2026届高三物理重点微专题突破：微专题五 动静态平衡

2026届高三物理微专题突破 微专题五 动静态平衡 一．受力分析的四个步骤 1.明确对象（单个物体、一个整体、一个结点） 2.画受力示意图 ①注意受力顺序 ②注意摩擦力和弹力的方向 ③尽量做到“大力长边，小力短边” 3.最后检查受力是否满足题目所给的状态 二.解决静态平衡的基本思路 1.明确对象…… 2.受力分析…… 3.对力进行处理 ①正交分解法 ②合成法（平行四边形定则） ③三角形定则 4.列平衡表达式 三.解决动态平衡的常见方法 1.解析法：一般存在直角 2.图解法（矢量三角形）：适用于一个力大小方向均不变，一个力方向不变大小变，一个力大小方向均变 3.相似三角形：适用于力的三角形和边长的三角形相似 4.等角辅助圆：适用于一个力大小方向均不变，另外两个力夹角不变 5.函数法求极值 一、静态平衡（受力恒定，直接列平衡方程求解） 核心考点：受力分析+正交分解法/合成法，物体静止，所有力的大小、方向均不变，侧重基础受力分析和平衡方程应用。 1.如图所示，光滑斜面的倾角为θ＝37°，一个可以看成质点的小球在轻质细线的拉力作用下静止在 斜面上，细线与斜面间的夹角也为37°，若小球的重力为G，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则手对细线的拉力等于(　　) A.G B. C. D. 2.(多选)如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是(　　) A.A一定受到四个力 B.B可能受到四个力 C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D.A与B之间一定有摩擦力 3．如图所示，物体 A、B、C质量相同，C靠在竖直墙壁上。在水平向右的推力F作用下，A、B和C均处于静止状态，其中只有A物体的左侧面是光滑的，其余各面均粗糙。对于这三个物体的受力情况，下列说法正确的是（　　） A．物体A受到2个力的作用 B．物体B受到4个力的作用 C．物体B受到5个力的作用 D．墙壁对物体C的摩擦力是静摩擦力，其大小随着F的增大而增大 4．如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为m1的物体，∠ACB＝30°；图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向成30°角，在轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为m2的物体，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．图甲中BC对滑轮的作用力为 B．图乙中HG杆受到绳的作用力为m2g C．细绳AC段的拉力FAC与细绳EG段的拉力FEG之比为m1：m2 D．细绳AC段的拉力FAC与细绳EG段的拉力FEG之比为m1：2m2 5．如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这个过程中上、下两木块移动的距离之比为（　　） A． B． B． C． D． 二、动态平衡（缓慢运动，力的大小/方向动态变化） 核心考点：物体缓慢运动（始终平衡），部分力发生变化，需用图解法、解析法、相似三角形等分析力的变化，侧重动态分析思路应用。 6.(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 7.如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点。通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线始终保持在小球处与半圆相切。下列说法正确的是(　　) A.细线对小球的拉力先增大后减小 B.小球对柱体的压力先减小后增大 C.柱体受到水平地面的支持力逐渐减小 D.柱体对竖直墙面的压力先增大后减小 8.