2026届高考物理一轮复习课件 第二章专题2：受力分析、共点力的平衡

专题2　受力分析　共点力的平衡 应用提升1.下列图中静止物体A受力示意图正确的是(　　) C 2.(多选)如图，在水平力F作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且，则B的受力个数可能为(　　) A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 BC 二、共点力作用下物体的平衡 1.平衡状态 (1)静止。 (2)匀速直线运动。 2.平衡条件 (1)物体所受合外力为零，即F合=0。 (2)若采用正交分解法，平衡条件表达式为Fx=0，Fy=0。 A B C θ x y )θ G Ff FN F1 F2 3.物体平衡条件的相关推论 (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。 相等 相反 合力 应用提升3.如图，人能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于(　　) A. B. C. D. B 4.(2023广东卷)如图，可视为质点的机器人通过磁体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，磁力垂直于壁面，下列关系式正确的是(　　) A. B. C. D. C p445.(2024河北卷)如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.2 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，示数为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 A 考点一：物体的受力分析 1.受力分析的四种方法 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 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的方法 隔离法 将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法 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的方法 1.如图甲，德化石牛山索道全长7 168 m、高度差1 088 m，是亚洲第二长索道，乘坐索道缆车可饱览石牛山的美景。如图乙，缆车水平底板上放一个小行李，若缆车随倾斜直缆绳匀速上行，则小行李(　　) A. 受到底板的摩擦力方向水平向右 B. 受到底板的支持力大于小行李的重力 C. 受到底板作用力方向竖直向上 D. 受到底板作用力的方向沿缆绳斜向上 C 2.滑翔伞是一种飞行器，现有一滑翔伞沿直线朝斜向下方匀速运动。用G表示滑翔伞和飞行人员的总重力，F表示空气对滑翔伞和飞行人员的作用力，下列四幅图中能表示此过程中飞行员和滑翔伞组成的系统的受力情况的是(　　) B　 3.(2024安徽淮南第二中学检测)两相同的楔形木块A、B叠放后分别以图甲、乙两种方式在水平外力F1和竖直外力F2作用下，挨着竖直墙面保持静止状态，则在此两种方式中，木块B受力个数之比为(　　) A.1∶1 B.4∶3 C.5∶3 D.5∶4 C 考点二：解决静态平衡问题的常用方法 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 合力为物体所受的力,而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 例1.如图甲，现欲将一批相同圆筒从车厢内卸下,工人师傅利用两根等长的相同钢管搭在水平车厢与水平地面之间，构成一倾斜轨道,轨道底端连线与车厢尾部平行，该轨道平面与地面夹角θ=30°。图乙为圆筒与钢管A、B的截面图。当两钢管间的距离与圆筒的半径R相等时，轻推一下圆筒后，圆筒可沿轨道匀速下滑。已知圆筒的质量为m，重力加速度为g，忽略钢管粗细。 (1)求圆筒在下滑过程中受到钢管的总的摩擦力Ff及支持力FN的大小。 (2)求单根钢管对圆筒的支持力FN1的大小及动摩擦因数μ。 思维点拨 4.(2023浙江6月选考)如图，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点,∠aOb=90°，半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为(　　) A. ， B. ， C. ， D.， D 5.(2024广东模拟)下图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所示,则图中上、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 C 考点三：力学中的动态平衡问题 1.动态平衡：通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。 2.解决动态平衡问题的常用方法 例2.如图，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点,O位于圆环的圆心。