第二章 第4讲 受力分析 共点力的平衡-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考物理大一轮复习全新方案基础版

滑动摩擦力，大小与长木板是否做匀 速直线运动无关，A错误；在长木板相 对物块滑动前，根据平衡条件可知拉 力随时间的变化关系和题图乙相同， 但相对滑动后，拉力的大小与物块受 到的摩擦力大小不一定相等，拉力大 小与力传感器中的力不一定相等，B错 误：根据题图乙可知，物块受到的最大 静摩擦力约为10N,滑动摩擦力约为 7N,C错误：根据滑动摩擦力公式F,= f解得是-品-0.2D 例7B滑块上滑过程中受滑动摩擦 力，F:=Fy,Fy=ngcos9,联立得 F=6.4N,方向沿斜面向下。滑块的速 度减为0后，由于重力的分力mgsin9< ang cos日，滑块静止，滑块受到的摩擦 力为静摩擦力，由平衡条件得F:= mg sin 0,代入数据可得F:=6N,方向 沿斜面向上，B正确。 例8BD滑块刚放上传送带时，受到水 平向右的滑动摩擦力F:=mg,故B 正确；若传送带的加速度Q≤g,则滑 块和传送带一起做匀减速运动至停 止，滑块受到的静摩擦力F:=ma,A、 C错误，D正确。 第3讲力的合成与分解 考点一共点力的合成 …》整合·必备知识《 1.(1)效果合力分力(2)等效替代 3.(1)合力(2)①邻边对角线②有 向线段 基础概念辨析 1.×2./3.×4.× …》研析·核心考点《… 例1C由题图可知，当两力夹角为π 时，两力的合力为2N,而当两力夹角 为2时，两力的合力为10N,则这两个 力的大小分别为6N、8N,故C正确， D错误；当两个力方向相同时，合力大 小等于这两个力的大小之和14N;当 两个力方向相反时，合力大小等于这 两个力的大小之差2N,由此可见，合 力大小的变化范围是2NF14N, 故A、B错误。 例25.2×10N方向竖直向下 解析：方法一：作图法 1×10'N 30°30° 304 -3309 F F F A B F 图1 图2 如图1所示，自O点引两条有向线段 OA和OB,它们跟竖直方向的夹角都 为30°，取单位长度为1×101N,则OA 和OB的长度都是3个单位长度，量得 对角线OC长约为5.2个单位长度，所 以合力的大小为F=5.2×1×101N= 5.2×101N,方向竖直向下。 454红对构·讲与练·高三物理· 方法二：计算法 以钢索的拉力F1、F,为邻边作平行四 边形，如图2所示，由对称性知F,= F2,则有F=2F1c0s30°=2×3X 10'X 2 N≈5.2X10N,方向竖直 向下。 老点二力的分解 …》整合·必备知识《… 1.(1)分力逆运算(2)①平行四边形 (3)②垂直 2.(1)方向平行四边形(2)方向 算术 高考情境辨析 1./2.×3./4.×5.× 》研析·核心考点《… 例3A将力F在木板1、2面分解如图 所示，可得F=F1sin8,F=F2tan8, F 即F=m。F2=a月”故选A、 F 例41200N900N 解析：重物下降的过程中受力平衡，设 此时P、Q绳中拉力的大小分别为T 和T2,把T1和T2分别沿着竖直和水 平方向分解如图所示，则有 ↑y B G T 竖直方向：T1cosa=mg十T2cosB 水平方向：T1sina=T2sinB 联立代入数值解得T1=1200N,T,= 900N。 考点三“活结”与“死结”、 “动杆”与“定杆”问题 …》研析·核心考点《… 例5ABO'点是三根细线的结，点，属于 “死结”，而小滑轮重力不计且与细线 间的摩擦力可忽略，故P处为“活结” 由mAg=Foa,Fop=2 F o.cos30°= 20√5N,可解得：Foa=20N,mA= 2kg,B正确；OP的方向沿细线张角的 角平分线方向，故OP与竖直方向间的 夹角为30°，D错误；对结点O'受力分 析，由平衡条件可得：F弹=Foasin30°， Fa6=Fo.cos30°，对物体B有：fB Fo%,联立解得：F=10N,fn=10W3N, A正确，C错误。 