【推荐】专题2.3 受力分析 共点力平衡-2018年高考物理热点题型和提分秘籍

1.学会进行受力分析的一般步骤与方法.2.掌握共点力的平衡条件及推论.3.掌握整体法与隔离法，学会用图解法分析动态平衡问题和极值问题．热点题型一 物体的受力分析例1、如图所示，两梯形木块A 、B 叠放在水平地面上，A 、B 之间的接触面倾斜。

A 的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正确的是 ( )A ．A 、B 之间一定存在摩擦力作用 B ．木块A 可能受三个力作用C ．木块A 一定受四个力作用D ．木块B 受到地面的摩擦力作用方向向右答案：B【提分秘籍】受力分析的一般步骤【热点题型】【高频考点解读】【举一反三】如图所示，一质量均匀的实心圆球被直径AB 所在的平面一分为二，先后以AB 沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上，处于静止状态，两半球间的作用力分别为F 和F ′，已知支架间的距离为AB 长度的一半，则FF ′等于 ( )A ． 3B ．32C ．233D ．33答案：A热点题型二解决平衡问题的四种常用方法例2、如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态。

则下列说法正确的是( )A．a、b两物体的受力个数一定相同B．a、b两物体对斜面的压力相同C．a、b两物体受到的摩擦力大小一定相等D．当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动得：F N＝mg cos θ－F T sin θ，则a、b两物体对斜面的压力相同，故B正确；根据A项的分析可知，b的摩擦力可以为零，而a的摩擦力一定不为零，故C错误；对a沿斜面方向有：F T cos θ＋mg sin θ＝F f a，对b沿斜面方向有：F T cos θ－mg sin θ＝F f b，正压力相等，所以最大静摩擦力相等，则a先达到最大静摩擦力，先滑动，故D错误。

【答案】B【方法规律】处理平衡问题的两点说明(1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单。

(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少。

物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法。

【提分秘籍】【举一反三】如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻橡皮绳相互连接，正好组成一个菱形，∠ABC＝60°，整个系统保持静止状态。

已知D物块所受的摩擦力大小为F，则A物块所受的摩擦力大小为 ( )A．33F B．FC．32F D．2F解析：设A物块所受的摩擦力大小为F f，每根橡皮绳的弹力为F T，则有：2F T cos 60°＝F f，对D：2F T cos 30°＝F，解得：F f＝33F，故A正确，B、C、D错误。

答案：A热点题型三整体法与隔离法在平衡问题中的应用例3．如图所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F 拉住弧形滑块，使球与滑块均静止。

现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态，则与原来相比( )【答案】B【方法技巧】整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法。

整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。

【提分秘籍】【举一反三】如图所示，倾角为θ＝30°的光滑斜面上固定有竖直光滑挡板P ，质量相同的横截面为直角三角形的两物块A 、B 叠放在斜面与挡板之间，且A 与B 间的接触面水平，则A 对B 的压力与B 对斜面的压力之比应为 ( )A ．2∶1B ．3∶2C ．3∶1D ．3∶4答案：D热点题型四解决动态平衡问题的三种方法例4、粗细均匀的电线架在A、B两根电线杆之间。

由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如图所示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是( )A．冬季，电线对电线杆的拉力较大B．夏季，电线对电线杆的拉力较大C．夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大D．夏季，电线杆对地面的压力较大【答案】A【变式探究】如图所示，小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力将 ( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大【解析】因为G、F N、F T三力共点平衡，故三个力可以构成一个矢量三角形，如图所示，G的大小和方向始终不变，F N的方向不变，大小可变，F T的大小、方向都在变，在绳向上偏移的过程中，可以作出一系列矢量三角形，显而易见在F T变化到与F N垂直前，F T是逐渐变小的，然后F T又逐渐变大。

故正确答案为D。

【答案】D【提分秘籍】通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中，这种平衡称为动态平衡。

解决此类问题的基本思路是化“动”为“静”，“静”中求“动”，具体有以下三种方法：(一)解析法对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件列式求解，得到因变量与自变量的一般函数表达式，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。

(二)图解法此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题。

一般按照以下流程解题。

(三)相似三角形法在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。

【举一反三】如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。

质量为m的小球套在圆环上。

一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。

现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力F N的大小变化情况是 ( )A．F不变，F N增大B．F不变，F N减小C．F减小，F N不变D．F增大，F N减小【答案】C1．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。

若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。

物块与桌面间的动摩擦因数为A B C D【答案】C【解析】F水平时：；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角时，则，联立解得：，故选C。

2.【2017·新课标Ⅰ卷】如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N。

初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（。

现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。

在OM由竖直被拉到水平的过程中【高考风向标】A．MN上的张力逐渐增大B．MN上的张力先增大后减小C．OM上的张力逐渐增大D．OM上的张力先增大后减小【答案】AD3.【2017·天津卷】如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。

如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是A．绳的右端上移到b ，绳子拉力不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移【答案】AB绳子中各部分张力相等，F F F b a ==，则βα=。

满足mg F =αcos 2，αααsin sin sin l l l d b a =+=，即d 和l 均不变，则sin α为定值，α为定值，cos α为定值，绳子的拉力保持不变，衣服的位置不变，故A 正确，CD 错误；将杆N 向右移一些，d 增大，则sin α增大，cos α减小，绳子的拉力增大，故B 正确。

1．（2016·全国卷Ⅰ）如图1­，一光滑的轻滑轮用细绳OO ′悬挂于O 点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a ，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b .外力F 向右上方拉b ，整个系统处于静止状态．若F 方向不变，大小在一定范围内变化，物块b 仍始终保持静止，则( )图1­A ．绳OO ′的张力也在一定范围内变化B ．物块b 所受到的支持力也在一定范围内变化C ．连接a 和b 的绳的张力也在一定范围内变化D ．物块b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【答案】BD 【解析】对物块a ，由二力平衡，绳的拉力等于物块a 的重力，大小保持一定，轻滑轮两端绳子拉力大小方向一定，对结点O ′，由三力平衡可得绳OO ′的张力一定，选项A 、C 错误；设F 与水平方向的夹角为α，连接物块b 的绳子拉力T 与水平方向夹角为β，对物块b ，由平衡条件，有T sin β＋F sin α＋N ＝mg 和T cos β－F cos α±f ＝0，物块b 所受到的支持力和物块与桌面间的摩擦力随F 变化而变化，选项B 、D 正确．2．（2016·全国卷Ⅱ）质量为m 的物体用轻绳AB 悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图1­所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中( )图1­A．F逐渐变大，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小【答案】A 【解析】作出结点O的受力分析矢量图(动态)，可知F与T的变化情况如图所示，可得：F逐渐变大，T逐渐变大，故A正确．3.【2015·广东·19】如图7所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有A．三条绳中的张力都相等 B．杆对地面的压力大于自身重力C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力.【答案】BC【解析】因为杆静止，受力平衡，所以在水平、竖直面内的合力分别为零，故选项C 正确；由于三条绳长度不同，因此三条绳与直杆间夹角不同，若三条绳中的张力都相等，在同一水平面内的分量因夹角不同而不同，所以水平面内杆受力不能平衡，故选项A错误；又因绳中拉力在竖直方向的分量均竖直向下，所以地面对杆的支持力大于杆的重力，根据牛顿第三定律可知，杆对地面的压力大于自身重力，故选项B正确；绳子拉力的合力与杆自身重力无关，属于杆受到的外力，在竖直方向上，它们的总合力与地面对杆的支持力为平衡力，故选项D错误。

4.【2015·山东·16】如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。