重难点01 力与物体的平衡-2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（北京专用）

重难点1 力与物体的平衡 三年考情分析 2025考向预测 2022年海淀一模（整体法）； 2023年东城二模（静态平衡）； 2024年朝阳二模（动态平衡）…… 在接近日常生产生活的实际情景中，考察基本受力分析能力和共点力平衡知识点，可能是复杂过程中的某一阶段、涉及电磁力的综合考察。 【考察特点】 近三年北京高考真题中，并未出现单独的平衡问题考点，但在多次模考中均有所考察，包括力学和电磁学部分的平衡问题，多以选择题和基础计算题形式考察。 【必备知识】 力的合成和分解、共点力平衡是大部分题目考查知识点和其它物理问题的分析基础，胡克定律、摩擦力、电磁力等知识点和整体法、矢量三角形法的应用是必备的物理分析方法。 【考察要求】 （1）注重基本概念的理解和应用，要求熟练掌握受力分析方法； （2）注重多物体情景的研究，即灵活应用整体法和隔离法解决问题； （3）注重动态平衡和临界情景的研究，能利用数学方法和关键信息构建物理模型。 【知识大纲】 【高分技巧】 一、受力分析技巧 1． 整体法和隔离法的选择 （1）当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法； （2）一般情况下先整体后隔离，即“整体法”优先； （3）在使用隔离法时，优先选择分析受力简单或受力个数少的研究对象。 （4）整体法和隔离法并非相互独立，可能需要配合使用； （5）直接受力分析复杂时，可转换研究对象，根据牛顿第三定律分析。 2． 受力分析顺序 二、静态平衡 1． 基本思路 2． 常用方法 （1）在三个力作用下物体的平衡问题种，常用合成法分析，如图甲所示。 （2）在多个力作用下物体的平衡问题种，常用正交分解法分析，如图乙所示。 （3）多力作用下的平衡问题，也可以转化为二力平衡分析，如求解“作用力”的问题。 三、动态平衡与临界值问题 1． 题目特征：平衡问题种的一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均会发生变化。 2． 基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。 3． 基本方法 （1）解析法：三个以上力，列平衡方程利用数学关系求解； （2）图解法：三个力，“一个力恒定，另一个力方向不变”； （3）相似三角形法：三个力，“一个力恒定，另两个力方向均变化”。 4．临界极值问题。 （1）平衡中的临界问题：当某物理量变化时，会引起其他物理量的变化，使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”。 （2）平衡中的极值问题：一般指力在变化过程中出现最大值或最小值的问题。 （建议用时：45分钟） 【考向一：受力分析、整体法与隔离法】 1．（2022·海淀·一模）倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是（　　） A．木块受到的摩擦力大小是mgcosα B．木块对斜面体的压力大小是mg sinα C．桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sinαcosα D．桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g 【答案】D 【解析】  A．B．先对木块m受力分析，受重力mg、支持力N和静摩擦力f，根据平衡条件， 有：， 根据牛顿第三定律，木块对斜面体的压力大小是，故AB错误； C．D．对M和m整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡，故桌面对斜面体的支持力为静摩擦力为零，故C错误，D正确。 故选D。 本题关键灵活地选择研究对象，运用隔离法和整体法结合求解比较简单方便。 2．（2024·丰台·二模）如图所示，水平地面上放置一个质量为、倾角为的斜面体。一个质量为的箱子在平行于斜面的拉力F作用下，沿斜面体匀速上滑，斜面体保持静止。已知箱子与斜面间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g取，，。下列说法正确的是（　　） 　　 A．箱子对斜面体压力的大小为 B．拉力F的大小为 C．斜面体对地面压力的大小为 D．地面给斜面体的摩擦力大小为 【答案】D 【解析】  A．对箱子进行受力分析，根据正交分解可知，斜面对体箱子的支持力为 根据牛顿第三定律可知，故A错误； B．由于箱子处于匀速直线运动状态，即，故B错误； C．对斜面体与箱子整体受力分析可知 由牛顿第三定律可得，斜面体对地面压力的大小为，故C错误； D．