第1讲 力与物体的平衡-【红对勾】2025年高考物理二轮复习讲与练

088 第一部分 专题突破 图 专题一力与运动 第1讲力与物体的平衡 M复习定位 1.准确理解重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力等基本概念。 2.熟练掌握整体法、隔离法、力的合成法与分解法、正交分解法、动态图解分析法、相似三角形法等解题 技巧。 3.关注源自生产、生活中的与力相关的情境，掌握将该类力学情境转换为物理模型的方法。 知识网络 体系构建 G=mg 重力 适用条件为真空中静止的点电荷 F=Eq 两个共点力合力的大小范围 001 F= kq192 场力 电场力 IE-F≤F合≤F+F2 r2 力的合成 方法 1平行四边形定则 F=BIL F=Bqv 磁场力 的合成与分解 效果分解法 ,与接触面垂直 力的分解方法 正交分解法 F=kx 弹力 接触力 f=MFN 摩擦力 力与物体的平衡 平衡状态：静止、匀速直线运动 重力→弹力→摩擦力一 分析顺序 平衡条件：F金=0或F=0,F=0 其他力 受力分析 的平衡 常用方法：合成法、效果分解法、 正交分解法、相似三角形法、矢量 隔离法、整体法、假设法 分析方法 三角形法、正弦定理法等 不考虑内力，优先用整体法 第一部分专题一力与运动一闭 考向探究 素养提升 老向一 受力分析、整体法和隔离法 1.受力分析的常用方法 听课记录 (1)整体法与隔离法（如图甲）。 (2)转换研究对象法（如图乙）。 σ通电导线 k OHNE N [规律总结常见受力模型的特点 甲求两弹簧的伸长量 乙分析地面对磁体的摩擦 项目 轻绳 轻杆 弹性绳 轻弹簧 之比号 力方向 弹性绳 2.摩擦力判断的常用方法 图示 F (1)假设法（如图丙）。 Araam 力m (2)动力学分析法（如图丁）。 受外力 拉伸形变、 作用时 拉伸形变、 拉伸形变 压缩形变， 拉伸形变 A 形变的 压缩形变 B 弯曲形变 77777777777777777777777 种类 002 丙墙对A有作用力吗？ 丁物块A受到的摩擦力 沿着绳，既能沿着 沿着弹簧， 方向？ 沿着绳，指 弹力 指向绳 杆，也可以 指向弹簧 【典例】（多选)“境自远 向绳收缩的 B e 方向 收缩的 与杆成任 恢复原长 尘皆入咏，物含妙理总 方向 a A 方向 意角度 的方向 堪寻”。在网络中常看 □f 【提升练1】 (多选)(2024·河 到有人把几个看似不可能堆起来的物体堆 南洛阳高三检测)如图所示， 到一起的视频，如图所示，不同几何形状的 物块A放在直角三角形斜面 物件a、b、c,d、e互相叠放在地面、平板A和 体B上面，B放在弹簧上面 B上，挂件f挂在光滑的细绳CD上，细绳一 并紧挨着竖直墙壁，初始时 端系在竖直墙上的C点，一端系在平板A的 BAB1B1353000173113113309 A、B静止。现用力F沿斜面向上推A,但 右端点，整个装置处于平衡状态，用物理角 A、B并未运动。下列说法正确的是() 度来分析，下列说法正确的是 ( A,A、B之间的摩擦力可能大小不变 A.地面可能是光滑的 B.A、B之间的摩擦力一定变小 B.物件e受力个数可能为2个 C.B与墙之间可能没有摩擦力 C.物件b受力个数为5个 D.弹簧弹力一定不变 D.物件a受到平板A的作用力竖直向上 ☑一红烟勾·讲与练·高三二轮物理 考向二静态平衡 1.基本思路 规律总结静态平衡的两类典型模型 确定平衡 巧选研 受力 建立平衡 分类 图例 方法分析 状态a=0 究对象 分析 状态方程 杆的弹力不沿杆 定滑轮（活结） 求解或 FAc 讨论 B30 30 2.常用方法 F 轻杆 (1)在三个力作用下物体的平衡问题中，常用 固定 会 合成法 合成法分析，如图甲所示。 (2)在多个力作用下物体的平衡问题中，常用 杆的弹力沿杆 杆一球 正交分解法分析，如图乙所示。 8H30°G/Fy (块)关 天E 死结 联模型 H30° ○g 轻杆 正交分解法 30 F 309 铰链固定 69 60 F F 死结 003 动杆 中 mg 乙 相似三角形法 【典例2】(2023·广东卷)如 小球静止 图所示，可视为质点的机器 光滑 039 、F 弹簧 .0 30 人通过磁铁吸附在船舷外壁 4609 G 球（块） 面来检测船体。壁面可视为 关联模型 0 mg 0 斜面，与竖直方向夹角为0。