第二章　第3课时　物体的受力分析　共点力的平衡-【优化指导】2026年物理一轮复习高中总复习·第1轮（粤教版）

高考总复习 物理 第二章　相互作用 第3课时　物体的受力分析　 共点力的平衡 夯实 必备知识 相等 合力 相反 夯实 必备知识 夯实 必备知识 C 夯实 必备知识 提升 关键能力 提升 关键能力 B 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 B 提升 关键能力 提升 关键能力 AD 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 A 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 A 提升 关键能力 提升 关键能力 B 提升 关键能力 提升 关键能力 C 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 升华 核心素养 方法应用研析 破情境·巧选法 B 升华 核心素养 方法应用研析 破情境·巧选法 升华 核心素养 方法应用研析 破情境·巧选法 AD 升华 核心素养 方法应用研析 破情境·巧选法 升华 核心素养 方法应用研析 破情境·巧选法 升华 核心素养 方法应用研析 破情境·巧选法 请完成：课后跟踪训练(9) 温馨提示 谢谢观看！ 1．受力分析 2．共点力平衡 教材原型► 粤教必修第一册P90例题2 在科学研究中，人们利用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图所示．仪器中有一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球．无风时，金属丝竖直下垂．当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度，风力越大，偏角越大．通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力的大小． 模型对接► (经典高考题)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为(　　) A． B． C．T sin α D．T cos α 解析：对气球受力分析，由水平方向平衡条 件可得：F风＝T sin α，C正确． 考点一　受力分析 1．巧取研究对象 方法 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者系统整体的加速度 研究系统内部各物体之间的相互作用力 注意 问题 受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力 一般情况下先隔离受力较少的物体 2.受力分析的一般步骤 [例1] 如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜．A的左侧靠在光滑的竖直墙面上，加水平推力后，关于两木块的受力，下列说法正确的是(　　) A．A、B之间一定存在摩擦力作用 B．木块A可能受三个力作用 C．木块A一定受四个力作用 D．木块B一定受到地面向右的摩擦力 解析：如果A受到重力、墙面对它的弹力和B对它的支持力，这三个力恰好平衡，则A、B之间没有摩擦力，A、C错误，B正确；以A、B整体为研究对象，竖直方向受到A、B的重力和地面的支持力，水平方向受到水平推力和墙面的弹力，水平地面可以对B无摩擦力，D错误． 受力分析的三个技巧 (1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆． (2)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力的有无及方向的常用方法． (3)善于转换研究对象，尤其是在弹力、摩擦力的方向不易判定的情形中，可以先分析与其接触的物体的受力，再应用牛顿第三定律判定． 1．(2025·内蒙古高考综合改革适应性演练)“那达慕”是国家级非物质文化遗产，套马是“那达慕”大会的传统活动之一，某次套马的情境如图所示．套马者视为质点，可能受重力G、支持力FN、拉力F、摩擦力Ff，其受力示意图可能正确的是(　　) 解析：对套马者受力分析可知，套马者受到沿绳子方向向左上方的拉力F，垂直于水平面的支持力FN，竖直向下的重力G，水平向右的摩擦力Ff，A、D错误，B正确；如果没有支持力也就不会有摩擦力，C错误． 2.(多选)如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上．关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是(　　) A．A一定受到四个力 B．B可能受到四个力 C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D．A与B之间一定有摩擦力 解析：由题可知，A、B均处于平衡状态，对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，C错误；对B受力分析，如图乙所示，受到重力、A 对B的弹力及摩擦力，故B受到 三个力，B错误；对A受力分析， 如图丙所示，受到重力、推力、B 对A的弹力和摩擦力，共四个力， A、D正确． 考点二　共点力的平衡条件及应用 1．共点力平衡的条件及推论 (1)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0. (2)常用推论 ①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反． ②若三个不共线的共点力合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形． 