对斜面体与箱子整体受力分析可知 ，故D正确； 故选D。 3．（2023·昌平·二模）如图所示，一斜面体置于水平地面上，一物块在平行于斜面向上的外力F作用下相对斜面保持静止，该过程中斜面体相对水平地面也保持静止。下列说法正确的是（　　） A．斜面对物块一定有摩擦力作用 B．地面对斜面体一定有摩擦力作用 C．地面对斜面体的支持力大于物块与斜面所受重力之和 D．地面对斜面体的支持力等于物块与斜面所受重力之和 【答案】B 【解析】  A．对物块受力分析，由于无法确定物块沿斜面向下的分力与外力F的大小关系，所以无法确定斜面对物块有无摩擦力，A错误； BCD．对斜面和物块整体为研究对象，由受力分析，有 整体受到重力、支持力、推力以及地面的摩擦力作用，根据共点力平衡，有， 地面对斜面体一定有摩擦力作用；地面对斜面体的支持力 B正确，CD错误。 故选B。 【考向二：静态平衡】 1．（2023·东城·二模）如图所示，质量为m的木箱在大小为F的水平外力作用下，沿倾角为θ的斜面匀速向上运动。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．木箱所受合力大小为 B．斜面对木箱的支持力大小为 C．斜面对木箱的摩擦力大小为 D．斜面对木箱作用力的合力大小为 【答案】C 【解析】  A．对木箱进行受力分析，受到重力、斜面体的弹力、水平外力F，由于木箱沿着斜面匀速向上运动，根据木箱受力平衡得木箱所受合力大小为0，A错误； B．由于垂直于斜面上受力平衡，斜面对木箱的支持力大小，B错误； C．由于沿着斜面上受力平衡，有 得斜面对木箱的摩擦力大小为，C正确； D．斜面对木箱作用力的合力大小与重力和外力F的合力大小相同，即，D错误。 故选C。 2．（2024·海淀·二模）如图所示，一物体在与水平方向夹角为θ的恒定拉力F作用下以速度v做匀速直线运动。已知物体质量为m，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在物体运动时间为t的过程中，下列说法正确的是（　　） A．支持力可能为零 B．摩擦力做功为−μmgvt C．拉力和摩擦力的合力方向竖直向上 D．合力做功为Fvt 【答案】C 【解析】  AB．物体匀速运动，对物体受力分析，水平方向，竖直方向 由于水平方向一定受到向左的摩擦力，故支持力不可能为零； 摩擦力做功为 故AB错误； C．对物体受力分析，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，由平衡条件可知此时拉力和摩擦力的合力方向必定竖直向上此时与支持力的合力才能和重力平衡，故C正确； D．物体做匀速直线运动，受到的合外力为0，故合力做功为0，故D错误。 故选C。 3．（2024·丰台·一模）如图所示，木块A、B分别重50N和60N，与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。用的水平拉力拉木块B，木块A、B均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的弹力大小为80N B．木块A受到的摩擦力大小为10N C．木块B受到的摩擦力大小为6N D．地面给A、B组成的系统的摩擦力大小为2N 【答案】D 【解析】  A．弹簧弹力大小为，故A错误； B．施加水平拉力F后，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对地面有向左的运动趋势，其受到向右的静摩擦力，且与弹力平衡，木块A所受摩擦力大小为，故B错误； C．木块B与地面间的最大静摩擦力为， 施加水平拉力F后，对B物体受力分析，重力与支持力平衡，水平方向受向右的弹簧弹力和拉力，由于B木块与地面间的最大静摩擦力为12N，大于弹簧弹力和拉力之和，故木块B静止不动，故木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡，木块B所受摩擦力大小为，故C错误； D．对A、B组成系统，由平衡条件可知地面给A、B组成的系统的摩擦力，故D正确。 故选D。 4．（2023·海淀·三模）高血压已成为危害人类健康的一种常见病，现已查明，血管变细是其诱因之一。为研究这一问题，我们可做一些简化和假设：设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速v成正比，即（其中k与血管粗细无关），为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为，若血管内径减为时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】  根据血液匀速流动，说明受力平衡，即血压产生的压力等于阻力， 则在正常情况下有 血管变细后有 因为在相同时间内流过的血液量不变，则有又， 所以，所以 由可知 联立可得， 故D正确，ABC错误。 