第二章 第3讲 受力分析 共点力的平衡-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课件PPT

第3讲　受力分析　 共点力的平衡 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 课前 双基复盘 课堂 研透考点 01 02 提升 学科素养 03 课后 素养提能 04 高考总复习 物理 第二章 相互作用 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 课前 双基复盘 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 课堂 研透考点 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 提升 学科素养 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 课时作业 点击进入WORD链接 下一页 上一页 返回导航 第二章 相互作用 高考总复习 物理 [知识点一]　物体的受力分析　 1．定义 把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出　受力示意图　的过程． 2．受力分析的一般顺序 (1)首先分析场力(　重力　、电场力、磁场力)． (2)其次分析接触力(弹力、　摩擦力　)． (3)最后分析其他力． (4)画出受力分析　示意图　(选填“示意图”或“图示”)． [知识点二]　共点力的平衡　 1．平衡状态 物体处于　静止　状态或　匀速直线运动　状态． 2．平衡条件 F合＝0或者eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Fx＝0,Fy＝0)) 如图甲所示，小球静止不动；如图乙所示，物块匀速运动． 甲　　　　　　　　乙 则小球F合＝　0　；物块Fx＝　0　，Fy＝　0　. 3．平衡条件的推论 二力 平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小　相等　，方向　相反　. 三力 平衡 物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外两个力的合力大小　相等　，方向　相反　，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量　三角形　. 多力 平衡 物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外几个力的合力大小　相等　，方向　相反　. 1. (人教版必修第一册P79·T2改编)(多选)学校篮球比赛结束后，小明用网兜把篮球挂在室内光滑的墙上A处，如图所示．小华看见后说：“网兜的悬线太长，这样挂容易碰到人的头．”于是重新挂上，这次缩短了悬线AC的长度．则AC缩短后(　　) A．线AC对球的拉力增大了 B．线AC对球的拉力减小了 C．墙对球的支持力增大了 D．墙对球的支持力减小了 解析：AC　[对篮球受力分析如图所示， 设细线与墙壁的夹角为θ，则由几何关系和平衡条件可得Tcos θ＝G，Tsin θ＝N，缩短悬线AC的长度，线与墙壁的夹角θ变大，所以线AC对球的拉力T增大，墙对球的支持力N增大，故A、C两项正确，B、D两项错误．] 2. (人教版必修第一册P79·T3改编)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中(　　) A．F逐渐变大，T逐渐变大 B．F逐渐变大，T逐渐变小 C．F逐渐变小，T逐渐变大 D．F逐渐变小，T逐渐变小 解析：A　[以O点为研究对象，设绳OA与竖直方向的夹角为θ，物体所受的重力为G，进行受力分析，易得F＝Gtan θ，T＝eq \f(G,cos θ)，随着O点向左移动，θ变大，可知F逐渐变大，T逐渐变大，A项正确．] 3．(人教版必修第一册P81·T6改编)将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示．用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝60°，则F的最小值为(　　) A.eq \f(\r(3)mg,3)　　B.eq \r(3)mg　　C.eq \f(\r(3)mg,2)　　D.eq \f(mg,2) 解析：B　[以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在不同方向时整体的受力图， 根据平衡条件得知，F与FT的合力与重力mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，F的最小值为F＝2mgsin 60°＝eq \r(3)mg，B项正确．] 考点一　物体的受力分析 1．受力分析的基本思路 (1)研究对象的选取方法：整体法和隔离法． (2)基本思路 2．整体法与隔离法选取原则 [典例1]　(2025·海南海口高三考试)如图所示，质量为m的木块，被水平力F紧压在倾角为θ＝60°的墙面上处于静止状态．则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力，下列说法正确的是(　　) A．墙面对木块没有压力 B．墙面对木块可能有沿墙面向下的摩擦力 C．墙面对木块的作用力大小为F D．