如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，杆的A端用铰链固定，光滑轻小滑轮在A点正上方，B端吊一重物G，现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉，在AB杆达到竖直前(均未断)，关于绳子的拉力F和杆受的弹力N的变化，判断正确的是(　　) A.F变大 B.F变小 C.N变大 D.N变小 （多选）9．如图所示，O点和细钉C在小球A正上方，小球B用轻质橡皮筋相连绕过光滑细钉C悬挂于O点，A、B之间用轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态，A、B都可以看成质点，橡皮筋的拉力遵循胡克定律，OC刚好等于橡皮筋的原长，弹簧的弹力大小为F，B球的质量为mB；现竖直向下移动小球A一小段高度，同时调整B球的质量mB，使整个系统再次处于静止状态（B球仍在右侧），则（　　） A． mB不变 B．mB变大 C．F不变 D．F变大 10．如图所示，某同学将细绳穿过光滑圆环，绳的一端固定，另一端拴在手上，该同学将拴绳的手竖直向上缓慢移动过程中，下列说法正确的是（　　） A．人对细绳的拉力变小 B．人对细绳的拉力大小不变 C．细绳对圆环的作用力变大 D．圆环所受合力变大 11．如图所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根等高的竖直杆上，绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计，原来保持静止．一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发生滑动，并在新的位置保持静止．下列说法中正确的是（　　） A．在无风的情况下，将右边竖直杆右移一段距离，绳子中的拉力变小 B．在无风的情况下，将绳子的右端从A点移动到C点，绳子中的拉力变大 C．在有风的情况下，相较于无风的情况，绳子的张角∠AOB变小 D．在有风的情况下，将绳子的右端从A点移动到C点，绳子中的拉力不变 三、平衡中的极值问题（求力或位置的最大/最小值） 核心考点：物体处于平衡状态，某个力的大小或物体的位置存在极值，需结合函数法、几何法、平衡条件求解，侧重极值分析能力。 12.(多选)如图所示，有一倾角θ＝30°的斜面体B，质量为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A，在F由零逐渐增加至mg再逐渐减为零的过程中，A和B始终保持静止。对此过程下列说法正确的是(　　) A.地面对B的支持力大于(M＋m)g B.地面对B的摩擦力的最小值为0，最大值为mg C.A对B的压力的最小值为mg，最大值为mg D.A所受摩擦力的最小值为0，最大值为 13．粗糙的水平地面上静止着一个质量为m＝10kg的物体。已知能拖动并使它做匀速直线运动的最小拉力为Fmin＝50N，重力加速度取g＝10m/s2。则下列关于物体与地面之间的动摩擦因数μ和最小拉力与竖直方向的夹角θ的表述正确的是（　　） A．μ＝，θ＝ B．μ＝，tanθ＝ C．μ＝，θ＝ D．μ＝，tanθ＝ 14．如图所示，足够长的斜面倾角为θ，一质量为m的物块恰好能自行沿斜面匀速下滑。物块在沿斜面匀速下滑过程中，在竖直平面内给物块一任意方向（α角任意）的外力F，斜面始终处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．物块沿斜面下滑过程中，地面给斜面的摩擦力为零 B．物块与斜面间的动摩擦因数μ＝2tanθ C．若外力F拉着物块沿斜面匀速上滑，则F的最小值为mgcosθ D．若外力F拉着物块沿斜面匀速上滑，则F的最小值为mgsinθ 15．物块A、B叠放在水平桌面上，装有沙子的铁桶C通过细线绕过光滑的滑轮连接B，使A、B在水平面上一起向右做匀加速运动，设A、B间的摩擦力为f1，B与桌面间的摩擦力为f2。若取出C桶内的一些沙子放在物块A上方的凹槽中，A、B恰好能一起向右匀速运动，则摩擦力f1和f2的变化情况是（　　） A．f1变为0，f2变大 B．f1变为0，f2变小 C．f1不变，f2不变 D．f1不变，f2变小 微专题五 动静态平衡 参考答案与解析 1.选C。