故选D。 5．（2023·海淀·三模）绿化工人在街道旁边栽种大树时，为了确保树干不倾斜，需要用铁杆来支撑。通常是用一个铁环紧套在树干上，三根长度不同的铁杆一端均匀分布在固定的铁环上，另一端固定在同一个水平地面上，大树栽好后竖直压在地上，如图所示。由于树刚栽，地面对大树的作用力，除了竖直向上的支持力以外，其它力可以不考虑。则下列说法中正确的是（　　） 　　 A．三根铁杆对大树的作用力大小一定相等 B．大树对地面的作用力一定大于自身的重力 C．铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力是一对平衡力 D．铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零 【答案】D 【解析】  A ．三根铁杆长度不等，与地面的夹角不等，则对大树的作用力大小不相等，选项 A 错误； B．由平衡知识可知，地面对大树的作用力与铁杆对大树的作用力的合力等于大树的重力，可知地面对大树的作用力小于大树的重力，则大树对地面的作用力一定小于自身的重力，选项B错误； C．因为地面对大树的作用力与铁杆对大树的作用力的合力等于大树的重力，可知铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力不是一对平衡力，选项C错误； D．大树栽好后竖直压在地上，则铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零，选项D正确。 故选D。 6．（2024·通州·一模）如图1所示，磁铁将一张厚纸片压在竖直磁性黑板上保持不动。若将这张厚纸片两次折叠后仍能被该磁铁压在黑板上保持不动，如图2所示。图1中黑板对厚纸片的摩擦力为，最大静摩擦力为，图2中黑板对厚纸片的摩擦力为。最大静摩擦力为下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】  AB．根据平衡条件，黑板对纸片的摩擦力与纸片的重力等大反向，即 故AB错误； CD．纸片折叠后变厚，则磁铁距离黑板的距离变大，吸引力减小，则黑板对厚纸片的弹力减小，磁铁对厚纸片的弹力减小，黑板与厚纸片间的最大静摩擦力减小，即 故C正确，D错误。 故选C。 【考向三：电磁学中的静态平衡问题】 1．（2024·海淀·三模）如图所示，把系在丝线上的带电小球A挂在铁架台的P点，带电球C置于铁架台旁。小球A静止时与带电球C处于同水平线上，丝线与竖直方向的夹角为。已知小球A的质量为m，重力加速度为g，不计丝线质量，则可知小球A受到的静电力的大小为（　　） 　　 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】  对小球受力分析可知，小球受竖直向下的重力、水平向右的静电力和绳的拉力，由平衡条件可知，小球A受到的静电力的大小为，故B正确，ACD错误。 故选B。 2．（2023·朝阳·二模）某同学设计如图所示的实验装置来验证库仑定律：将一个带电小球A用绝缘细线悬挂，并将另一个与小球A带同种电荷的小球B与它靠近，A球受到B球的静电斥力F而发生偏移，测得A球的质量为m，悬点到A球球心的距离为l。首先，在保持两球电荷量不变的情况下，移动小球B改变两球之间的距离，用刻度尺测量稳定后两球间的距离r和A球偏移的距离d（实验中满足）；然后，设法改变两球的电荷量，再进行相关实验。下列说法正确的是（　　） A．实验中，小球A所受静电力的测量值 B．为方便验证“静电力与距离平方成反比的关系”，应由实验数据作出F与的关系图像 C．用不带电导体球C分别与A、B两球接触后，A、B两球一定带等量同种电荷 D．实验中仅测量d与r，也可以验证“静电力与距离平方成反比的关系” 【答案】D 【解析】  AD．设小球A受静电斥力作用发生偏移达到平衡后细丝线与竖直方向的夹角为，由于ld，可以认为两小球在一直线上，小球A所受的静电力F=mg由于很小，=，所以，再由库仑定律可得。所以实验中仅测量d与r，也可以验证“静电力与距离平方成反比的关系”，故A错误，D正确； B．为方便验证“静电力与距离平方成反比的关系”，应由实验数据作出F与的关系图像，得到一条倾斜的直线，故B错误； C．用完全相同的不带电导体球C先与A接触，A的电量减半；C再与B球接触时，由于C球此时已经带有一定电量，故B小球的电量不会减半，A、B两球带电量不相等，故C错误。 故选D。 3．（2023·朝阳·二模）如图所示，在匀强磁场中，质量为m、长为L的导体棒用两等长绝缘细线悬挂于同一水平线上的、两点，两细线均与导体棒垂直。图中直角坐标系的x轴与导体棒及平行，z轴竖直向上。若导体棒中通以沿x轴正方向、大小为I的电流，导体棒静止时细线与竖直方向夹角为。则磁感应强度可能（　　） A．