船和机器人保 轻弹簧 相似三角形法 持静止时，机器人仅受重力G、支持力F、 杆受力不一定沿杆的方向，绳、弹簧受力 说明 摩擦力F,和磁力F的作用，磁力垂直壁面。 定沿绳或弹簧轴线 下列关系式正确的是 ( 【提升练2】 (2024·河北 A.F=G B.F=FN 卷)如图，弹簧测力计下 C.F:=Gcos 0 端挂有一质量为0.20kg D.F=Gsin 0 的光滑均匀球体，球体 马听课记录 静止于带有固定挡板的 60°> 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1.0N,g取10m/s2, 挡板对球体支持力的大小为 () 第一部分专题一力与运动一闭 3 B.1.0N C.26 N D.2.0N 3 【提升练3】一根均匀细直刚性绝缘杆 s -4 C,用细线系住一端悬挂起来，如图 :0 所示。先让它的两端分别带上电荷 +q 量为十q和一q的电荷，再加上水平 E 方向的匀强电场E。试判断当杆平衡时，C 将处于下列各图中的哪种状态 () 考向三动态平衡及临界极值问题 1.题目特征：平衡问题中的一部分是变力，是动 C.地面对A的摩擦力不变 态力，力的大小和方向均要发生变化。 D.地面对A的支持力不变 2.基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。 马听课记录 3.基本方法 (1)三力平衡：图解法、解析法、相似三角 形法。 004 (2)多力平衡：转化为三力平衡，如图所示， 角度2临界极值问题 qE<mg,把挡板缓慢转至水平的过程中，可 以用重力与静电力的合力mg-一qE代替重力 【典例4】（多选）如图所示，质 与静电力 量分别为2m和m的A、B两 B 物块放在倾角为0=37°的斜 A 面上，用绕过动滑轮的细线连 接，给动滑轮施加一个沿斜面向上的拉力 mg mg-dE F,A、B两物块均处于静止状态，连接两物 4.共点力在动态变化过程中，有可能会触发某 块的细线均平行于斜面，不计滑轮的质量及 个临界条件，从而破坏物体的平衡状态，处理 摩擦，两物块与斜面间的动摩擦因数均为 这类问题时，关键是弄清楚临界极值的条件。 0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重 角度1物体的动态平衡 力加速度为g,sin37°=0.6，cos37°=0.8， 【典例3】(2024·河南开封高 下列说法正确的是 三质检)如图所示，粗糙水平 A.F的最小值为0.4mg 地面上放有横截面为圆的 缘w B.F的最小值为0.8mg C.逐渐增大拉力F,A先滑动 柱状物体A,A与墙面之间放有表面光滑的 D.逐渐增大拉力F,B先滑动 圆柱形物体B,A、B均保持静止。若将A向 听课记录 左移动少许，下列说法正确的是 ( A.B对A的作用力不变 B.墙对B的作用力不变 ☑一红烟勾·讲与练·高三二轮物理 规律总结动态平衡问题常见情境 图例 方法分析 擦因数4- 3。若该小哥拉着货箱在水平 地面上做匀速直线运动，g取10m/s2,则所 施加拉力的最小值和方向为 () A.大小为100N,方向指向左上方与水平方 图解法 mg mg解析法 向成30 力F存在极值Fmn=mg sin0 B.大小为100N,方向指向左上方与水平方 向成60° C.大小为150N,方向指向左上方与水平方 向成30 20/mg D.大小为150N,方向指向左上方与水平方 mg 向成60° 图解法 解析法 【提升练5】(2024·江西 南昌高三检测)如图所 示，一表面粗糙的半圆mwA病 777777777777777 柱体固定在水平面上，柱体表面动摩擦因数 G 为，其外表面放有一通电直导体棒，电流方 挡板对球的弹力F,存在极值 向垂直于纸面向里，导体棒长度为L、质量 L 为m,空间中加有沿柱体半径向外的辐向磁 005 场，圆柱体表面处磁感应强度大小为B且处 处相等，在导体棒中通变化的电流，使导体 棒沿粗糙的圆柱体从底端缓慢向上滑动，在 0 OmgF、 a 相似三角形法（阴影部分三角形相似 到达顶端前的过程中，下列说法正确的是 ( 【提升练4】(2024·广西河 A.导体棒向上移动的过程中，其所受的支持 池一模)在“互联网十”时 代，网上购物已经成为一 力一直减小 种常见的消费方式，网购 B.导体棒所受的摩擦力一直减小 也促进了快递业发展。如图所示，一快递小哥 C.