例6B题图甲中杆的一端有铰链相 连，可以自由转动，弹力方向沿杆方 向，题图乙中杆的一端插在墙里，不能 基础版 自由转动，弹力方向不是沿杆方向，而 是沿两根绳合力的反方向，故C错误： 对题图甲、乙受力分析，如图所示， F 30 B mg m 甲 T c 177 、↓mg 图甲中，以B点为研究对象，根据平衡 mg 条件可得T=am30=5mg,图乙 中，以D点为研究对象，受到重物的拉 力、上边绳的拉力和CD杆的弹力，由 于拉力F'和重力的夹角为120°且大小 均为mg,则由几何知识可得T' mg,即轻杆的弹力为mg,故A错误，B 正确；图甲中轻绳的拉力为F mg sin30° =2mg,图乙中轻绳的拉力 F'=mg,若甲、乙两图中轻绳能承受 的最大拉力相同，则物体加重时，甲中 轻绳更容易断裂，故D错误。 第4讲受力分析 共点力的平衡 考点一受力分析 》整合·必备知识《… 1.受力示意图 2.(1)重力(2)弹力(3)摩擦力 高考情境辨析 1.×2.×3.×4.×5.×6./ …》研析·核心考点《… 例1B对A、B整体受力分析，整体受 力平衡，受重力和力F,如果墙壁对整 体有支持力，整体在水平方向不能平 衡，故墙壁对整体在水平方向没有弹 力，也就没有摩擦力：隔离分析物体A, 受重力、B对A的支持力和静摩擦力， 共3个力，故选B。 考点二共点力的静态平衡 》整合·必备知识《… 1.同一点 2.匀速直线运动 4.(1)相等相反 (2)相等相反三 角形(3)相等相反 基础概念辨析 1.×2.×3./4.×5.× 》研析·核心考点《… 例2AC方法一：合成法 滑块受力如图甲所示，由平衡条件知 学=m0pP=R= sin 方法二：按研究问题需要分解 将重力按产生的效果分解，如图乙所 mg mg 示，F=G:-tan=G=sim9 方法三：正交分解法 将滑块受的力沿水平、竖直方向分解，如 图丙所示，mg=Fxsin8,F=Fxcos0,联 mg 立解得F=aF、一sin9° 方法四：力的三角形法 如图丁所示，滑块所受的三个力组成 封闭矢量三角形，解直角三角形得 F=mg mg tanF-sin P FN 0 P G..0>G 0 →F mg mg 甲 乙 FNx---- 内F :e F mg mg 丙 丁 例3A对球体受力分析如图甲所示， 9 60°● 30°mng 由几何关系易得力F和力F、与竖直 方向的夹角均为30°，把力F和力F、 沿水平和竖直方向进行正交分解，如 图乙所示， 60C 30'mg 由平衡条件可得Fysin30°=Fsin30°， Fxcos30°十Fcos30°+T=mg,解得 F-Fv=8 3 N,故选A。 考点三平衡中的临界极值问题 …》研析·核心考点《… 例4C对石墩进行受力分析如图所示， y F G 由平衡条件得Fcos9=FN, F十Fsin0=mg,解得2F(乞cos0+ sin0）=mg,即F= 1 mg 2sin(+o） 可解得，当日=吾时，F最小为0.5mR, 故小李能拖动石墩，且当日三石时最省 力，故选C。 例5B以砝码为研F、 究对象，分析受力 情况，其受重力G 细线的拉力F、和 30° 力F,由图看出，当 F与细线垂直时F 最小，由数学知识 ↓G 得F的最小值为 F=Gsin30°=2.5N,故B正确。 例6C对斜面体和半球体整体受力分 析如图甲所示，施加力F之后，可知斜 面体对地面的正压力为2G十F,最大 静摩擦力为Fm=以(2G十F);:对半球 体受力分析如图乙所示，未施加力F 时，竖直墙壁对其的弹力大小F,= Gtan45°，施加力F之后，竖直墙壁对其 的弹力大小变为F1=(G十F)tan45°， 要使斜面体静止不动，水平方向上受 力平衡，即(G+F)tan45°≤u(2G十 F),解得F≤2G,C正确。 F 45 F *2G G 乙 第5讲专题突破：共点力的 动态平衡问题 例1B小球缓慢上升 时，以小球为研究对象 进行受力分析，如图所 示，小球的重力G的大 小、方向均不变，磁铁对 小球的作用力F的方向 不变，可见在小球上偏 一个较小角度时，轻绳拉力T逐渐减 小，磁铁对小球作用力F逐渐增大，则 二者距离逐渐变小，故选B。 例2B对工人受力分析如图甲所示， 有Fv十FT=m人g,其中工人对绳的拉 力和绳对工人的拉力是一对作用力与 反作用力，A错误，B正确：对动滑轮受 力分析如因乙所示，有工，时 随着重物缓慢拉起过程，日逐渐增大， 则F,逐渐增大，C、D错误。 F m人8 甲 例3B对瑜伽球受力分析，如图甲所 示，由平衡条件可知V1=ng tan日， N,=。人旋慢经直站立的过程 中，人的背部与水平面夹角逐渐变大， 则墙面对球的力V1增大，人对球的支 持力V,增大，根据牛顿第三定律可 知，球对人的压力增大，故A、D错误： 对整体受力分析，如图乙所示，由平衡 条件可知Fy=(M十m)g,f=N1,人 受到地面的摩擦力变大，地面对人的 支持力不变，故B正确，C错误。 