【解答】解：对小球受力分析，小球受到重力、细线的拉力F、斜面的支持力作用，在沿斜面方向上，Fcos 37°＝Gsin 37°，解得F＝Gtan 37°＝G，故选C。 2.选AD。【解答】解：对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，故C错误；对B受力分析如图乙所示，其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态，故B受到三个力，B错误； 对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力，共四个力，A、D正确。 3．选C。【解答】解：A、物体A受到重力、推力、B对A的支持力和摩擦力，共4个力的作用，故A错误；BC、由于B对A的摩擦力方向向上、则A对B的摩擦力方向向下，则C对B的摩擦力方向向上。所以B受到重力、A对B的压力和摩擦力、C对B的支持力和向上的摩擦力，所以物体B受到5个力的作用，故B错误、C正确； D、墙壁对物体C的摩擦力是静摩擦力，以整体为研究对象可知，其大小等于总重，不随着F的增大而增大，故D错误。 4．选D。【解答】解：：A、图甲中，两段绳的拉力都是G，互成120°，因此合力大小是m1g，根据共点力平衡，BC杆对滑轮的作用力大小也是m1g，（方向与竖直向上方向成60°，斜向右上方），故A错误 B、图乙中，以G点为研究对象，分析受力情况，如图所示 由平衡条件得，THGtan30°＝m2g，得THG＝m2g，即HG杆的作用力为m2g，故B错误； C、D图甲中绳AC段的拉力TAC＝m1g；图乙中由于TEGsin 30°＝m2g，得TEG＝2m2g，解得：＝，故C错误，D正确。 5．选C。【解答】解：系统处于原来状态时，下面弹簧k2的弹力F1＝（m1+m2）g，被压缩的长度：x2＝ 上面弹簧被压缩的长度：x1＝；当上面的木块离开上面弹簧时，下面弹簧k2的弹力F2＝m2g，被压缩的长度x2′＝,所以下面木块移动的距离为：s下＝x2﹣x2′＝,上面弹簧恢复到原长，上面弹簧移动的距离为：s上＝s下+x1＝m1g（）所以：，故C正确。 6.选BD。【解答】解：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，选项A错误，B正确；对M受力分析，如图乙所示，受重力GM、支持力N支、绳的拉力T以及斜面对它的摩擦力f。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，再反向增大。若开始时斜面对M的摩擦力f沿斜面向下，此时，T＝GMsin θ＋f，当T逐渐增大时，f逐渐增大，C错误，D正确。 7.选D。【解答】解：以小球为对象，设小球所在位置沿切线方向与竖直方向夹角为θ，沿切线方向有T＝mgcos θ，沿半径方向有N＝mgsin θ，通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中θ增大，所以细线对小球的拉力减小，小球对柱体的压力增大，故A、B错误；以柱体为对象，竖直方向有F地＝Mg＋Nsin θ＝Mg＋mgsin2θ，水平方向有F墙＝Ncos θ＝mgsin θcos θ＝mgsin 2θ，θ增大，柱体受到水平地面的支持力逐渐增大；柱体对竖直墙面的压力先增大后减小，当θ＝45°时柱体对竖直墙面的压力最大，故D正确，C错误。 8.选B。【解答】解：设物体的重力为G。以B点为研究对象，分析受力情况，如图所示。作出力N与F的合力F2，根据平衡条件得知，F2＝F1＝G。由几何知识得＝，解得N＝G，式中，AB、AO、G不变，则N保持不变，C、D错误；由＝知BO变小，F变小，A错误，B正确。 9.选BC。【解答】解：对B受力分析有： 设橡皮筋的劲度系数为k1，弹簧的劲度系数为k2，弹簧原长为l0有： ,k1不变，AB不变，F不变，AC变大，mB变大，故BC正确，AD错误。故选：BC。 10．选B。【解答】解：该同学将拴线的手竖直向上缓慢移动过程中，细绳两端水平间距d不变，细绳长度l不变，由几何关系知sinθ＝，所以细绳与竖直方向的夹角θ不变，因为缓慢移动过程中，圆环所受合力始终为零；对圆环，由平衡条件得2Tcosθ＝mg 因为细绳与竖直方向的夹角不变，所以细绳对圆环的拉力T大小不变，人对细绳的拉力大小不变，故B正确，ACD错误。 