沿x轴正方向，大小为 B．沿y轴正方向，大小为 C．沿z轴正方向，大小为 D．沿细线向下，大小为 【答案】D 【解析】  A．若磁感应强度沿x轴正方向，与电流方向同向，导体棒不受安培力。导体棒不可能在图示位置保持静止。A错误； B．若磁感应强度沿y轴正方向，由左手定则，导体棒受安培力竖直向上，导体棒不可能在图示位置保持静止。B错误； C．沿z轴正方向，由左手定则，导体棒受安培力水平向左，导体棒不可能在图示位置保持静止。C错误； D．沿细线向下，大小为，安培力大小，方向与细线垂直斜向右上方。安培力与细线的拉力的合力恰好重力平衡。且导体棒静止时细线与竖直方向夹角为。D正确。 故选D。 4．（2023·昌平·二模）如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂有一个矩形线圈，匝数为N，底边长为L，下部悬在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。当线圈中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向、大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。所测磁场的磁感强度B的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】  根据平衡条件有解得。 故选A。 4．（2023·昌平·一模）某实验装置如图所示，用细绳竖直悬挂一个多匝矩形线圈，细绳与传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。将线框的下边ab置于蹄形磁铁的、S极之间，使ab边垂直于磁场方向且ab边全部处于N、S极之间的区域中。接通电路的开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表读数为时，传感器的读数为；保持ab中的电流大小不变，方向相反，传感器的读数变为（）。已知金属线框的匝数为n，ab边长为L，重力加速度为g，则可得到（　　） A．金属线框的质量 B．N、S极之间的磁感应强度 C．传感器的读数为时，ab中的电流方向为b→a D．减小电流I重复实验，则、均减小 【答案】A 【解析】  AB ．通电线圈受到重力安培力和细绳的拉力作用， 当电流表读数为 I 时，绳子的拉力为 ，则 保持ab中的电流大小不变，方向相反，绳子的拉力为，则 联立解得金属框的质量为， ， 选项A正确，B错误； C．传感器的读数为时，安培力竖直向下，根据左手定则可知，ab中的电流方向为a→b，故C错误； D．减小电流I重复实验，则减小，增大，故D错误。 故选A。 5．（2023·丰台·二模）如图所示，两根间距为的平行金属导轨在同一水平面内，质量为的金属杆b垂直放在导轨上。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与金属杆垂直且与导轨平面成角斜向上。闭合开关S，当电路电流为时，金属杆ab处于静止状态，重力加速度为。求： （1）金属杆ab受到的安培力大小； （2）导轨对金属杆ab的支持力大小； （3）滑动变阻器的滑片P向右移动，金属杆ab受到的支持力减小，金属杆ab仍保持静止。某同学认为：由于金属杆ab受到的支持力减小，所以它受到的摩擦力减小。你是否同意该同学的说法，请分析说明。 【答案】（1）；（2）；（3）不同意，分析见解析 【解析】  （1）金属杆ab受力示意图如图所示 磁场对金属杆ab的安培力大小为 （2）竖直方向根据受力平衡可得解得 （3）不同意该同学的说法。 金属杆ab所受摩擦力f为静摩擦力，其大小与支持力无关；由于金属杆ab处于静止状态，其所受静摩擦力大小等于安培力在水平方向的分力大小，即 因此金属杆ab中电流增大时，金属杆ab所受静摩擦力变大。 【考向四：动态平衡与临界值问题】 1．（2023·丰台·二模）如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶，水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．大小都等于水桶重力的一半 B．与竖直方向的夹角相等 C．减小与的夹角，大小不变 D．减小与的夹角，的合力变大 【答案】B 【解析】  A．根据平衡条件可知，只有当都是沿竖直向上的方向时，两力大小才等于水桶重力的一半，故A错误； B．由平衡条件可知，与竖直方向的夹角相等，故B正确； CD．两人的合力确定，大小等于桶和水的重力，根据力的合成结论可知，两分力夹角越小，分力越小，故CD错误。 故选B。 2．（2023·昌平·二模）中国“天眼”（如图）——500m口径球面射电望远镜（简称FAST）是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，可以在无线电波段搜索来自百亿光年之外的微弱信号。