墙面对木块的作用力大小为eq \r(F2＋mg2) [解析]　D　[对木块受力分析，受竖直向下的重力、水平向右的推力，若只有这两个力，木块不可能静止，根据平衡条件可知物体一定受到摩擦力，且方向沿墙面向上，故弹力必定存在，故A、B错误；由上述分析可知，木块受到四个力的作用：重力、推力、弹力、摩擦力，由平衡条件得，墙面对木块的作用力(即弹力与摩擦力的合力)一定与重力和推力的合力大小相等，则有F合＝eq \r(F2＋mg2)，故C错误，D正确．] [典例2]　(2025·广西高三联考 )水平面内匀速向右运动的车厢，顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触．关于小球的受力，下列说法正确的是(　　) A．小球对细线的拉力就是重力 B．细线可能对小球没有拉力作用 C．斜面对小球一定没有支持力作用 D．小球受到的重力大于线的拉力 [解析]　C　[小球与车一起向右匀速运动，所以小球受平衡力作用，假设桌面有支持力，则支持力有水平向右的分力，小球将向右加速运动，则小球只受细绳的拉力和重力作用，重力和拉力是平衡力关系，两力大小相等但施力物体不同，不是同一个力．故选C.] 　受力分析的四种方法 整体法 将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析 隔离法 将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析 假设法 在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在 动力学分析法 对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析求解 (2025·浙江模拟预测)如图所示，在水平路面上匀速直线行驶的汽车内，一个手机通过吸盘式支架固定在倾斜的前挡风玻璃上．若吸盘和玻璃间的空气已被排空，则手机和支架(　　) A．共受3个力作用 B．共受4个力作用 C．受前挡风玻璃的作用力方向一定竖直向上 D．受前挡风玻璃的摩擦力方向一定竖直向上 [解析]B　[手机和支架受到重力、大气压力、玻璃的弹力和玻璃的摩擦力，共4个力，故选项A错误，选项B正确；挡风玻璃给支架的作用力为弹力和摩擦力的合力，与大气压力和重力的合力等大反向，不可能竖直向上，故选项C错误；受前挡风玻璃的摩擦力方向一定是与玻璃相切，不可能竖直向上，故选项D错误．] 考点二　共点力的平衡 1．平衡中的研究对象的选取 (1)单个物体；(2)能看成一个物体的系统； (3)一个结点． 2．共点力平衡问题的解题“五步骤” [典例3]　(2023·广东卷，2)如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体．壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为θ.船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面．下列关系式正确的是(　　) A．Ff＝G　　　　　　 B．F＝FN C．Ff＝Gcos θ D．F＝Gsin θ [解析]　C　[如图所示，将重力垂直于斜面方向和沿斜面方向分解． AC.沿斜面方向，由平衡条件得Ff＝Gcos θ，故A错误，C正确；BD.垂直斜面方向，由平衡条件得F＝Gsin θ＋FN，故BD错误．故选C.] [典例4]　(2024·河北卷)如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°，挡板与斜面夹角为60°.若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0 N，g取10 m/s2，挡板对球体支持力的大小为(　　) A.eq \f(\r(3),3)N　 B．1.0 Neq \r()　　 C.eq \f(2\r(3),3)N　　 D．2.0 N [解析]　A　[对小球体受力分析如图所示： 正交分解列方程，x轴方向：FN1sin 30°＝FN2sin 30°， y轴方向：FN1cos 30°＋FN2cos 30°＋F＝mg，联立方程解得FN1＝eq \f(\r(3),3)N，A正确．] 　(本题源于人教版必修第一册P79·T5) 将一个质量为4 kg的铅球放在倾角为45°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态(如图)．不考虑铅球受到的摩擦力，则铅球对挡板的压力和对斜面的压力分别是多少？ 答案：N板＝40 N　N面＝56.6 N [典例5]　(2025·滨州二模)如图甲所示为明朝宋应星所著《天工开物》中用重物测量弓弦张力的“试弓定力”插图．示意图如图乙所示，在弓的中点悬挂质量为M的重物，弓的质量为m，弦的质量忽略不计，悬挂点为弦的中点，张角为θ，当地重力加速度为g，则弦的张力为(　　) A.eq \f(M＋mg,2 cos\f(θ,2))　　　　　　 B.eq \f(M＋mg,2 sin\f(θ,2)) C.eq \f(Mg,2 sin\f(θ,2)) D.eq \f(mg,2 cos\f(θ,2)) [解析]　A　[对弓和重物整体受力分析，如图所示竖直方向上， 根据受力平衡有2T coseq \f(θ,2)＝(M＋m)g，解得T＝eq \f(M＋mg,2 cos\f(θ,2))，故选A.] 　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 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交分 解法 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 力的三 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 　(2025·济南一模)嫦娥七号将配置能在月面上空飞行的“飞跃探测器”，其六足构型如图所示．