高考物理一轮复习 专题二 相互作用与物体平衡 第3讲 共点力的平衡条件及其应用学案(无答案)
2023版高考物理一轮总复习专题2相互作用第3讲共点力的平衡及其应用课件
关 键 能 力·突 破 要 点
考点1 物体的受力分析 [基础考点] 1．受力分析的基本步骤
2．受力分析的常用方法 (1)整体法和隔离法． (2)假设法：在不确定某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在 的假设，然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判 断该力是否存在．
例1 (2021年武汉质检)水上飞伞是一项锻炼勇气和毅力的水上娱乐
筷子对玻璃珠的弹力
F2
不一
定比
玻璃
珠的重力大
，
F2 F1
＝cos
θ<1，故
F2<F1，故 A、B 错误．由以上分析知，θ 略微减小时，sin θ 值减小，F1
增大；tan θ 值减小，F2 增大，故 C 错误，D 正确．
2．(2021年辽宁适应性考试)如图所示，用轻绳系住
一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为
律模拟变化
例4 (2019年全国卷Ⅰ)(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
考点3 动态平衡 [能力考点] 1．动态平衡：物体受力情况在缓慢变化，变化的每一刻物体都可 看作是受力平衡的状态．
2．分析动态平衡问题的常用方法
方法
步骤
(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式
解析法 (2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况
(3)三力平衡还可列正弦定理和余弦定理分析
保持相对静止，A上表面水平．则在斜面上运动时，B
物理一轮复习第2章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡含解析
第3讲受力分析共点力的平衡时间:50分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。
其中1~7题为单选，8～10题为多选）1．我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁(如图甲所示）在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动.图乙为高铁车厢示意图，A、B两物块相互接触地放在车厢里的水平桌面上,物块与桌面间的动摩擦因数相同，A的质量比B的质量大，车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，A、B相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是（)A．A受到2个力的作用B．B受到3个力的作用C．A受到桌面对它向右的摩擦力D．B受到A对它向右的弹力答案A解析车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，此时AB 均向右做匀速直线运动，故A、B均只受重力和支持力作用,水平方向不受外力，故水平方向均不受摩擦力，同时A、B间也没有弹力作用，故A正确，B、C、D错误。
2．下列四个图中所有接触面均粗糙，各物体均处于静止状态,其中物体A受力个数可能超过5个的是（)答案C解析A选项中对整体分析，可知墙壁对A没有弹力，故A 最多受到重力、B的支持力、B的摩擦力、弹簧的拉力共四个力，故A错误;B选项中A最多受四个力,故B错误;C选项中A受重力、B的压力和摩擦力、斜面的支持力、推力，也可能受到斜面的摩擦力,共六个力,故C正确；D选项中A最多受到重力、斜面的支持力、摩擦力、推力和B的压力共五个力，故D错误。
3。
飞艇常常用于执行扫雷、空中预警、电子干扰等作战任务。
如图所示为飞艇拖曳扫雷具扫除水雷的模拟图。
当飞艇匀速飞行时，绳子与竖直方向的夹角恒为θ。
已知扫雷具质量为m,重力加速度为g，扫雷具所受浮力不能忽略，下列说法正确的是(）A．扫雷具受3个力作用B．绳子拉力大小为错误!C．水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力D．绳子拉力一定大于mg答案C解析扫雷具受到重力、绳子拉力、水的阻力、水的浮力共4个力作用，A错误；设扫雷具所受水的浮力为f，绳子的拉力为F，由F cosθ＝mg－f，解得绳子拉力F＝错误!,B错误；水对扫雷具的作用力包括竖直向上的浮力和水平向右的阻力,绳子拉力在水平方向的分力大小等于水的阻力(即水对扫雷具作用力的水平分力),所以水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力,C 正确;在竖直方向，重力竖直向下,浮力竖直向上，则由mg＝f＋F cosθ可知,无法判断绳子拉力与重力mg的大小关系，D错误。
高考物理一轮复习课件相互作用物体平衡专题二共点力的平衡及其应用
牛顿运动定律在连接体中应用
牛顿第二定律
