第二章 第4讲 共点力平衡-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用课件

第4讲　共点力平衡 考点一　受力分析 考点二　共点力的平衡条件及应用 学习目标 学后评价 1.从具体的情境中选择研究对象,会分析其弹力、摩擦力的有无及方向 完成□　　　继续□ 2.会灵活应用整体法和隔离法对多物体受力分析 完成□　　　继续□ 3.会运用共点力平衡的条件分析解决平衡问题 完成□　　　继续□ 返回 考点一　受力分析 返回 【核心要点】 受力分析的四个注意点 注意点 图解 每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有 合力和分力不能重复 考虑 涉及弹簧弹力时,要注意拉伸或压缩可能性分析 分析摩擦力时要特别注意摩擦力的方向 返回 【典例剖析】 【典例1】(2025·内蒙古适应性测试)“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。某次套马的情景如图所示。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 (　　) 返回 【解析】选B。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,所以A、D错误,B正确;如果没有支持力也就不会有摩擦力,故C错误。 返回 　[变式训练](2025·苏州模拟)如图所示,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F≠0,则B的受力个数为(　　) 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 A.2个 B.3个 C.5个 D.6个 返回 【解析】选C。先对A、B整体受力分析,受重力、水平力F、支持力;当水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力时,有上滑趋势;当水平力F平行斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力时,有下滑趋势;当水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时,无滑动趋势;再对A受力分析,受水平力F、重力、支持力和向左的静摩擦力,共4个力;最后对B受力分析,受重力、A对B的压力和向右的静摩擦力,斜面对B的支持力,若B物体相对斜面有滑动趋势,则还要受到斜面的静摩擦力,若相对斜面无滑动趋势,则不受斜面的静摩擦力,即物体B可能受4个力,也可能受5个力。故选C。 返回 考点二　共点力的平衡条件及应用 返回 【核心要点】 求解共点力平 衡问题的常 用方法 方法 图解 合成法 正交分解法 x轴方向:F1sin60 °=F2sin60 ° y轴方向:F1cos60 °+F2cos60 °=mg 联立解得F1=F2=mg  整体法与 隔离法 返回 【典例剖析】 角度1　三力平衡 【典例2】一题多解(2023·浙江6月选考)如图所示,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sin37°=0.6,cos37°=0.8,则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为(　　) A.Fa=0.6G,Fb=0.4G B.Fa=0.4G,Fb=0.6G C.Fa=0.8G,Fb=0.6G D.Fa=0.6G,Fb=0.8G 返回 【解析】选D。 方法一:合成法 对圆柱体受力分析,如图: 由几何关系得:Fa=Gsin37°=0.6G, Fb=Gcos37°=0.8G,故A、B、C错误,D正确。 方法二:正交分解法 对光滑圆柱体受力分析,如图: 由正交分解方程可得:Facos37°=Fbsin37° Fasin37°+Fbcos37°=G 由以上两式得Fa=0.6G Fb=0.8G,故选D。 返回 　[母题变式]如图所示,水平面上固定两排平行的半圆柱体A和B,重为G的光滑圆柱体C静置其上,A、B、C的半径之比为3∶10∶2,则圆柱体C受A、B的支持力大小分别为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.G和G B.G和G C.G和G D.G和G 返回 【解析】选A。令C的半径为R,则A、B的半径分别为、5R,对C进行受力分析,如图所示 根据正弦定理有 === 根据几何关系有 OCD2=OA-OAD2=OB-(OAOB-OAD)2 解得OAD=,OCD=, 则有sinθ=,cosθ=,sinβ==,cosβ= 返回 在三角形OAOBOC中,根据正弦定理得 == 变形得== 则有sin(θ+β)=cosβ=cosθ=1 故θ+β=90°,结合上述解得FA=G,FB=G 故选A。 返回 角度2　整体法和隔离法 【典例3】(多选)拱桥结构是我国古代人们解决建筑跨度的有效方法,赵州桥就是拱桥结构的典型建筑。拱桥结构的特点是利用石块的楔形结构,将受到的重力和压力分解为向两边的压力,最后由拱桥两端的基石来承受(如图甲)。现有六个大小、形状、质量都相同的楔形石块组成一个半圆形拱桥(如图乙)。1、6两楔形石块放置在拱圈两端的水平地面上。设每块楔形石块质量为m。假设在中间两楔形石块正上方静置一个质量为2m的方形石块,已知重力加速度大小为g,则(　　) A.水平地面承受的压力大小为8mg B.楔形石块2对楔形石块3的弹力大小为mg C.楔形石块2对楔形石块3的摩擦力大小一定小于mg D.楔形石块5对楔形石块4的摩擦力大小为2mg 返回 【解析】选A、C。水平地面承受的压力大小等于六个楔形石块和方形石块的重力,为8mg,故A正确;由对称性可知,2对3的弹力大小与5对4的弹力大小相等,2对3的摩擦力大小与5对4的摩擦力大小相等。设2对3的弹力大小为F23,2对3的摩擦力大小为Ff23,4对3的弹力为FT(将FT看成已知力),把石块3和质量为m的石块看成整体,对整体进行受力分析,如图所示 由平衡条件可得F23cos30°-Ff23sin30°=FT, Ff23cos30°+F23sin30°=2mg 联立解得F23=mg+FTcos30°>mg, Ff23=mg-FTsin30°<mg 故C正确,B、D错误。 返回 $