截至2023年3月3日，FAST已发现超过740余颗新脉冲星。馈源支撑系统是FAST的重要组成之一。如图所示，质量为的馈源舱用对称的“六索六塔”装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离300m，每根连接塔顶和馈源舱的绳索长600m。重力加速度为g取，不计绳索重力。下列说法正确的是（　　） A．无线电波属于机械波 B．光年是天文研究中常用的时间单位 C．每根绳索承受的拉力约为 D．若同样缩短每根绳索长度，则每根绳索承受的拉力变小 【答案】C 【解析】  A．无线电波属于电磁波，A错误； B．光年是光在一年内的路程，是天文研究中常用的长度单位，B错误； C．将各塔顶连接起来，得到正六边形，由几何关系可得馈源舱到塔顶的水平距离等于相邻塔顶的水平距离为300m，则可知每根绳索与竖直方向的夹角为，由平衡条件可得 解得，C正确； D．若同样缩短每根绳索长度，每根绳索与竖直方向的夹角变大，根据可知每根绳索承受的拉力变大，D错误。 故选C。 3．（2024·海淀·零模）螺旋千斤顶由带手柄的螺杆和底座组成，螺纹与水平面夹角为α，如图所示。水平转动手柄，使螺杆沿底座的螺纹槽（相当于螺母）缓慢旋进而顶起质量为m的重物，如果重物和螺杆可在任意位置保持平衡，称为摩擦自锁。能实现自锁的千斤顶，α的最大值为α0.现用一个倾角为α0的千斤顶将重物缓慢顶起高度h后，向螺纹槽滴入润滑油使其动摩擦因数μ减小，重物回落到起点。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计螺杆和手柄的质量及螺杆与重物间的摩擦力，转动手柄不改变螺纹槽和螺杆之间的压力。下列说法正确的是（　　） A．实现摩擦自锁的条件为tan α≥μ B．下落过程中重物对螺杆的压力等于mg C．从重物开始升起到最高点摩擦力做功为mgh D．从重物开始升起到最高点转动手柄做功为2mgh 【答案】D 【解析】  实现自锁的条件是重物重力沿斜面下滑的分力小于等于最大静摩擦力 即mgsin α≤μmgcos α，解得μ≥tan α，A错误； 重物缓慢上升的过程中，对螺杆和重物整体受力分析如图所示 则摩擦力做功为Wf=-μmgcos α·L=-tan α·mgcos α·=-mgh，C错误； 重物所受螺杆支持力FN=mgcos α 则由牛顿第三定律可知，重物对螺杆的压力FN'=mgcos α，B错误； 从重物开始升起到最高点，转动手柄做的功用于克服摩擦力做功与克服重物重力做功的和，所以根据动能定理得W＋Wf-mgh=0，解得W=2mgh，D正确。 4．（2024·朝阳·二模）如图所示，水平面上固定一个绝缘支杆，支杆上固定一带电小球A，小球A位于光滑小定滑轮O的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球B相连，在拉力F的作用下，小球B静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢释放细线，使球B移动一小段距离。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．细线中的拉力一直减小 B．球B受到的库仑力先减小后增大 C．球A、B系统的电势能保持不变 D．拉力做负功，库仑力做正功 【答案】C 【解析】  对小球B分析可知，受细线的拉力T，静电斥力F和重力G， 由相似三角形可知 现缓慢释放细线，使球B移动一小段距离，可知L变大，细线中的拉力T变大；r不变，球B受到的库仑力不变；球A、B系统的电势能保持不变；拉力做负功，球A、B间距离不变，库仑力做不做功。 故选C。 5．（2023·昌平·一模）如图所示，质量为、的小球分别带同种电荷和，它们用等长的细线悬挂在同一点，由于静电斥力的作用，小球靠在竖直光滑墙上，的拉线沿竖直方向，、均处于静止状态，由于某种原因，两球之间的距离变为原来的一半，则其原因可能是（　　） A．变为原来的一半 B．变为原来的八倍 C．变为原来的八分之一 D．变为原来的四分之一 【答案】BC 【解析】  AB ．如图所示， 作出A球受到的重力和库仑斥力，根据平衡条件和几何关系可以知道， 与相似，故有: 又因为，所以 使A球的质量变为原来的8倍，而其他条件不变，才能使A、B两球的距离缩短为，故A错误，B正确; CD．使B球的带电量变为原来的，而其他条件不变，则x为原来的，所以C选项是正确的，D错误; 故选BC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点1力与物体的平衡 三年考情分析 2025考向预测 2022年海淀一模（整体法）； 2023年东城二模（静态平衡）； 2024年朝阳二模（动态平衡）…… 在接近日常生产生活的实际情景中，考察基本受力分析能力和共点力平衡知识点，可能是复杂过程中的某一阶段、涉及电磁力的综合考察。 