11．选C。【解答】解：AB、无风时，衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态，如图1所示，设绳长为L，两杆之间的距离为d，根据几何关系可得sinθ＝，根据平衡条件可得：2Fcosθ＝mg，解得：F＝；可知在绳子的长度和衣服的质量不变的情况下，绳子中的拉力只与两杆的距离d有关，d变大绳子中的拉力变大，d不变绳子中的拉力不变，故A、B错误；C、有风后，衣服受风力作用，两根绳子的拉力的合力与重力、风力的合力相平衡，如图2所示的状态，此时通过A和B点做平行于合力方向的直线，相对于两根杆的方向，根据图中几何关系可知相对于两根杆之间的距离d减小，故有风时绳子张角会变小，故C正确；D、当在有风的情况下将绳子的端点从A点移到C点，两段绳子之间的夹角变小，两段绳子的合力不变，则拉力F减小，故D错误。 12.选BC。【解答】解：对A、B整体受力分析可知，地面对B的支持力一直等于(M＋m)g，A错误；地面对B的摩擦力f＝F，则f的最小值为0，最大值为mg，B正确；当F＝0时，A对B的压力最小，为mgcos 30°＝mg；当F＝mg时，A对B的压力最大，为mgcos 30°＋Fsin 30°＝mg，C正确；当Fcos 30°＝mgsin 30°时，即F＝mg时，A所受摩擦力为0，当F＝0时，A所受摩擦力大小为mg，方向沿斜面向上，当F＝mg时，A所受摩擦力大小为mg，方向沿斜面向上，D错误。 13．选B。【解答】解：物体受力如图，物体做匀速直线运动，根据平衡条件水平方向有：Fminsinθ＝f，竖直方向有：FN+Fmincosθ＝mg，根据滑动摩擦力公式有：f＝μFN，联立解得：＝，其中：（tanα＝μ），当sin（θ+α）＝1时，拉力最小，即：，解得：，，tanθ＝,故B正确，ACD错误。 14．选A。【解答】解：B、未加F时，物块匀速下滑，受力平衡，物块的受到重力、支持力和摩擦力的作用，由平衡条件得：mgsinθ＝μmgcosθ，解得物块与斜面间的动摩擦因数μ＝tanθ，故B错误；A、物块匀速下滑过程中，整体水平方向受力平衡，则地面对斜面的摩擦力为零；若对物块施加一个沿斜面方向的力，物块下滑过程中对斜面的作用力没有变，斜面受力情况不变，则地面对斜面的摩擦力仍为零；若对物体施加一个垂直于斜面方向的力F1，物块下滑过程中，对斜面的压力增加F1、摩擦力增加μF1，如图所示；根据几何关系可知：tanθ＝＝μ，故此时物块对斜面的作用力方向仍向下，地面对斜面的摩擦力为零；在竖直平面内给物块一任意方向（α角任意）的外力F，此力F可以分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向，而施加沿斜面方向的力、垂直于斜面方向的力时，地面对斜面的摩擦力均为零，所以无论对物块B施加什么方向的力，在B停止运动前，地面对斜面的摩擦力均为零，故A正确；CD、若外力F拉着物块沿斜面匀速上滑，设力F与斜面的夹角为α，根据平衡条件可得：Fcosα＝mgsinθ+μ（mgcosθ﹣Fsinα） 解得：F＝＝所以F的最小值为：Fmin＝＝（mgsinθ+μmgcosθ）cosα＝mgsin2θ，故CD错误。 15．选A。【解答】解：由题意知，开始时对A：f1是静摩擦力，f1＝mAa，可知开始时f1大于零； 对AB整体：F拉﹣f2＝（mA+mB）a，f2是滑动摩擦力，则：f2＝μ（mA+mB）g。 若取出C桶内的一些沙子放在物块A上方的凹槽中，则f2′＝μ（Δm+mA+mB）g＞f2。可知f2增大。取出C桶内的一些沙子放在物块A上方的凹槽中，A、B恰好能一起向右匀速运动，它们受到的合外力等于零，此时A受到的合外力也等于零，水平方向不受摩擦力，即f1变为0，故A正确 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2023/3/15 10:21:09；用户：陈莹钰；邮箱：xzgz142@xyh.com；学 水深则流缓，人贵则语迟。安静成长，不动声色！1 学科网（北京）股份有限公司 $