10第二章专题强化2　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（云南专版）

高考总复习 物理 第二章　 相互作用——力 专题强化❷　受力分析　共点力的平衡 热点一 受力分析及静态平衡问题 1．牛顿第三定律 (1)作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。 (2)牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。表达式为：F＝－F′。 2．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。 二力平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，那么这两个力必定大小相等、方向相反 三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，那么其中任何一个力与另外两个力的合力大小相等、方向相反 物体受四个以上的力作用时，一般要采用正交分解法。 突破 如何高效进行受力分析 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.“假设法”与“状态法”的应用 假设法 在未知某力是否存在时，先对其做出不存在的假设，然后根据该力不存在对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在 状态法 对于平衡状态的物体进行受力分析时，根据其平衡条件进行分析；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 3.避免“漏力”或“多力” (1)只分析研究对象受到的力，不要把研究对象受到的力与该研究对象对其他物体的力混淆在一起； (2)惯性不是力，不要把物体的惯性当作力； (3)只分析实际受到的力，不要把效果力当性质力去分析。 【典例1】 (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 [思维方法] 受力分析一般步骤 突破 巧选方法解答静态平衡 　解决静态平衡问题的常用方法 (1)力的合成法； (2)力的正交分解法； (3)正弦定理法； (4)矢量三角形图解法。 【典例2】 (2022·海南卷)我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为m′，不计石块间的摩擦，则m∶m′为 (　　) D [思维方法] 解答静态平衡问题的四个步骤 热点二 动态平衡问题 1．基本思路 化“动”为“静”，“静”中求“动”。 2．灵活应用三种方法 方法 步骤 解析法 (1)列平衡方程，寻找未知量与已知量的关系表达式； (2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况 图解法 (1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形中边、角的变化； (2)确定未知量大小、方向的变化 方法 步骤 相似三 角形法 (1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式； (2)确定未知量大小的变化情况 【典例3】 (多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，衣架挂于绳上并处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是 (　　) A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变 B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大 C．绳两端的高度差越小，绳子拉力越小 D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移 AB 突破 “相似三角形法”的应用 【典例4】 如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中，手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是(　　) A．F不变，FN增大　　B．F不变，FN减小 C．F减小，FN不变 D．F增大，FN减小 C [思维方法] 应用相似三角形法解答动态平衡问题的思路 (1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式； (2)确定未知量大小的变化情况。 热点三 平衡中的临界、极值问题 1．解决平衡中临界和极值问题的方法 (1)极限法：首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点；临界条件必须在变化中寻找，研究临界问题不能停留在一个状态。 (2)数学分析法：通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(画出函数图像)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)。 (3)物理分析法：根据物体的平衡条件，作出力的矢量图，利用平行四边形定则对物理过程进行动态分析，确定最大值和最小值。 2．常见临界状态 (1)由静止到运动，摩擦力达到最大静摩擦力。 (2)绳子恰好绷紧，拉力F＝0。 (3)刚好离开接触面，支持力FN＝0。 BC D 2． 使用自卸式货车可以提高工作效率。如图所示，在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，有关货物所受车厢的支持力FN和摩擦力Ff，下列说法正确的是 (　　) A．支持力FN逐渐减小 B．支持力FN先减小后不变 C．摩擦力Ff逐渐增大 D．摩擦力 Ff先增大后不变 A 　解析：设车厢的倾角为θ，由受力分析可知支持力FN＝mg cos θ，cos θ的值随着θ的增大而减小，则支持力一直减小，A正确，B错误；开始时货物受到重力和支持力，抬起后受到沿货箱斜面向上的静摩擦力，静摩擦力的大小等于重力沿斜面向下的分力大小，即Ff静＝mg sin θ，随着θ的增大，sin θ增大，静摩擦力逐渐增大；当角度达到一定程度时，货物开始滑动，静摩擦力变成滑动摩擦力，而滑动摩擦力Ff滑＝μmg cos θ，cos θ的值随着θ的增大而减小，则摩擦力将减小，故摩擦力是先增大后减小，C、D错误。 3． 如图所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线连接，甲球用细线悬挂在天花板上。现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧。则平衡时两球的可能位置是下列选项中的(　　) A 4．(2023·海南卷)如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是 (　　) A．工人受到的重力和支持力是一对平衡力 B．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力 C．重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小 D．重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变 B 请完成：课时跟踪练 8 温馨提示 谢谢观看！ 静止状态的特征为：v＝0且a＝0；匀速直线运动状态的特征为：v≠0且a＝0。 (2)平衡条件：F合＝0或。 (3)平衡条件的推论 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。 A． B． C．1 D．2 　解析：六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为180°，则每块石块对应的圆心角为30°，对第3块石块受力分析如图甲所示， 由平衡条件可知tan 60°＝；对第2块和第3块石块整体受力分析如图乙所示，由平衡条件可知tan 30°＝，联立解得＝2，D正确。 突破 “图解法”的应用 此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题。一般按照以下流程解题： 解析：设两段绳子间的夹角为2α，绳子上的拉力大小为F，由平衡条件可知2F cos α＝mg，所以F＝，设绳子总长为L，两杆间距离为s，由几何关系可知L1sin α＋L2sin α＝s，得sin α＝＝，绳子右端上移，L、s都不变，则α不变，绳子张力F也不变，A正确；杆N向右移动一些，s变大，则α变大，cos α变小，F变大，B正确；绳子两端高度差变化，不影响s和L的大小，所以F不变，C错误；衣服质量增加，绳子上的拉力增加，但α不会变化，因此悬挂点不会右移，D错误。 绳子两端高度差变化，不影响s和L的大小，所以F不变，C错误；衣服质量增加，绳子上的拉力增加，但α不会变化，因此悬挂点不会右移，D错误。 解析：小球沿圆环缓慢上移可看成小球始终受力平衡，对小球进行受力分析，受力示意图如图所示，由图可知△OAB∽△G′FA，即＝＝，当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，C正确。 【典例5】 (多选)如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有个一光滑圆柱C，三者的半径均为R。C的质量为m，A、B的质量均为，与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面，整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则未拉A时C受到B作用力的大小F及动摩擦因数的最小值μmin分别为(　　) A．F＝mg B．F＝mg C．μmin＝ D．μmin＝ 提取关键词语 挖掘隐藏信息 圆柱C光滑 说明C与A、B间无摩擦力 缓慢移动A 说明A、C属于动态平衡 解析：C受力平衡，则有2F cos 30°＝mg，解得F＝mg，A错误，B正确；C恰好降到地面时，B受C压力的水平分力最大，且Fxmax＝mg，而此时B受地面的最大静摩擦力Ffmax＝μmg，为整个过程中静摩擦力的最大值，也即最大静摩擦力的最小值，根据题意有Fxmax＝Ffmax，即mg＝μmg，解得μ＝，C正确，D错误。 1．(2023·江苏卷)如图所示，嫦娥五号探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为 (　　) A． B． C． D． 解析：对嫦娥五号探测器受力分析有FN＝mg月，则对一条腿有FN1＝mg月＝，根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为，D正确。 解析：先用整体法分析，把两个小球看作一个整体，对整体受力分析为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和细线1的拉力，两水平力相互平衡，故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直；再用隔离法，分析乙球受力的情况，乙球受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、细线2的拉力，要使得乙球受力平衡，细线2必须向右倾斜，A正确。 解析：对工人受力分析如图甲所示，则有FN＋FT＝mg，根据相互作用力的概念可知，工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，A错误，B正确；对动滑轮做受力分析如图乙所示，有FT＝，随着重物缓慢拉起，θ逐渐增大，则FT逐渐增大，C、D错误。 $$