专题1.1 力与物体的平衡（Word讲义）-【金版新学案】2024高考物理大二轮专题复习与测试（老教材）

第一讲　力与物体的平衡 命题角度　高考对本讲知识常考查物体的受力分析、静态平衡问题、动态平衡问题及平衡中的临界与极值问题，常涉及力的合成与分解、整体法与隔离法、共点力的平衡条件、正交分解法、图解法、三角形法等规律的应用。 命题形式　高考中本部分内容常联系生产、生活、科技等实际情景命题，常以选择题的形式呈现。 考点一　静态平衡问题 1．解决静态平衡问题的“四法” 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡时，任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡时，将某一个力按作用效果分解，则分力与其他两个力分别平衡 正交 分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时，将所有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 对受三个共点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 2.解决静态平衡问题的“四步骤” (多选)(2023·河南洛阳联盟模拟)如图所示，A、B两滑块的质量均为M，放在粗糙水平面上，两滑块与两个等长的轻 学生用书↓第2页 杆连接，两杆之间以及杆与滑块之间均用光滑铰链连接，一质量为m的重物C悬挂于两杆铰接处，杆与水平面间的夹角为θ，整个装置处于静止状态，重力加速度大小为g，下列说法正确的是(　　) A．轻杆上的弹力大小为2mg sinθ B．A、B滑块均受到4个力作用 C．A、B滑块对水平面的压力大小均为g D．A、B滑块对水平面的摩擦力大小均为 【题眼点拨】　(1)看到“两滑块与两个等长的轻杆连接”，想到“两杆与水平面间的夹角都为θ”。 (2)看到“两杆之间以及杆与滑块之间均用光滑铰链连接”，想到“两杆的弹力方向均沿着杆的方向”。 答案：BC 解析：对上端的铰链(节点)受力分析，根据平衡条件得，轻杆上的弹力大小为F＝，A错误；A、B滑块均受到重力、地面的支持力、杆的作用力和地面的摩擦力4个力作用，B正确；由整体法可知A、B滑块对水平面的压力大小均为FN＝g，C正确；A、B滑块受到水平面的静摩擦力大小等于轻杆上作用力的水平分力，即Ff＝F cosθ＝，D错误。故选BC。 针对练1. (2023·四川达州高三下第二次诊断)如图所示，两光滑直硬杆1、2一端固定在水平面上(两杆在同一竖直平面内)，与水平面之间的夹角分别为30°、97°，轻质小环套在杆2上，质量m＝0.2 kg的小球套在杆1上，轻质细线连接环和球，给小球一个沿杆1斜向上的拉力F＝2.0 N，当环与球静止时，细线的弹力为FT。重力加速度g＝10 m/s上上上2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。则FT的大小为(　　) A．1.5 N B．1.0 N C．1.25 N D．2.0 N 答案：C 解析： 轻质小环受力平衡，则拉力FT的方向垂直于杆2，根据几何关系可知FT方向与杆1的夹角θ为37°，小球受力平衡，对小球受力进行正交分解，在沿杆1方向上有FTcos37°＋mg sin30°＝F，代入数据解得FT＝1.25 N，选项C正确。 针对练2. (多选)如图所示，竖直杆固定在木块C上，两者总重为20 N，放在水平地面上。轻细绳a连接小球A和竖直杆顶端，轻细绳b连接小球A和B，小球B重为10 N。当用与水平方向成30°角的恒力F作用在小球B上时，A、B、C刚好保持相对静止且一起水平向左做匀速运动，绳a、b与竖直方向的夹角分别恒为30°和60°，则下列判断正确的是(　　) A．力F的大小为10 N B．地面对C的支持力大小为40 N C．地面对C的摩擦力大小为10 N D．A球重为10 N 答案：AD 解析：以B为研究对象进行受力分析，水平方向受力平衡，有F cos30°＝FTbcos30°，解得FTb＝F，竖直方向受力平衡，有F sin30°＋FTbsin30°＝mBg，解得F＝mBg＝10 N，选项A正确；以A为研究对象进行受力分析，竖直方向上有mAg＋FTbsin30°＝FTasin60°，水平方向有FTasin30°＝FTbsin60°，联立解得mAg＝10 N，即A球重为10 N，选项D正确；以A、B、C整体为研究对象受力分析，水平方向有F阻＝F cos30°＝5 N，选项C错误；竖直方向有FN＋F sin30°＝(M＋mA＋mB)g，解得FN＝35 N，选项B错误。考点二　动态平衡问题 解答动态平衡问题的常用方法 角度1　解析法分析动态平衡问题 解析法常用于能利用平衡条件或正交分解法列出平衡方程求解有关问题的情况。 (2021·湖南高考)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