墙壁上，另一端C通过细绳AC拉住，则轻杆BC对轻质定滑轮的弹力FC＝Mg，方向沿BC指向右侧 D．若BC杆左端用铰链固定在竖直墙壁上，另一端C通过细绳AC拉住，则细绳AC段的张力FAC＝2Mg 解析：选D。对C点受力分析，如图所示： 轻绳AD跨过定滑轮拉住重为Mg的物体，所以有FAC＝FCD＝Mg，根据牛顿第三定律，可知轻绳AC对墙的拉力大小为Mg，根据几何关系和平行四边形定则，可知滑轮对轻绳的作用力大小FC＝FAC＝Mg，方向与水平方向成30°角指向右上方，故A、B错误；若BC杆左端用铰链固定在竖直墙壁上，对C点受力分析如图所示： 根据平衡条件可得FACsin 30°＝Mg，FACcos 30°＝FC，解得FAC＝2Mg，FC＝Mg，故D正确，C错误。 [例2] (多选)(2023·沧州高三模拟)社会主义核心价值观基本内容为富强、民主、文明、和谐、自由、平等、公正、法治、爱国、敬业、诚信、友善。如图所示，某公司为了宣传社会主义核心价值观基本内容，用一根轻质细绳将12盏灯笼按上述顺序依次悬挂起来，其中有6盏灯笼未画出。为了追求美感，平衡时左右两侧细绳与竖直方向的夹角均为45°，相邻两灯笼间的水平距离均为x0，“富强”与“友善”两盏灯笼结点的高度均为h，每盏灯笼的质量均为M，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　) A．“平等”与“公正”两灯笼间细绳中的张力大小为6Mg B．“爱国”与“敬业”两灯笼间细绳中的张力大小为7Mg C．“和谐”灯笼的结点距地面的高度为h－2x0 D．“公正”灯笼的结点距地面的高度为h－3x0 解析：选AC。对“平等”灯笼右侧的6盏灯笼整体进行受力分析，如图甲所示，显然T＝6Mg，A正确； 对一盏灯笼受力分析，如图乙所示，可知tan θ1＝，tan θ2＝，…，tan θ5＝，由于“爱国”与“敬业”两灯笼之间细绳与水平方向的夹角满足tan θ3＝，所以细绳中的张力大小为＝3Mg，B错误；由于相邻两灯笼之间的水平距离为x0，所以“和谐”灯笼的结点距地面的高度为h－x0(tan θ3＋tan θ4＋tan θ5)＝h－2x0，“公正”灯笼的结点距地面的高度为h－x0(tan θ1＋tan θ2＋tan θ3＋tan θ4＋tan θ5)＝h－x0，C正确，D错误。 　处理平衡问题的基本思路 [例3] 如图所示，质量为M、倾角α＝30°的表面粗糙的斜劈放在粗糙水平面上，质量为m1的物体A放在斜劈的斜面上，轻质细线一端固定在物体A上，另一端绕过光滑的轻质滑轮1、2固定在天花板上，滑轮下悬挂着质量为m2的物体B。已知滑轮2两侧的细线始终在竖直方向上平行，物体A与滑轮1之间的细线与斜劈斜面平行，斜劈一直保持静止状态，重力加速度为g。下列说法错误的是(　　) A．若系统处于静止状态，则地面对斜劈的摩擦力一定为零 B．若系统处于静止状态，则地面对斜劈的支持力可能小于m1g＋Mg C．若物体B匀速下降，则地面对斜劈的摩擦力一定为零 D．若物体B匀速下降，则地面对斜劈的支持力等于m1g＋Mg＋m2g 解析：选B。把斜劈、滑轮、物体A和物体B看成整体，受力