连接体中的每个物体都受到合外力的作用，产生加速度。根据牛顿第二定律，可以列出 每个物体的动力学方程，进而求解连接体的运动状态。
牛顿第三定律
连接体中的物体之间存在相互作用力，这些力满足牛顿第三定律，即作用力和反作用力 大小相等、方向相反。利用这一性质，可以分析连接体内各物体之间的相互作用力。
图解法处理动态平衡问题
受力分析
确定研究对象，进行受力分析，画出受力图。
力的合成与分解
根据平行四边形定则或三角形定则进行力的合成 与解。
图象法
根据受力情况画出力的矢量图，利用图象的直观 性进行分析。
解析法处理动态平衡问题
解方程得出结果，并进行 讨论。
根据共点力平衡条件列方 程。
选择合适的坐标系，将力 分解到坐标轴上。
动量守恒定律在连接体中应用
动量守恒定律
在没有外力作用的情况下，连接体内各物体 组成的系统的总动量保持不变。利用动量守 恒定律，可以求解连接体在碰撞、爆炸等问 题中的运动状态。
动量定理
连接体中的每个物体都受到合外力的冲量作 用，导致动量的变化。根据动量定理，可以 分析连接体内各物体在一段时间内的动量变 化情况，进而求解相关问题。
高考物理一轮复习课件相互作用物 体平衡专题二共点力的平衡及其应 用
汇报人：XX 20XX-01-22
目录
• 共点力平衡基本概念与原理 • 物体受力分析与计算方法 • 静态平衡问题解决方法 • 动态平衡问题解决方法 • 连接体问题解决方法 • 实验：验证共点力作用下物体平衡条件
01
共点力平衡基本概念与原理
三角形定则
把两个矢量首尾相接从而求出和矢量的方法。
02
第二章相互作用3第3讲受力分析 共点力平衡-2024-2025学年高考物理一轮复习课件
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
C．物体B对地面的压力可能为零
√D．物体B对地面的压力大小为mBg－mAgsin θ
对A分析，轻绳拉力FT＝mAg，对B分析，在水 平方向有Ff＝FTcos θ＝mAgcos θ，选项B正确； 在竖直方向地面对B的支持力FN＝mBg－FTsin θ ＝mBg－mA·gsin θ，由牛顿第三定律可知，选项 D正确；当mBg＝mAgsin θ时，FN＝0，此时物体B不可能静止，选项A、 C错误。
对a的拉力可能等于mg，选项C正确；对a受力分析，如果摩擦力为零，
则magsin θ＝mgcos θ，可得ma＝
m tan θ
，选项D错误。
规律总结
整体法与隔离法
整体法与隔离法
方法
整体法
隔离法
将加速度相同的几个物体作为一 将研究对象与周围物体分隔开来分
概念
个整Байду номын сангаас来分析的方法
析的方法
选用 研究系统外的物体对系统整体的 研究系统内物体之间的相互作用力
组，每组力都满足平衡条件。
三角 形法
三个共点力平衡时，将力的矢量图平移使三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、相似三角形或直角三角形 等数学知识求解有关问题。
考向1 合成法(或分解法)
例2 (2023·浙江6月选考)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
高考物理一轮复习讲义 第二章 相互作用 第3讲 共点力作用下物体的平衡 教科版
第3讲 共点力作用下物体的平衡一、共点力几个力都作用在物体的同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，则这几个力称为共点力．二、共点力的平衡1．平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态． 2．共点力的平衡条件：F 合＝0或者⎩⎪⎨⎪⎧F x ＝0.F y ＝0.3．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处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反，作用在一条直线上． (2)三力平衡如果物体在三个互不平行的共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．(3)多力平衡如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等、方向相反、作用在一条直线上．1.如图所示，放在水平面上的物体受到一个水平向右的拉力F 作用而处于静止状态，下列说法中正确的是( )A ．物体对水平面的压力就是物体的重力B ．拉力F 和水平面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C ．物体受到四对平衡力的作用D ．物体受到的合外力为零解析：物体对水平面的压力与物体的重力是不同性质的力，A 错误；拉力F 和水平面对物体的摩擦力是一对平衡力，B 错误；物体受到两对平衡力的作用，C 错误．答案：D2．(2013·山东济南模拟)如图所示，物体A 在竖直向上的拉力F 的作用下能静止在斜面上，关于A 受力的个数，下列说法中正确的是( )A ．A 一定受两个力作用B ．A 一定受四个力作用C ．A 可能受三个力作用D ．