【考察特点】 近三年北京高考真题中，并未出现单独的平衡问题考点，但在多次模考中均有所考察，包括力学和电磁学部分的平衡问题，多以选择题和基础计算题形式考察。 【必备知识】 力的合成和分解、共点力平衡是大部分题目考查知识点和其它物理问题的分析基础，胡克定律、摩擦力、电磁力等知识点和整体法、矢量三角形法的应用是必备的物理分析方法。 【考察要求】 （1）注重基本概念的理解和应用，要求熟练掌握受力分析方法； （2）注重多物体情景的研究，即灵活应用整体法和隔离法解决问题； （3）注重动态平衡和临界情景的研究，能利用数学方法和关键信息构建物理模型。 【知识大纲】 【高分技巧】 一、受力分析技巧 1． 整体法和隔离法的选择 （1）当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法； （2）一般情况下先整体后隔离，即“整体法”优先； （3）在使用隔离法时，优先选择分析受力简单或受力个数少的研究对象。 （4）整体法和隔离法并非相互独立，可能需要配合使用； （5）直接受力分析复杂时，可转换研究对象，根据牛顿第三定律分析。 2． 受力分析顺序 二、静态平衡 1． 基本思路 2． 常用方法 （1）在三个力作用下物体的平衡问题种，常用合成法分析，如图甲所示。 （2）在多个力作用下物体的平衡问题种，常用正交分解法分析，如图乙所示。 （3）多力作用下的平衡问题，也可以转化为二力平衡分析，如求解“作用力”的问题。 三、动态平衡与临界值问题 1． 题目特征：平衡问题种的一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均会发生变化。 2． 基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。 3． 基本方法 （1）解析法：三个以上力，列平衡方程利用数学关系求解； （2）图解法：三个力，“一个力恒定，另一个力方向不变”； （3）相似三角形法：三个力，“一个力恒定，另两个力方向均变化”。 4．临界极值问题。 （1）平衡中的临界问题：当某物理量变化时，会引起其他物理量的变化，使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”。 （2）平衡中的极值问题：一般指力在变化过程中出现最大值或最小值的问题。 （建议用时：45分钟） 【考向一：受力分析、整体法与隔离法】 1．（2022·海淀·一模）倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是（　　） A．木块受到的摩擦力大小是mgcosα B．木块对斜面体的压力大小是mgsinα C．桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα D．桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g 2．（2024·丰台·二模）如图所示，水平地面上放置一个质量为、倾角为的斜面体。一个质量为的箱子在平行于斜面的拉力F作用下，沿斜面体匀速上滑，斜面体保持静止。已知箱子与斜面间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g取，，。下列说法正确的是（　　） A．箱子对斜面体压力的大小为 B．拉力F的大小为 C．斜面体对地面压力的大小为 D．地面给斜面体的摩擦力大小为 3．（2023·昌平·二模）如图所示，一斜面体置于水平地面上，一物块在平行于斜面向上的外力F作用下相对斜面保持静止，该过程中斜面体相对水平地面也保持静止。下列说法正确的是（　　） A．斜面对物块一定有摩擦力作用 B．地面对斜面体一定有摩擦力作用 C．地面对斜面体的支持力大于物块与斜面所受重力之和 D．地面对斜面体的支持力等于物块与斜面所受重力之和 【考向二：静态平衡】 1．（2023·东城·二模）如图所示，质量为m的木箱在大小为F的水平外力作用下，沿倾角为θ的斜面匀速向上运动。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．木箱所受合力大小为 B．斜面对木箱的支持力大小为 C．斜面对木箱的摩擦力大小为 D．斜面对木箱作用力的合力大小为 2．（2024·海淀·二模）如图所示，一物体在与水平方向夹角为θ的恒定拉力F作用下以速度v做匀速直线运动。已知物体质量为m，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在物体运动时间为t的过程中，下列说法正确的是（　　） A．支持力可能为零 B．摩擦力做功为−μmgvt C．