N. N B ￥ 、tmg N Aa Z ↓(M+m)8 甲 乙 图解法：A、D选项 4N2 的分析也可以用图 解法。如图丙所示， N 人缓慢竖直站立的 N. 过程中，人的背部对 球的弹力方向与竖 直方向的夹角逐渐 变大，则墙面对球的 丙 力V增大，人对球的支持力V。增大 例4B以B点为研 0 F 究对象，分析受力情 E 况，作出力Fy与F 的合力F,如图所 示。根据平衡条件可 知F2=F1=G。由 A △F,FNB∽△OBA 得后-铝好得F-铝c,式中， AB ABAO、G不变，故Fy保持不变，C D错误；由△F,FvBD△OBA得 F =0,B0变小，故F变小，A错 误，B正确。 例5A如图所示，F 作出外力F、细线 拉力FT的合力， 二力的合力和重 力大小相等，方向 相反，保持α角不 变，逐渐缓慢增大日角，直至细线水平， 因此外力F逐渐增大，细线拉力FT逐 渐减小，外力F与细线拉力F,的比值 增加，故A正确，B错误；在此过程中， 拉力F变为F'时，水平分力最大，即水 平分力先增大后减小，应用整体法可 分析出地面对斜面的摩擦力先增大后 减小，故C错误；在此过程中，拉力F 的竖直分力逐渐增大，根据整体法可 分析出地面对斜面的支持力一直在减 小，由C项知地面对斜面的摩擦力先 增大后减小，地面对斜面的作用力为 支持力与摩擦力的合力，由勾股定理 知，地面对斜面的作用力发生变化，故 D错误。 参考答案455第二章相互作用033 续表 模型 模型解读 模型示例 30 D ·端固定的轻杆（如 30、B 端“插人”墙壁或 m 固定于地面)，其提 此处固副 A 供的弹力不一定沿 定，弹 B A.甲、乙两图中杆中弹力之比为1：√5 “定杆”着轻杆的方向，力的 力不 30° B.甲图中杆的弹力更大 模型方向只能根据具体 定沿着 轻杆的 C.两根杆中弹力方向均沿杆方向 情况进行分析，如根 方向 D D.若甲、乙两图中轻绳能承受的最大拉力相 据平衡条件或牛顿 第二定律确定杆中 同，则物体加重时，乙中轻绳更容易断裂 第 弹力的大小和方向 幻听课记录： 章 【例6】(2025·江苏连云港阶段检测)甲图中，轻 杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端 用轻绳系住，绳、杆之间夹角为30°，在B点下 方悬挂质量为m的重物。乙图中，轻杆CD一 端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕 》温馨提示 过滑轮挂住质量为m的重物，绳、杆之间夹角 学习至此，请完成训练9 也为30°。甲、乙两图中杆都垂直于墙，则下列 说法中正确的是 ( ) 第4讲 受力分析 共点力的平衡 考点一 受力分析 整合》必备知识 注弹力、摩擦力的产生条件之一都是接触，因此 在分析这两种力时先找接触面，在每个接触面上逐 1.受力分析 一分析这两种力。 把研究对象（指定物体）在特定的物理环境中受 ○高考情境辨析 到的所有力都找出来，并画出 的过程。 (2022·浙江1月选考玻璃挡板 2.受力分析的一般顺序 改编)如图所示，水平放置的 (1)先画出 、已知力； 电子秤上有一磁性玩具，玩 (2)其次分析 具由哑铃状物件P和左端有 (3)再分析 玻璃挡板的凹形底座Q构 (4)最后分析电磁力。 成，其重量分别为Gp和GQ。用手使P的左端与 如图甲所示，若物体A在水平推力F作用 玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板 下沿粗糙斜面上滑，则物体A受力分析的顺序 的力，P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状 应如图乙所示。 态（即P和Q的其余部分均不接触），P与Q间的 磁力大小为F。 判断下列说法的正误： AF② 1.P只受到重力和磁力的作用。 ) a G① 2.Q受到3个力作用。 034红对构·讲与练·高三物理·基础版 3.Q对P的磁力大小F等于Gp。 续表 4.P对Q的磁力方向竖直向下。 对处于平衡状态的物体进行受力分析时， 5.Q对电子秤的压力大小等于G。十F。 根据其平衡条件进行分析，对加速运动的 6.