第二章 第3节 受力分析 共点力的平衡-【高考DNA解码】2026年高考物理一轮总复习学生用书word（广东专用）

　受力分析　共点力的平衡 1．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________，这个过程就是受力分析。 (2)步骤 ①明确研究对象 研究对象选取方法：整体法或________，可以是单个物体，也可以是多个物体的组合。 ②进行受力分析：先分析________和已知力，再按接触面分析________、________，最后分析其他力(静电力、磁场力等)。 ③画力的示意图：将物体受到的力一一画在受力示意图上，准确标出各力的方向，尽量做到大力长线、小力短线。 2．共点力平衡 (1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动。 (2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0。 (3)推论 ①二力平衡：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________，方向________。 ②三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的________________一定与第三个力大小相等，方向相反。 ③多力平衡：如果物体受多个共点力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反。 1．易错易混辨析 (1)对物体受力分析时，只能画该物体受到的力，其他物体受到的力不能画在该物体上。 (　　) (2)物体沿光滑斜面下滑时，受到重力、支持力和下滑力的作用。 (　　) (3)速度等于0的物体一定处于平衡状态。 (　　) (4)物体受两个力作用处于平衡状态，这两个力必定等大反向。 (　　) (5)若物体受到三个力F1、F2、F3的作用而平衡，将F1转动90°时，三个力的合力大小为。 (　　) 2．(人教版必修第一册改编)(多选)一根轻绳一端系小球P，另一端系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和小球P之间夹有一长方体物块Q，如图所示，在小球P、物块Q均处于静止状态的情况下，下列有关说法正确的是(　　) A．物块Q受3个力 B．小球P受4个力 C．若O点下移，物块Q受到的静摩擦力将增大 D．若O点上移，绳子的拉力将变小 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]　(一题多变)如图所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面水平，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F≠0。则下列描述正确的是(　　) A．B可能受到3个或4个力作用 B．斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下 C．A对B的摩擦力可能为零 D．A、B整体不可能受三个力作用 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [变式1]　(多选)在[典例1]中，若力F作用在B上，如图所示，则B的受力个数可能为(　　) A．3个　　 B．4个 C．5个　　 D．6个 [变式2]　在[变式1]中，水平推力改为水平拉力(水平向右)，如图所示，整个系统处于静止状态，则下列说法正确的是(　　) A．A的受力个数为4个 B．B的受力个数为4个 C．地面对C的支持力小于三者重力之和 D．地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　受力分析的四个注意点 (1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的力混淆。 (2)每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有。 (3)合力和分力不能重复考虑。 (4)对整体进行受力分析时，组成整体的几个物体间的作用力为内力，不能在受力分析图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要在受力分析图中画出。 共点力的静态平衡 1．处理平衡问题的基本思路 确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论。 2．常用的方法 方法 适用条件 注意事项 优点 合成法 物体受三个力作用而平衡 (1)表示三个力大小的线段长度不可随意画； (2)两力的合力与第三个力等大反向 对于物体所受的三个力，有两个力相互垂直或两个力大小相等的平衡问题求解较简单 分解法 物体受三个力作用而平衡 将其中一个力按作用效果分解，其两个分力分别与物体受到的另两个力等大反向 正交分解法 物体受三个力或三个以上的力作用而平衡 选坐标轴时应使尽量多的力与坐标轴重合 对于物体受三个以上的力处于平衡状态的问题求解较方便 力的三角形法 物体受三个力作用而平衡 将三个力的矢量图平移，构成一个依次首尾相连接的矢量三角形 常用于求解一般矢量三角形中未知力的大小和方向 [典例2]　(一题多法)(多选)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心。一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ，重力加速度为g，下列关系式正确的是(　　) A．F＝ B．F＝mg tan θ C．FN＝ D．FN＝mg tan θ [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　处理平衡问题的三个技巧 (1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单。 (2)物体受四个以上的力作用时，一般要采用正交分解法。 (3)用正交分解法建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，使需要分解的力尽可能少。 1．炎热夏天，人们都安装空调，为安全起见，要求吊运过程中空调主机与楼墙保持一定的距离。