对称分布的六条轻质“腿”与探测器主体通过铰链连接，当探测器静止在水平地面上时，六条“腿”的上半部分与竖直方向夹角均为θ，探测器的质量为m，重力加速度为g.则每条“腿”的上半部分对探测器的弹力大小为(　　) A.eq \f(mg,6 cosθ) B.eq \f(mg,6 sinθ) C.eq \f(mg cosθ,6) D.eq \f(mg sinθ,6) 解析：A　[设每条“腿”的上半部分对探测器的弹力大小为F，由平衡条件可知6F cosθ＝mg，可得F＝eq \f(mg,6 cosθ)，故选A.] 整体法与隔离法在平衡问题中的应用 整体法 隔离法 选用 原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用力 注意 问题 进行受力分析时不需再考虑系统内物体间的相互作用 一般隔离受力较少的物体 说明 解决实际问题时常交替使用整体法与隔离法 [典例1]　(2025·河南高三校联考阶段练习)如图所示，物块A、B叠放在粗糙水平地面上，一轻质弹簧一端与物块A相连，另一端悬挂在M点．若将弹簧上端缓慢移动至物块A正上方的O点，物块A、B始终处于静止状态，上端移至N点时，弹簧刚好处于原长．弹簧上端由M移动至O点的过程中，下列说法正确的是(　　) A．物块B对A的支持力一直增大 B．开始时A、B间弹力可能为0 C．地面对B的摩擦力先增大后减小 D．地面对B的支持力先减小后增大 [解析]　A　[设A到O点的高度为h，弹簧原长为l0，弹簧与竖直方向夹角为θ，弹簧上端由M移动至N点的过程中，对A：FN＋kx cos θ＝GA， 由于kx cos θ＝eq \f(khx,l0＋x)＝eq \f(1,\f(l0＋x,khx))＝eq \f(1,\f(l0,khx)＋\f(1,kh))， 可知弹簧伸长量减小，物块B对A的支持力增大． 弹簧上端由N移动至O点的过程中FN＝GA＋kx cos θ， 由于kx cos θ＝eq \f(khx,l0－x)＝eq \f(1,\f(l0－x,khx))＝eq \f(1,\f(l0,khx)－\f(1,kh))， 弹簧压缩量增大，物块B对A的支持力增大．则物块B对A的支持力一直增大，A正确；开始时A受弹簧弹力斜向上，处于静止状态，则A受B水平向左的静摩擦力，A、B间弹力不可能为0，B错误；对A、B整体，弹簧上端由M移动至N点的过程中，弹簧弹力的水平分力减小，则地面对B的摩擦力减小，C错误；对A、B整体，同A选项可知，地面对B的支持力一直增大，D错误．] [典例2]　如图所示，两个大小不等的光滑球置于半球状的凹槽内，O为凹槽的球心，O1是质量为m1的大球的球心，O2是质量为m2的小球的球心，两球静止时切点正好位于O点正下方．则下列说法正确的是(　　) A．m1>m2 B．m1<m2 C．凹槽对大球的弹力等于对小球的弹力 D．凹槽对大球的弹力大于对小球的弹力 [解析]　B　[对两个球进行受力分析如图所示， 设大球半径为R，小球半径为r，则根据力的矢量三角形和几何三角形相似有eq \f(m1g,OP)＝eq \f(F1,R)＝eq \f(FN1,OO1)，eq \f(m2g,OP)＝eq \f(F2,r)＝eq \f(FN2,OO2)，则m1g＝eq \f(F1,R)OP，m2g＝eq \f(F2,r)OP，由牛顿第三定律可知，F1＝F2，又因为R>r，所以m1<m2，故A错误，B正确；FN1＝eq \f(OO1,R)F1，FN2＝eq \f(OO2,r)F2，因为R>r，OO1<OO2，所以FN1<FN2，故C、D错误．] [典例3]　 (多选)如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上．现在b盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终保持静止状态，下列说法中正确的是(　　) A．b对c的摩擦力可能先减小后增大 B．地面对c的支持力可能不变 C．c对地面的摩擦力不变 D．弹簧的弹力可能增大 [解析]　AC　[由于b的重力沿斜面方向的分力与细绳的拉力大小关系未知，故不能确定b、c间静摩擦力的方向，故随着砂粒质量的增加，b、c间静摩擦力可能增大，可能减小，也可能先减小后增大，A正确； a、b、c始终处于静止状态，则弹簧的长度不变，由胡克定律可知弹簧的弹力大小不变，对a分析可知细绳的拉力不变，以b与c组成的整体为研究对象，整体受到重力、支持力以及细绳向右上方的拉力、地面的摩擦力，在b盒内缓慢加入适量砂粒后，竖直向下的重力增大，细绳的拉力不变，则地面的摩擦力不变，所以整体受到的支持力一定增大，C正确，B、D错误．] 　整体法和隔离法的选用技巧 　当物理情境中涉及物体较多时，就要考虑采用整体法和隔离法． (1)整体法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(研究外力对物体系统的作用,各物体运动状态相同)) 同时满足上述两个条件即可采用整体法． (2)隔离法eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(分析系统内各物体、各部分间的相互作用,各物体的运动状态相同或不同均可)) 必须将物体从系统中隔离出来，单独地进行受力分析，列出方程． (3)整体法和隔离法的交替运用 对于一些复杂问题，比如连接体问题，通常需要多次选用研究对象，这样整体法和隔离法要交替使用． $$