电子秤对Q的支持力大小等于Gp十G。( 状态法 物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律 研析>核心考点 进行分析求解的方法 1.研究对象的选取方法—整体法和隔离法 【例1】 (2024·四川凉山三模)A、B两 (1)整体法与隔离法 物体如图叠放，在竖直向上的力F 作用下沿粗糙竖直墙面向上匀速运 整 当只涉及研究系统而不涉及系统内 部某些物体的受力或运动时，一般 动，则A的受力个数为 第 方法精剖 采用整体法 A.2 B.3 C.4 D.5 听课记录 章 为了弄清系统内物体的受力和运动 情况，一般先从受力简单的物体人 法 手，采用隔离法进行分析 (2)整体法和隔离法的使用技巧 方法技巧 当分析相互作用的两个或两个以上物体整 受力分析的一般步骤 体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜 明确研 研究对象选取方法：整体法或隔离法。 用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体 究对象 可以是单个物体，也可以是多个物体 各部分)间的相互作用时，宜用隔离法。 的组合 2.受力分析的方法 进行受 先分析重力和已知力，再按接触面分 在不知某力是否存在时，先对其作出不存 力分析 析弹力、摩擦力，最后分析其他力 在的假设，然后根据该力不存在对物体运 假设法 动和受力状态的影响来判断该力是否存在 画受力 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 示意图 的方法 长线、小力短线 考点二 共点力的静态平衡 整合>必备知识 (3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下 处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力 1.共点力：作用于物体的 或作用线（或延 的合力大小 ,方向 长线)交于一点的力。 2.平衡状态：物体处于静止状态或 状态。 ○基础概念辨析 3.共点力的平衡条件 1.竖直上抛的物体到达最高点时，物体处于平衡 F,=0, 状态。 () F合=0或者 F,=0。 2.电梯匀速上升时，电梯中的人不处于平衡状态。 4.平衡条件的推论 () (1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下 3.在小车的水平光滑表面上静置一小木块，当小 处于平衡状态，这两个力必定大小 ,方向 车加速运动时，小木块仍处于平衡状态。 (2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下4.竖直弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡后，用 处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力 力F将它下拉一段距离后停止，当突然撤去力 的合力大小 ,方向 ;并且这三 F时，重物仍处于平衡状态。 () 个力的矢量可以形成一个封闭的矢量 5.速度等于0的物体一定处于平衡状态。() 第二章相互作用 035 研析>核心考点》 听课记录： 分析共点力的平衡问题的常用方法 (1)合成法：物体受三个共点力的作用而平衡 则任意两个力的合力一定与第三个力大小相 【例3】(2024·河北卷)如图所示，弹簧测力计下 等、方向相反。 端挂有一质量为0.20kg的光滑均匀球体，球 (2)分解法：物体受三个共点力的作用而平衡， 体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为 将某一个力按研究问题需要分解，则其分力和 30°，挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位 其他两个力满足平衡条件。 于竖直方向，读数为1.0N,g取10m/s2,挡板 (3)正交分解法：物体受到三个或三个以上力的 对球体支持力的大小为 作用而平衡，将物体所受的力分解为相互垂直 第 的两组，每组力都满足平衡条件。 (4)力的三角形法：对受三个力作用而平衡的物 章 体，将力平移使三个力组成一个首尾依次相接 的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似 三角形等数学知识求解未知力。 【例2】（多选）如图所示，光滑半 60° 球形容器固定在水平面上，O 730h 为球心，一质量为m的滑块， A N B.1.0N 在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所 受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为0。 23 N C.3 D.2.0N 下列关系正确的是 A.F=mg 听课记录： tan 0 B.F=mg tan 0 C.Fsim D.FN=mg tan 0 老点三 平衡中的临界极值问题 研析>核心考点 (2)图解法 根据平衡条件作出力的矢量图，如只受三 1.问题特点 个力，则这三个力构成封闭矢量三角形，然后根 (1)临界问题：某物理量变化会引起其他物理量 据矢量图进行动态分析，确定最大值和最小值。 的变化，从而使物体所处的平衡状态能够“恰好 (3)极限法 出现”或“恰好不出现”。在问题描述中常用“刚 极限法是一种处理临界问题的有效方法， 好”“刚能”“恰好”等词语。 它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题 (2)极值问题：一般是指在力的变化过程中出现 推向极端(“极大”“极小”等)，从而把比较隐蔽 最大值和最小值问题。 的临界现象暴露出来，使问题明朗化，便于分析 2.三种方法 求解。 (1)解析法 根据物体的平衡条件列方程，在解方程时 角度1解析法的应用 采用数学知识求极值。通常用到的数学知识有 【例4】(2025·重庆大足区高三开学考试)小李 二次函数求极值、讨论分式求极值、三角函数求 发现小区的消防通道被一质量为m的石墩挡 极值以及几何法求极值等。 住了，为了移开石墩小李找来一根结实的绳 036红对构·讲与练·高三物理·基础版 子，将绳的一端系在石墩上，双手紧握绳的另 幻听课记录： 一端用力斜向上拖拽石墩。设绳子与水平方 向的夹角为0，小李对绳施加的最大拉力为 0.6g,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 3 角度3极限分析法 【例6】如图所示，倾角为45°的斜面体A放在水 说法正确的是 ( 平地面上，A与地面间的动摩擦因数为0.75， A.无论0取何值，小李都不可能拖动石墩 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，光滑半球体B B小李能拖动石墩，且当9=营时最省力 静止在竖直墙和斜面体之间，已知A、B所受 第 重力都为G。若在B的球心处施加一竖直向 C.小李能拖动石墩，且当0=天时最省力 6 下的力F,要保持斜面体静止不动，F的最大 章 D.小李能拖动石墩，且当0=工时最省力 值是 () 听课记录： 45 角度2图解法的应用 A.G B.1.5G 【例5】如图所示，一个重力为 C.2G D.2.5G 5N的砝码，用细线悬挂在 30 幻听课记录 O点，现在用力F拉砝码， 使细线偏离竖直方向30°处 于静止状态，此时所用拉力F的最小值为 》温馨提示 A.5.0N B.2.5N 学习至此，请完成训练10 C.8.65N D.4.3N 第5讲 专题突破：共点力的动态平衡问题 突破>热点题型>》 动态平衡就是通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，但变化过程中的每一个状态 均可视为平衡状态，所以叫动态平衡。解决共点力的动态平衡问题的常见方法有图解法、解析法、相似 三角形法以及辅助圆法等。 题型一图解法的应用 1.特点 (2)确定未知量大小、方向的变化。 物体受三个力作用并处于平衡状态，一个 【例1】(2024·重庆沙坪坝区三模)如图所示，小 力恒定，另一个力的方向恒定时可用此法。 明将一小型条形磁铁对着原本用轻绳竖直悬挂 2.思路 的金属小球（未触地）作用，金属小球缓慢上升， (1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形 轻绳偏离竖直方向较小角度。该过程中磁铁和 (三角形)边、角的变化。 小球连线与竖直方向的夹角保持不变，则()