原理如图所示，一人在高处控制一端系在主机上的轻绳P，另一人在地面控制另一根一端系在主机上的轻绳Q，二人配合可使主机缓慢竖直上升。主机质量为m，当P绳与竖直方向的夹角α＝37°时，Q绳与竖直方向的夹角β＝53°。主机视为质点，重力加速度为g(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)。则(　　) A．P绳中拉力为mg　 B．P绳中拉力为mg C．Q绳中拉力为mg D．Q绳中拉力为mg 2．如图所示，吸附在竖直玻璃上的擦窗工具在竖直平面内所受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用下做匀速直线运动。若拉力大小为重力的倍，方向水平向右，则擦窗工具所受摩擦力(　　) A．与重力是一对平衡力 B．与拉力是一对平衡力 C．方向竖直向上 D．大小等于重力的2倍 3．(2025·广东清远模拟)如图(a)所示，滑块在与水平方向夹角为37°的斜向上的拉力F作用下，沿水平桌面做匀速直线运动。将该桌面倾斜成与水平方向夹角为37°，保持拉力的方向不变，大小变为2F，如图(b)所示，滑块恰好沿倾斜桌面向上做匀速直线运动。重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，滑块与桌面间的动摩擦因数可能是(　　) A． 　B． 　C． 　D． 4．如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细绳一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块。如果小圆环A、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子不可伸长，平衡时弦AB所对的圆心角为α，则两物块的质量之比m1∶m2应为(　　) A．cos B．sin C．2sin D．2cos 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节　受力分析　共点力的平衡 链接教材·夯基固本 梳理·必备知识 1．(1)示意图　(2)隔离法　重力　弹力　摩擦力 2．(3)相等　相反　合力 激活·基本技能 1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ 2．BD　[对P和Q进行受力分析可知，Q受重力、墙壁的弹力、P对Q的弹力、P对Q的摩擦力，P受重力、绳子的拉力、Q对P的弹力、Q对P的摩擦力，A错误，B正确；分析Q的受力情况可知，若O点下移，Q处于静止状态，其受到的静摩擦力仍等于重力，不变，C错误；对P进行受力分析可知，若O点上移，绳子的拉力将变小，D正确。] 细研考点·突破题型 考点1 典例1　B　[对B受力分析，木块B受重力、A对B的压力、A对B水平向左的静摩擦力、斜面对B垂直于斜面向上的支持力、斜面对B可能有静摩擦力(当A对B向左的静摩擦力平行斜面方向的分力与木块A对B的压力与木块B重力的合力沿斜面方向的分力平衡时，斜面对B没有静摩擦力)作用，故B可能受4个力或者5个力作用，故A错误；当A对B向左的静摩擦力平行斜面方向的分力大于木块A对B的压力与木块B重力的合力沿斜面方向的分力时，木块B有上滑趋势，此时木块B受到平行斜面向下的静摩擦力，故B正确；对木块A受力分析，受水平力F、重力、B对A的支持力和静摩擦力，根据平衡条件，B对A的静摩擦力与水平力F平衡，根据牛顿第三定律，A对B的摩擦力水平向左，大小为F，故C错误；对A、B整体受力分析，受重力、斜面对整体的支持力、水平力F，可能有静摩擦力(当推力沿斜面方向的分力与A、B整体重力沿斜面方向的分力平衡时，斜面对A、B整体的静摩擦力为零)，所以A、B整体可能受三个力作用，故D错误。] 变式1　BC　[B一定受重力、斜面的支持力、A的压力和力F，斜面对B可能有摩擦力，也可能没有摩擦力，故B可能受4个力或5个力，选项B、C正确。] 变式2　D　[对A进行受力分析，根据平衡条件知A只受重力和支持力2个力的作用，选项A错误；对B进行受力分析，受重力、A对B的压力、C施加的垂直斜面向上的支持力、拉力F，根据平衡条件知还受C施加的平行斜面向上的静摩擦力，共5个力的作用，选项B错误；以A、B、C整体为研究对象进行受力分析，根据平衡条件知地面对C的支持力等于三者重力之和知，选项C错误；对A、B、C整体进行受力分析，根据平衡条件知地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，选项D正确。] 考点2 典例2　AC　[解法一：合成法 滑块受力如图甲所示，由平衡条件知＝tan θ，＝sin θ，所以F＝，FN＝。 解法二：效果分解法 将重力按产生的效果分解，如图乙所示，则F＝G2＝，FN＝G1＝。 解法三：正交分解法 将滑块受的力沿水平、竖直方向分解，如图丙所示，则mg＝FNsin θ，F＝FNcos θ，联立解得F＝，FN＝。 解法四：力的三角形定则法 滑块受到的三个力可组成封闭的三角形，如图丁所示，则由几何关系可得F＝，FN＝。] 学情诊断·当堂评价 1．C　[对空调主机受力分析，建立坐标系如图所示。 则y轴方向有FP cos α＝mg＋FQ cos β，x轴方向有FP sin α＝FQ sin β，联立可得FP＝mg，FQ＝mg，故选C。] 2．D　[擦窗工具做匀速直线运动，受力平衡，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力，如图所示，根据平衡条件可得擦窗工具所受摩擦力f＝＝＝2G，则擦窗工具所受摩擦力与重力不是一对平衡力，与拉力也不是一对平衡力，根据几何关系有tan α＝，解得α＝30°，方向斜向左上。故选D。] 3．A　[设滑块质量为m，当滑块沿水平桌面做匀速直线运动，据平衡条件可得，在水平、竖直方向分别有F cos 37°＝μN1，F sin 37°＋N1＝mg；当滑块沿倾斜桌面向上做匀速直线运动，沿斜面方向、垂直斜面方向分别有2F＝mg sin 37°＋μN2，N2＝mg cos 37°，联立可解得μ＝，A正确。] 4．C　[对小圆环A受力分析，如图所示，FT2与FN的合力与FT1平衡，由力的矢量三角形与几何三角形的相似，可知＝，其中FT2＝m2g，F＝FT1＝m1g，联立解得＝2sin ，C正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$