2．求解共点力平衡问题的常用方法 (1)合成法：一个力与其余所有力的合力等大反向，常用于非共线三力平衡． (2)正交分解法：Fx合＝0，Fy合＝0，常用于多力平衡． (3)矢量三角形法：把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形． 考向1　合成法的应用 [例2] 质量为m的小球，用细线AB悬挂在竖直的墙壁上，细线与墙壁的夹角为60°，如图甲所示，当小球受到拉力F1时，拉力与细线的夹角为120°，小球正好静止不动，细线拉力为F甲．如图乙所示，当小球受到拉力F2时，拉力与细线的夹角为150°，小球正好静止不动，细线拉力为F乙，重力加速度为g，下列等式正确的是(　　) A．F1＝mg B．F2＝2mg C．F甲＝mg D．F乙＝mg 解析：对题图甲中小球受力分析，如图(1)所示．小球处于平衡状态，由合成法可得拉力F1＝mg，F甲＝mg，A正确，C错误；对题图乙中小球受力分析，如图(2)所示，小球处于平衡状态，由合成法可得F2＝mg tan 60°＝mg，F乙＝＝2mg，B、D错误． 考向2　正交分解法的应用 [例3] (2024·河北卷)如图所示，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． N B．1.0 N C． N D．2.0 N 解析：对小球受力分析如图所示． 由几何关系易得力F与力FN与竖直方向的夹角均为30°，因此由正交分解方程可得FNsin 30°＝F sin 30°，FNcos 30°＋F cos 30°＋T＝mg，解得F＝FN＝ N，A正确． 考向3　矢量三角形法 [例4] 如图所示，两个可视为质点的光滑小球a和b，先用一刚性轻细杆相连，再用两根细绳两端分别连接a、b球，并将细绳悬挂在O点．已知小球a和b的质量之比ma∶mb＝∶1，细绳Oa的长度是细绳Ob的长度的倍，两球处于平衡状态时，绳Oa上的拉力大小为Fa，绳Ob上的拉力大小为Fb.则Fa∶Fb为(　　) A．∶1 B．∶1 C．∶ D．∶ 解析：两球都受到重力、细杆的弹力和细绳的拉力这三个力的作用而处于平衡状态，对a、b受力分析，如图所示，在图中过O点作竖直线交ab于c点，则△Oac与小球a的力矢量三角形相似，△Obc与小球b的力矢量三角形相似，有＝， ＝，解得Fa∶Fb＝∶1，B正确． 3．(2025·广东汕头高三检测)图甲为挂在架子上的双层晾衣篮．上、下篮子完全相同且保持水平，每个篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成，两篮通过四根等长的轻绳与钢圈的四等分点相连，上篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上．晾衣篮的有关尺寸如图乙所示，则图甲中上、下各一根绳中的张力大小之比为(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．5∶2 D．5∶4 解析：设一个篮子的质量为m，连接下篮的绳子的拉力为T2，对下篮，根据平衡条件得4T2＝mg，解得T2＝；设连接上篮的绳子的拉力为T1，绳子与竖直方向夹角为θ，对两个篮整体由平衡条件得4T1cos θ＝2mg，根据几何关系得sin θ＝＝0.6，联立解得T1＝mg，则＝，C正确，A、B、D错误． 用“对称法”解决非共面平衡问题 在力的合成与分解的实际问题中，经常遇到物体受多个非共面力作用处于平衡状态的情况，解决此类问题时要注意图形结构的对称性，结构的对称性往往对应着物体受力的对称性，即某些力大小相等、方向相同等特点． [例5] (2022·浙江6月选考)如图所示，一个轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°.一个重力为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的(　　) A．作用力为G B．作用力为G C．摩擦力为G D．摩擦力为G 解析：设斜杆的弹力大小为F，以水平横杆和重物为整体，竖直方向上根据受力平衡可得4F cos 30°＝G，解得F＝G，A错误，B正确；以其中一根斜杆为研究对象，其受力如图所示，可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为G，每根 斜杆受到地面的摩擦力为Ff＝F sin 30°＝G，C、D 错误． 4.(多选)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，挂在如图所示的晾衣架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆．转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上．∠AOB＝60°，∠DOC＝30°，衣服质量为m，重力加速度为g.则(　　) A．CO杆所受的压力大小为2mg B．CO杆所受的压力大小为mg C．AO绳所受的拉力大小为mg D．BO绳所受的拉力大小为mg 解析：以O点为研究对象，O点受到衣服的拉力FT、CO杆的支持力F1和绳AO、BO的拉力，设绳AO和绳BO拉力的合力为F，作出O点的受力示意图如图甲所示，根据平衡条件得F1＝＝2mg，由牛顿第三定律知CO杆所受的压力大小为2mg，A正确，B错误； 由图甲分析可知F＝mg tan 60°＝mg，将F沿OA、OB方向分解，如图乙所示，设绳AO和绳BO所受拉力分别为F2、F2′，且F2＝F2′，则F＝2F2cos 30°，解得F2＝mg，C错误，D正确． $$