专题1 第1讲 力与物体的平衡(Word教参)-【精讲精练】2026年高考物理二轮专题辅导与训练

专题一　力与物体的运动 第1讲　力与物体的平衡 答案　重力　弹力　摩擦力　效果　静止　匀速 命题点一　受力分析及静态平衡问题 [对应学生用书P1] 处理平衡问题的基本思路 　(2025·福建卷)如图所示，山崖上有一个风动石，无风时地面对风动石的作用力是F1，当受到一个水平风力时，风动石依然静止，地面对风动石的作用力是F2，关于F1和F2的大小关系，下列说法正确的是(　　) A.F2大于F1 B．F1大于F2 C．F1等于F2 D．F1和F2的大小关系与风力大小有关 [解析]　 [答案]　A 1．(2024·湖北卷)如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为(　　) A．f　　　　　　 B．f C．2f D．3f 解析　 答案　B 命题点二　动态平衡问题 [对应学生用书P2] 解决动态平衡问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”。动态平衡问题的分析过程与处理方法如下： 题型1　三力作用下动态平衡的三种解法 　(多选)(2025·湖南衡阳模拟)某班物理兴趣小组在研究三力作用下的平衡问题时，设计了如图所示的实验模型：将一可视为质点的质量为m的小球用轻质柔软的细线悬挂于天花板上的O点，在外力F、细线拉力FT和重力mg的作用下处于平衡状态。细线与竖直方向的夹角为θ，与F的夹角为α，开始时F水平。小组成员经过讨论形成了如下结论，你认为正确的是(　　) A．若保持θ角及小球位置不变，逐渐缓慢减小α角直至F竖直向上，则FT逐渐减小 B．若保持F水平，逐渐缓慢增大θ角，则FT逐渐减小 C．若保持α角不变，逐渐缓慢增大θ角，直至悬线水平，则F逐渐增大 D．若只增加细线的长度，其他条件不变，则F、FT都减小 提示：一题多解 [解析]　如图所示，对小球受力分析，小球受重力、拉力F和细线的拉力FT作用，θ角不变，α角减小到90°，F最小，因此α角减小的过程中，FT逐渐减小，F先减小后增大，故选项A正确；保持F水平，根据正交分解和平衡条件有F＝mg tan θ，FT＝，可知θ角增大时F、FT都逐渐增大，故选项B错误。 解法一　保持α角不变，增大θ角，细线和拉力F的方向都逆时针转动，如图所示，F水平时FT最大，FT水平时F最大，所以FT逐渐减小，F逐渐增大，故选项C正确；只增加细线的长度，对F、FT没有影响，故选项D错误。 解法二　保持α不变，缓慢增大θ，直至悬线水平，对小球进行受力分析，如图所示 根据正弦定理有＝＝＝，化简可知＝＝，保持α不变，缓慢增大θ，直至悬线水平，根据几何关系有0°<θ≤90°，90°<α<180°，0°<α－θ≤90°，且α－θ逐渐减小，根据数学函数规律可知，则FT逐渐减小，F逐渐增大，故选项C正确。 [答案]　AC 　一质量为m的小球用一根足够长的轻绳悬挂于天花板上的O点，现用一光滑的轻质金属挂钩勾住轻绳，水平向右缓慢拉动轻绳(挂钩与轻绳的接触点A始终在同一条水平线上)，下列说法正确的是(　　) A．OA段轻绳的力逐渐增大 B．挂钩对轻绳的作用力大小可能等于小球受到的重力大小 C．挂钩对轻绳的作用力一定沿水平方向 D．挂钩对轻绳做的功小于小球重力势能的增加量 解析　同一根轻绳的张力处处相等，故OA段轻绳的拉力大小一直为小球所受重力的大小，选项A错误；当两段轻绳之间的夹角达到120°，挂钩对轻绳的作用力大小等于小球所受重力的大小，选项B正确；轻绳对A点的两个拉力的合力斜向左下方，挂钩对轻绳的作用力与这个合力等大反向，方向斜向右上方，选项C错误；根据功能关系可知，挂钩对轻绳做的功用等于小球重力势能的增加量，选项D错误。 答案　B 题型2　整体法和隔离法 　(2025·安徽淮北模拟)如图所示，水平粗糙木棒上套一圆环，一个小球与圆环通过不可伸长的轻绳连接，初始时绳与竖直方向的夹角为θ。施加一水平外力F缓慢拉动小球，在θ逐渐增大至虚线位置的过程中，木棒与圆环始终保持静止，则下列说法正确的是(　　) A.外力F的大小保持不变 B．绳对球的拉力逐渐变小 C．木棒对环的支持力逐渐变小 D．圆环与木棒间的摩擦力逐渐变大 [解析]　设绳拉力为T，根据平衡条件T cos θ＝mg，T sin θ＝F，当θ逐渐增大，T增大，F增大，故A、B错误；把圆环和小球作为整体，根据平衡关系知，木棒对环的支持力等于环和球总重力，保持不变，故C错误；根据平衡关系知，圆环与木棒间的摩擦力等于水平外力F，根据上述分析知，F增大，故摩擦力逐渐增大，故D正确。 [答案]　D 2．(多选)如图所示，用轻质网兜将一质量均匀的足球悬挂在竖直木板的A点，轻绳与木板之间的夹角α＝30°，将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平，转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，忽略一切摩擦，足球的重力为9 N，设木板对球的支持力为FN、绳上的拉力为FT，木板在转动过程中，下列说法正确的是(　　) A．