O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与绳OA间夹角α=120°，拉力大小为F2。将两绳同时缓慢顺时针转过75°,并保持两绳之间的夹角α始终不变，物体始终保持静止状态。则在旋转过程中，下列说法正确的是(　　) A. F1逐渐增大 B. F1先增大后减小 C. F2逐渐增大 D. F2先减小后增大 B 6.(2023广西南宁模拟)如图所示,轻质弹簧一端固定在水平墙上,另一端与一小球相连,在小球上再施加一个拉力F使小球处于静止状态,弹簧与竖直方向夹角为α,拉力F与竖直方向夹角为β,且α+β<90°;现保持拉力F大小不变,方向缓慢转至水平,则下列说法正确的是(　　) A.α先增大后减小 B.α一直减小 C.弹簧的弹力先减小后增大 D.弹簧的弹力先增大后减小 A 解析 对小球受力分析,如图所示,保持拉力F大小不变,方向缓慢转至水平过程中,由矢量三角形可得,弹簧弹力逐渐增大,α先增大后减小,选项B、C、D错误,A正确。 7.(多选)如图，在粗糙水平地面上放着一个曲面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为球B半径的3倍，B所受的重力为G，整个装置处于静止状态。设墙壁对B的支持力为F1，A对B的支持力为F2，若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是(　　) A. F1减小 B. F1增大 C. F2增大 D. F2减小 AD 考点四：平衡中的临界极值问题 1.临界、极值问题特征 (1)临界问题：当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”,在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述。 (2)极值问题：平衡物体的极值问题,一般指在力的变化过程中出现的最大值和最小值问题。 2.解决临界和极值问题的三种方法 极限 分析法 正确进行受力分析和变化过程分析，找到平衡的临界点和极值点;临界条件必须在变化中寻找,不能在一个状态上研究临界问题,要把某个物理量推向极大或极小 数学 分析法 通过对问题的分析，根据平衡条件列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) 图解法 根据平衡条件,作出力的矢量图,通过对物理过程的分析,利用平行四边形定则进行动态分析,确定最大值和最小值 例3.(2024山东济宁统考期中)如图，质量为m0的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量为m的小球相连。现用与水平方向成一定角θ的力F拉着球带动木块一起向右做匀速运动，运动中A与小球相对位置保持不变，不计空气阻力，A与水平杆间的动摩擦因数μ=，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A. 力F的最小值为(m0+m)g B. 力F 的最小值为(m0+m)g C. 力F 取最小值时θ=60° D. 力F 取最小值时θ=53° A 8.某战斗机安装了矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能。已知在战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比(垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比)为k，战斗机的重力为G。能使战斗机实现水平匀速巡航模式的最小推力是(　　) C 9.(2024河南洛阳期末)如图，一光滑球体放在支架与竖直墙壁之间，支架的倾角θ=60°，光滑球体的质量为m，支架的质量为2m，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个装置保持静止，则支架和地面间的动摩擦因数至少为(　　) A. B. C. D. D 10.(2024重庆七校开学考)小李发现小区的消防通道被一质量为m的石墩挡住了，为了移开石墩，小李找来一根结实的绳子，将绳的一端系在石墩上,双手紧握绳的另一端用力斜向上拖拽石墩。设绳子与水平方向的夹角为θ，小李对绳施加的最大拉力为0.6mg，g为重力加速度,石墩与水平地面间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是(　　) A.无论θ取何值，小李都不可能拖动石墩 B.小李能拖动石墩，且当θ=时最省力 C.小李能拖动石墩，且当θ=时最省力 D. 小李能拖动石墩，且当θ=时最省力 C 答案 (1)　(2)　0.5 方法 适用的受力情况 基本矢量图 解析法 物体受三个力作用,一个力恒定,另一个力始终与恒定的力垂直,三力可构成直角三角形 图解法 物体受三个力作用,一个力大小、方向均不变(如重力),另一个力与恒定的力不垂直但方向不变(大小一般改变),第三个力大小方向都变化 方法 适用的受力情况 基本矢量图 相似三 角形法 物体受三个力作用,一个力大小、方向均不变(通常是重力),另外两个力的方向均发生变化,但可以找到与力构成的矢量三角形相似的几何三角形 基本关系式: 方法 适用的受力情况 基本矢量图 动态 圆法 物体受三个力作用,一个力大小、方向均不变(通常是重力),另两个力方向、大小都在变,但两力的夹角不变 A. B. C. D.G $$