导体棒所受的安培力一直减小 在水平地面上拖拉一个货箱，货箱和里面快 D.重力和安培力的合力与安培力的夹角始 递的总质量为30kg,货箱与地面间的动摩 终不变 真题演练 感悟高考 1.(2023·浙江6月选考) 37°。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则圆柱 如图所示，水平面上固定 体受到的支持力F。、F。大小为 () 两排平行的半圆柱体，重 A.F。=0.6G,F6=0.4G B.F。=0.4G,F6=0.6G 为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切 C.F。=0.8G,F6=0.6G 点，∠aOb=90°，半径Ob与重力的夹角为 D.F。=0.6G,F,=0.8G 第一部分 专题一力与运动一闭 2.(2024·湖北卷)如图所示，两 0(0') 拖船P、Q拉着无动力货船S 39 S■ 30° 一起在静水中沿图中虚线方 向匀速前进，两根水平缆绳与 Q o M(N) 左 左 右 虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船 右M 在水平方向的作用力大小均为f,方向与船的 图(a) 图b) 运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动 A.当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电 力大小为 ( 流方向由N指向M A. B.电流I增大，静止后，导线对轻绳的拉力 B21f2 D.3f 不变 3.(2022·湖南卷)如图(a)所示，直导线MN被 C.tan0与电流I成正比 两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO D.sin0与电流I成正比 上，其所在区域存在方向垂直指向OO'的磁 场，与OO距离相等位置的磁感应强度大小 请完成课时作业1 相等且不随时间变化，其截面图如图(b)所 练 示。导线通以电流】，静止后，轻绳偏离竖直 方向的夹角为0。下列说法正确的是() 006 第2讲力与物体的直线运动 M复习定位 1.熟练掌握匀变速直线运动的基本公式和推论，灵活处理匀变速直线运动的间题。 2.掌握牛顿第二定律，会应用牛顿运动定律解决相关问题。 3.掌握分析运动学和动力学图像的方法。 知识网络 体系构建 注意斜率、面 加速度a 积、截距的含义 纽带 速度公式=U+ad v-t x-1 F-1 a-1 两类基本问题 位移公式=w+af 弹力不能突变 弹力能突变 整远%+切 图像问题 速度一位移公式2-喝=2ar 弹簧 轻样、细线 2 瞬同独矢 橡皮筋接触面 02+8 基本公式 力与 时时立量 2 物体 性性性性 推论 匀变速直 Ax=aT2 的直 瞬时问题 线运动 性质 连接体问题 a向上，超重 初速度为零 线运 自由落体 竖直上 的匀变速直 动 牛顿运典型 超重失重“ 线运动的比 抛运动 a向下，失重 动定律问题 临界极值问题 例式 v=gt v=i-gt 传送带模型 4速度相等是 he号8r h=w-8 板块模型-- 整体法、分段法 临界条件 v2=2gh v=2gh ☑一红烟勾·讲与练·高三二轮物理讲义手册 第一部分 专题突破 V1cos60°=V2cos60 umg usin0+cos日。 由数学知识，令sina= V1sin60°+N2sin60°+T=mg 专题一 力与运动 N1=N2= N,A正确。 1 -cos a= 3 √1十 2 √1+2 2, 第1讲力与物体的平衡 提升练3C对绝缘杆进行受力分析可 umg 知，水平方向受到向右的电场力与向 则有F= ,当0十 √m+1sin(0+a) 考向探究素养提升 左的电场力，大小相等，方向相反，竖 爪 直方向受到重力与细线的拉力，根据 a=2时，即9=30，F有最小值，最小 考向一受力分析、整体法和隔离法 平衡条件，细线的拉力必定与重力大 典例1CD以所有物体为整体作研究 小相等，方向相反，则拉力方向一定是 值为Fnin :umg 1 对象，C细绳的拉力在水平方向的分 竖直向上，即细线一定位于竖直方向， √1+0 =2mmg=150N, 力向右，则地面对c有向左的摩擦力 由于杆的下端带正电，受到向右的电 方向指向左上方与水平方向成30°，故 地面不可能光滑，故A错误：物件e受 场力的作用，绝缘杆下端向右偏移，故 选C。 