拉力和摩擦力的合力方向竖直向上 D．合力做功为Fvt 3．（2024·丰台·一模）如图所示，木块A、B分别重50N和60N，与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。用的水平拉力拉木块B，木块A、B均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的弹力大小为80N B．木块A受到的摩擦力大小为10N C．木块B受到的摩擦力大小为6N D．地面给A、B组成的系统的摩擦力大小为2N 4．（2023·海淀·三模）高血压已成为危害人类健康的一种常见病，现已查明，血管变细是其诱因之一。为研究这一问题，我们可做一些简化和假设：设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速v成正比，即（其中k与血管粗细无关），为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为，若血管内径减为时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为（　　） A． B． C． D． 5．（2023·海淀·三模）绿化工人在街道旁边栽种大树时，为了确保树干不倾斜，需要用铁杆来支撑。通常是用一个铁环紧套在树干上，三根长度不同的铁杆一端均匀分布在固定的铁环上，另一端固定在同一个水平地面上，大树栽好后竖直压在地上，如图所示。由于树刚栽，地面对大树的作用力，除了竖直向上的支持力以外，其它力可以不考虑。则下列说法中正确的是（　　） A．三根铁杆对大树的作用力大小一定相等 B．大树对地面的作用力一定大于自身的重力 C．铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力是一对平衡力 D．铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零 6．（2024·通州·一模）如图1所示，磁铁将一张厚纸片压在竖直磁性黑板上保持不动。若将这张厚纸片两次折叠后仍能被该磁铁压在黑板上保持不动，如图2所示。图1中黑板对厚纸片的摩擦力为，最大静摩擦力为，图2中黑板对厚纸片的摩擦力为。最大静摩擦力为下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【考向三：电磁学中的静态平衡问题】 1．（2024·海淀·三模）如图所示，把系在丝线上的带电小球A挂在铁架台的P点，带电球C置于铁架台旁。小球A静止时与带电球C处于同水平线上，丝线与竖直方向的夹角为。已知小球A的质量为m，重力加速度为g，不计丝线质量，则可知小球A受到的静电力的大小为（　　） A． B． C． D． 2．（2023·朝阳·二模）某同学设计如图所示的实验装置来验证库仑定律：将一个带电小球A用绝缘细线悬挂，并将另一个与小球A带同种电荷的小球B与它靠近，A球受到B球的静电斥力F而发生偏移，测得A球的质量为m，悬点到A球球心的距离为l。首先，在保持两球电荷量不变的情况下，移动小球B改变两球之间的距离，用刻度尺测量稳定后两球间的距离r和A球偏移的距离d（实验中满足）；然后，设法改变两球的电荷量，再进行相关实验。下列说法正确的是（　　） A．实验中，小球A所受静电力的测量值 B．为方便验证“静电力与距离平方成反比的关系”，应由实验数据作出F与的关系图像 C．用不带电导体球C分别与A、B两球接触后，A、B两球一定带等量同种电荷 D．实验中仅测量d与r，也可以验证“静电力与距离平方成反比的关系” 3．（2023·朝阳·二模）如图所示，在匀强磁场中，质量为m、长为L的导体棒用两等长绝缘细线悬挂于同一水平线上的、两点，两细线均与导体棒垂直。图中直角坐标系的x轴与导体棒及平行，z轴竖直向上。若导体棒中通以沿x轴正方向、大小为I的电流，导体棒静止时细线与竖直方向夹角为。则磁感应强度可能（　　） A．沿x轴正方向，大小为 B．沿y轴正方向，大小为 C．沿z轴正方向，大小为 D．沿细线向下，大小为 4．（2023·昌平·二模）如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂有一个矩形线圈，匝数为N，底边长为L，下部悬在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。当线圈中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向、大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。所测磁场的磁感强度B的大小为（　　） A． B． C． D． 4．（2023·昌平·一模）某实验装置如图所示，用细绳竖直悬挂一个多匝矩形线圈，细绳与传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。