专题2 第3课时 力的平衡问题(课件PPT)-【零起点考大学】2026年高考物理高效备考方案

零起点考大学 物 理 1 专题二 力的相互作用 课时三 力的平衡问题 2 共点力的平衡 动态平衡问题 力的平衡问题 一 二 考点4：共点力的平衡 1.受力分析的一般步骤 明确研究对象 进行分析 研究对象选取方法：整体法或隔离法 可以是单个物体，也可以是多个物体的组合 画示意图 先分析重力和已知力，再按接触面分析弹力、摩擦力，最后分析其他力 边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出各力的方向，尽量做到大力长线、小力短线 考点4：共点力的平衡 （1）平衡状态：静止；匀速直线运动 （2）共点力平衡的条件：F合=0；Fx合=0，Fy合=0. ①二力作用：二力等大、反向 ②三力作用：任意两个力的合力与第三个力等大、反向 2.受力分析的一般步骤 考点4：共点力的平衡 （3）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若三个共点力的合力为零，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。 3. 处理共点力平衡问题的基本思路 确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论。 考点4：共点力的平衡 整体法：对物理问题中的整个系统进行分析、研究的方法。在受力分析是，就是把几个物体视为一个整体作为研究对象，只分析这一整体所受到的外力，不考虑整体内部之间的相互作用的内力。 隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个问题进行分析、研究的方法。在受力分析时，把该物体从物体系统中隔离出来作为研究对象，只分析该物体所受的力。 1.（2023浙江卷6月）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sin 37°=0.6，cos 37°=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 即学即练 D 【解析】对光滑圆柱体受力分析如图。 由题意有Fa=Gsin 37°=0.6G， Fb=Gcos 37°=0.8G，故选D。 2.如图所示，100个大小相同、质量均为m且光滑的小球。静止放置于两相互垂直且光滑的平面上，平面AB与水平面夹角为30°。则第3个球对第2个球的作用力大小为（ ） A. B.98mg C.48mg D.49mg 即学即练 D 【解析】以第3个球到第100个球共98个球整体为研究对象，由于无摩擦力，由平衡条件得知，第2个球对第3个球的作用力大小等于整体的重力沿AB平面向下的分力大小，即有F=98mgsin 30°=49mg，故选D。 3.（2024河北卷）如图，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.33 N B.1.0 N C.233 N D.2.0 N 即学即练 A 【解析】对小球作受力分析如图所示，由几何关系知，挡板对球的支持力与斜面对球的支持力方向与竖直方向的夹角均为30°，因此在水平方向和竖直方向分别列平衡方程得，FNsin 30°=Fsin 30°，FNcos 30°+Fcos 30°+T=mg，解得F=FN=33 N，故选A。 做题流程 考点5：动态平衡问题 动态平衡是指物体的受力状态缓慢发生变化，但在变化过程中，每一个状态均可视为平衡状态。 1.概念 动态平衡 受力分析 画不同状态平衡图构造矢量三角形 化“动”为静 根据矢量三角形边长关系确定矢量的大小变化 “静”中求动 定性分析 考点5：动态平衡问题 2.图解法 此法常用于求解三力平衡问题中，已知一个力是恒力、另一个力方向不变的情况。 一力F1恒定(如重力)，另一力F2方向不变，作出不同状态下的矢量三角形，确定力F2、F3大小的变化，恒力之外的两力垂直时，有极值出现，如右图。 3.三角形相似法 一力恒定(如重力)，其他二力的方向均变化，但三力构成的矢量三角形与绳长、半径、高度等实际几何三角形相似，则对应边相比相等。 基本矢量图，如图所示。 基本关系式：。 考点5：动态平衡问题 1.(多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中（ ） A.水平拉力的大小可能保持不变 B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 即学即练 BD 【解析】选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大。 对于M，受重力GM、支持力FN、绳的拉力T以及斜面对它的摩擦力f，如图乙所示，若开始时斜面对M的摩擦力f沿斜面向上，则T+f=GMsin θ，T逐渐增大，f逐渐减小，当f减小到零后，便会反向增大；若开始时斜面对M的摩擦力沿斜面向下，此时，T=GMsin θ+f，当T逐渐增大时，f逐渐增大。 2.（多选）如图所示，水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O，在定滑轮的正下方C处固定一带正电的点电荷，不带电的小球A与带正电的小球B通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止，OB⊥BC。若B球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），在B球到达O点正下方前，下列说法正确的是（ ） A.A球的质量小于B球的质量 B.此过程中A球保持静止状态 C.此过程中点电荷对B球的库仑力逐渐增大 D.此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小 即学即练 AB 即学即练 【解析】A.开始时B球受力如图所示。 由几何关系知mBg＞T，而T=mAg，则mB＞mA，A正确； BC.假设此过程中A球保持静止状态，由于B球所带的电荷量缓慢减少，B球缓慢下摆，B球受力平衡，根据三角相似有，由于mBg、OB、OC均不变，BC逐渐减小，则轻绳拉力T不变，假设成立，库仑力F逐渐减小，B正确，C错误； D.由于轻绳拉力T不变，∠AOB逐渐减小，轻绳OA、OB的拉力的合力逐渐增大，即滑轮受到轻绳的作用力逐渐增大，D错误。 故选AB。 $