到重力、支持力和摩擦力3个力，故B 选C。 提升练5D导体棒在上升过程中某位 错误；物件b受到重力、平板A的支持 考向三动态平衡及临界极值问题 置的受力如图所示，正交分解得其所 力和摩擦力、平板B的压力和摩擦力， 典例3D对物体B受力分析，受到重 受的支持力Fy=mgsin 0,摩擦力 受力个数为5个，故C正确：物件a处 力mg、A对B的支持力N'和墙壁对B Fr=umg sin0,随9增大，Fy增大，F 的支持力V,如图甲所示，当A向左移 增大，故A、B错误；导体棒所受的安培 于平衡状态，受力平衡，所以物件a受 到平板A的作用力与a的重力是一对 动后，A对B的支持力N'的方向不断 F=BIL=mg cos 0+umg sin 0= 平衡力，所以物件a受到平板A的作 变化，根据平衡条件结合合成法可知， mg√1十u2sin(9十p),0在0°~90°范 用力竖直向上，故D正确 A对B的支持力N'和墙壁对B的支 围内增大，安培力先增大后减小，电流 提升练1AD开始时A受重力、B对 持力N都在不断减小，由牛顿第三定 先增大后减小，重力和安培力的合力 与支持力和摩擦力的合力等大反向， A的支持力和静摩擦力保持平衡，当 律可知B对A的作用力在不断减小 施加F后，仍然处于静止，开始时A所 故A、B错误：对A和B整体受力分 支持力和摩擦力的合力方向与摩擦力 受的静摩擦力大小为mag sin0,若 析，受到总重力G、地面支持力F、,地 的方向夹角始终不变，则重力和安培 力的合力方向与安培力方向的夹角始 F=2 nag sin0,则A、B之间的摩擦力 面的摩擦力f和墙壁的弹力N,如图 乙所示，根据平衡条件，有f=N, 终不变，故D正确，C错误。 大小可能不变，故A正确，B错误。对 F=G,故地面的支持力不变，地面的 整体分析，由于A、B不动，弹簧的形变 摩擦力f随着墙壁对B的支持力N 量不变，故弹簧的弹力不变，开始时弹 的不断减小而不断减小，故C错误， 簧的弹力等于A、B的总重力，施加F D正确。 后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根 据平衡知，B与墙之间一定有摩擦力， 真题演练感悟高考 故C错误，D正确， 考向二静态平衡 1.D对圆柱体受力分析，画出所受力的 典例2C如图所示，将重力沿垂直于 矢量图，可得F。=Gsin37°=0.6G, 斜面方向和斜面方向进行分解，沿斜 F6=Gcos37°=0.8G,D正确，A、B、C 171g 面方向，由平衡条件得F,=Gc0sB,故 错误。 A错误，C正确；垂直斜面方向，由平衡 甲 2.B 条件得F=Gsin 0+Fv,故B、D错误 典例4BD根据力的平衡可知，滑轮 对S: +2Tcos30=f 两边细线上的拉力大小均为子F, 对P 当A刚好要下滑时，有2 ng sin0 1509 余 定理F2=f+7-2T0s150 G 2 umgeos0+之F1,解得F=0.8mg, F，B正确 当B刚好要下滑时，有mgsin日= 3.D当导线静止在图(a)⊙O(0') 1 提升练2A 对球体进行受力分析，球 mgcos0+2Fe,解得F,=0.4mg, 右侧位置时，对导线受力 体受重力mg、弹簧测力计的拉力T 分析如图所示，可知要让 因此F的最小值为0.8mg,故A错 斜面对其的支持力N1、挡板对其的支 安培力为图示方向，则导 误，B正确；当A刚好要上滑时，有 线中电流方向应由M指 持力N2,如图所示 M(N) 1 2 mng sin0+2mgc0s日=2F,解得 向V,A错误；由于与 OO'距离相等位置的磁感 g F3=4mg,当B刚好要上滑时，有 应强度大小相等且不随时间变化，有 ng sin日+ng cos日三之F1,解得 sin 0=BIL. ,Fr=ng cos9,则可看出 mg F1=2mg,因此逐渐增大拉力F,物块 sinB与电流I成正比，当I增大时，0 B先滑动，故C错误，D正确。 增大，则c0s日减小，静止后，轻绳对导 提升练4C根据题意，设施加拉力为 线的拉力F减小，由牛顿第三定律可 60°9 mg F,方向与水平面夹角为0，则有Fcos日= 知导线对轻绳的拉力减小，B、C错误， 0 a(g一Fsin8),整理可得F= D正确。 -265- 参考答案一具