将线框的下边ab置于蹄形磁铁的、S极之间，使ab边垂直于磁场方向且ab边全部处于N、S极之间的区域中。接通电路的开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表读数为时，传感器的读数为；保持ab中的电流大小不变，方向相反，传感器的读数变为（）。已知金属线框的匝数为n，ab边长为L，重力加速度为g，则可得到（　　） A．金属线框的质量 B．N、S极之间的磁感应强度 C．传感器的读数为时，ab中的电流方向为b→a D．减小电流I重复实验，则、均减小 5．（2023·丰台·二模）如图所示，两根间距为的平行金属导轨在同一水平面内，质量为的金属杆b垂直放在导轨上。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与金属杆垂直且与导轨平面成角斜向上。闭合开关S，当电路电流为时，金属杆ab处于静止状态，重力加速度为。求： （1）金属杆ab受到的安培力大小； （2）导轨对金属杆ab的支持力大小； （3）滑动变阻器的滑片P向右移动，金属杆ab受到的支持力减小，金属杆ab仍保持静止。某同学认为：由于金属杆ab受到的支持力减小，所以它受到的摩擦力减小。你是否同意该同学的说法，请分析说明。 【考向四：动态平衡与临界值问题】 1．（2023·丰台·二模）如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶，水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．大小都等于水桶重力的一半 B．与竖直方向的夹角相等 C．减小与的夹角，大小不变 D．减小与的夹角，的合力变大 2．（2023·昌平·二模）中国“天眼”（如图）——500m口径球面射电望远镜（简称FAST）是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，可以在无线电波段搜索来自百亿光年之外的微弱信号。截至2023年3月3日，FAST已发现超过740余颗新脉冲星。馈源支撑系统是FAST的重要组成之一。如图所示，质量为的馈源舱用对称的“六索六塔”装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离300m，每根连接塔顶和馈源舱的绳索长600m。重力加速度为g取，不计绳索重力。下列说法正确的是（　　） A．无线电波属于机械波 B．光年是天文研究中常用的时间单位 C．每根绳索承受的拉力约为 D．若同样缩短每根绳索长度，则每根绳索承受的拉力变小 3．（2024·海淀·零模）螺旋千斤顶由带手柄的螺杆和底座组成，螺纹与水平面夹角为α，如图所示。水平转动手柄，使螺杆沿底座的螺纹槽（相当于螺母）缓慢旋进而顶起质量为m的重物，如果重物和螺杆可在任意位置保持平衡，称为摩擦自锁。能实现自锁的千斤顶，α的最大值为α0.现用一个倾角为α0的千斤顶将重物缓慢顶起高度h后，向螺纹槽滴入润滑油使其动摩擦因数μ减小，重物回落到起点。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计螺杆和手柄的质量及螺杆与重物间的摩擦力，转动手柄不改变螺纹槽和螺杆之间的压力。下列说法正确的是（　　） A．实现摩擦自锁的条件为tanα≥μ B．下落过程中重物对螺杆的压力等于mg C．从重物开始升起到最高点摩擦力做功为mgh D．从重物开始升起到最高点转动手柄做功为2mgh 4．（2024·朝阳·二模）如图所示，水平面上固定一个绝缘支杆，支杆上固定一带电小球A，小球A位于光滑小定滑轮O的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球B相连，在拉力F的作用下，小球B静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢释放细线，使球B移动一小段距离。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．细线中的拉力一直减小 B．球B受到的库仑力先减小后增大 C．球A、B系统的电势能保持不变 D．拉力做负功，库仑力做正功 5．（2023·昌平·一模）如图所示，质量为、的小球分别带同种电荷和，它们用等长的细线悬挂在同一点，由于静电斥力的作用，小球靠在竖直光滑墙上，的拉线沿竖直方向，、均处于静止状态，由于某种原因，两球之间的距离变为原来的一半，则其原因可能是（　　） A．变为原来的一半 B．变为原来的八倍 C．变为原来的八分之一 D．变为原来的四分之一 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$