FN的最小值为3 N B．FN的最大值为9 N C．当木板转动60°时，FN的大小是FT大小的三倍 D．当木板转动30°时，FN与FT的大小相等 解析　足球的受力如图(a)所示，因为绳与板的夹角α＝30°不变，三力首尾相接可得FT与FN所在直线的夹角θ＝90°－α＝60°不变，即它们的矢量图被限制在一个外接圆上移动，如图(b)所示。可见绳对足球的拉力FT一直减小，木板对足球的支持力FN先增大后减小，初状态时FN的最小值为mg tan α＝3 N，选项A正确；当木板转动60°时，FN最大，最大值为＝6 N，此时FT大小为mg tan α＝3 N，即FN是FT大小的两倍，选项B、C错误；当木板转动30°时，FN、FT与mg三力构成等边三角形，即FN与FT大小相等，选项D正确。 图(a)　　　　图(b) 答案　AD 命题点三　平衡中的临界极值问题 [对应学生用书P3] 　(多选)质量为m的物块在斜向上的恒力F作用下沿水平面向右匀速运动，已知物块和水平面之间的动摩擦因数为μ＝，关于物块的受力，下列分析正确的是(　　) A．物块可能受到三个力的作用 B．当θ＝30°时，恒力最小 C．当F＝时，满足要求的θ有两个 D．物块受到的地面的摩擦力一定大于地面的支持力 [解析]　物块匀速运动，合力为零，由于恒力F有水平向右的分力，根据平衡条件可知，物块一定受到水平面的摩擦力，则一定受到水平面的支持力，所以物块共受四个力作用：重力、水平面的支持力、摩擦力和恒力F，故选项A错误；根据平衡条件，水平方向有F cos θ＝f，竖直方向有F sin θ＋FN＝mg，又f＝μFN，联立得F＝＝，其中tan α＝＝，其中α＝60°，根据数学知识，当θ＋α＝90°，即θ＝30°时，恒力F最小，故选项B正确；当F＝时，代入F＝，得＝，由数学知识可知θ有两个解，故选项C正确；由于μ<1，所以由f＝μFN知f<FN，可知物块受到的地面的摩擦力小于地面的支持力，故选项D错误。 [答案]　BC 　(多选)在例题中，若在平台上用轻绳通过定滑轮牵引质量为m的物块，物块从P点开始沿水平面POM匀速运动，物块运动到O点时，作用在物块上的轻绳与水平方向的夹角为30°，已知物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，以下说法正确的是(　　) A.在O点，物块所受摩擦力的大小为 B．在O点，绳对物块的拉力的大小为mg C．从P到M，地面对物块的摩擦力一直增大 D．从P到M，绳对物块的拉力先减小后增大 解析　在O点时，物块对地面的压力小于mg，可知物块所受摩擦力大小小于μmg＝，选项A错误；在O点，由平衡知识可知F cos 30°＝μ(mg－F sin 30°)，可得F＝mg，选项B正确；从P到M的任意一点，设轻绳与水平面的夹角为θ，由平衡条件可知F cos θ＝μ(mg－F sin θ)，解得F＝＝，则从P到M随着θ的增大，绳对物块的拉力F先减小后增大，选项D正确；因f＝F cos θ＝＝，则从P到M随着θ的增大，地面对物块的摩擦力一直减小，选项C错误。 答案　BD 1．处理临界、极值问题的基本思路 对物体正确受力分析，将物体所受力放到一个三角形中或是利用正交分解法建立坐标系，根据物体实际受力情况，恰当选择分析方法，通常选用图解法或解析法。 2．解决临界、极值问题的三种方法 (1)解析法：根据物体的平衡条件列出平衡方程，在解方程时采用数学方法求极值。 (2)图解法：此种方法通常适用于物体只在三个力作用下的平衡问题。 (3)极限法：极限法是一种处理极值问题的有效方法，它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端(如“极大”“极小”等)，从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来，快速求解。 3．(2025·河北卷)如图所示，内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上，左右边沿等高。该截面内，一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球，一端固定于凹槽左边沿，另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径，所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点，则F的最大值为(　　) A．G　　　　　　　 B．G C．G D．G 解析　小球受力分析图如图所示，其中F＝F′，内壁截面为半圆形，由几何关系得θ＝45°，则F cos θ＋F′cos θ＋FN＝G，当FN＝0时，F有最大值，为Fm＝G，B正确。 答案　B 学科网（北京）股份有限公司 $