A 受两个力或者四个力作用解析：当F 等于A 的重力mg 时，物体A 仅受这两个力；当F 小于A 的重力mg 时，还受斜面的支持力和静摩擦力作用，物体A 受四个力．答案：D3．如图所示，一个质量为m 的小物体静止在固定的、半径为R 的半圆形槽内，距最低点高为R2处，则它受到的摩擦力大小为( )A.12mgB.32mgC.⎝ ⎛⎭⎪⎫1－32mg D.22mg 解析： 物体的受力情况如图所示，由平衡条件可知：F f ＝mg cos 30°＝32mg ，所以B 正确． 答案： B4.如图所示，一斜面体静止在粗糙的水平地面上，一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面体不受地面的摩擦力作用．若用平行于斜面的作用力F 向下推此物体，使物体加速下滑，斜面体仍然和地面保持相对静止，则斜面体受地面的摩擦力( )A ．大小为零B ．方向水平向右C ．方向水平向左D ．无法判断大小和方向解析：加推力前后，物体对斜面的压力和滑动摩擦力大小均未发生变化，故斜面体受地面的摩擦力与不加推力前相同．即地面对斜面体的摩擦力为零．答案：A5．(2013·北京东城区模拟)如图所示，质量为m 的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k 的轻质弹簧一端系在小球上，另一端固定在墙上的P 点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为( )A.mg kB.3mg 2kC.3mg 3k D.3mgk解析：以小球为研究对象受力分析可知，小球静止，因此有F T cos 30°＝mg sin 30°，可得弹簧弹力F T ＝33mg ，由胡克定律可知F T＝kx，因此弹簧的伸长量x＝3mg3k，C选项正确．答案： C共点力作用下物体的平衡(2012·山东卷)如图所示，两相同轻质硬杆OO 1、OO 2可绕其两端垂直纸面的水平轴O 、O 1、O 2转动，在O 点悬挂一重物M ，将两相同木块m 紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止．F f 表示木块与挡板间摩擦力的大小，F N 表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O 1、O 2始终等高，则( )A ．F f 变小B ．F f 不变C ．F N 变小D ．F N 变大解析： 选重物M 及两个木块m 组成的系统为研究对象，系统受力情况如图1所示，根据平衡条件有2F f ＝(M ＋2m )g ，即F f ＝M ＋2m g2，与两挡板间距离无关，故挡板间距离稍许增大后，F f 不变，所以选项A 错误，选项B正确；如图2所示，将绳的张力F 沿OO 1、OO 2两个方向分解为F 1、F 2，则F 1＝F 2＝F2cos θ，当挡板间距离稍许增大后，F 不变，θ变大，cos θ 变小，故F 1变大；选左边木块m 为研究对象，其受力情况如图3所示，根据平衡条件得F N ＝F 1sin θ，当两挡板间距离稍许增大后，F 1变大，θ变大，sin θ变大，因此F N 变大，故选项C 错误，选项D 正确．答案： BD1.整体法和隔离法的选用技巧当物理情境中涉及物体较多时，就要考虑采用整体法和隔离法．(1)整体法⎩⎪⎨⎪⎧研究外力对物体系统的作用各物体运动状态相同同时满足上述两个条件即可采用整体法．(2)隔离法⎩⎪⎨⎪⎧分析系统内各物体、各部分间的相互作用各物体的运动状态不同必须将物体从系统中隔离出来，单独地进行受力分析，列出方程． (3)整体法和隔离法的交替运用对于一些复杂问题，比如连接体问题，通常需要多次选用研究对象，这样整体法和隔离法要交替使用． 2．共点力作用下物体平衡的一般解题思路1－1：将某均匀的长方体锯成如图所示的A、B两块后，在水平桌面上并排放在一起，现用水平力F垂直于B的左边推B，使A、B整体仍保持矩形沿力F的方向匀速运动，则( ) A．物体A在水平方向上受三个力的作用，且合力为零B．物体A在水平方向上受两个力的作用，且合力为零C．B对A的作用力方向与力F的方向相同D．B对A的压力等于桌面对A的摩擦力解析：对A、B整体分析知，它们均受到桌面的滑动摩擦力，因做匀速运动，故A还应受到来自B的弹力和静摩擦力作用，它们与来自桌面的滑动摩擦力平衡，故A项正确；B对A的作用力为弹力和静摩擦力的合力，方向与滑动摩擦力方向相反，C项正确．答案：AC动态平衡问题的分析动态平衡：通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述．(2012·新课标全国卷)如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为F N1，球对木板的压力大小为F N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中( )A．F N1始终减小，F N2始终增大B．F N1始终减小，F N2始终减小C．F N1先增大后减小，F N2始终减小D．F N1先增大后减小，F N2先减小后增大解析：方法一(解析法)如图所示，由平衡条件得：F N1＝mg tanθF N2＝mg sinθ随θ逐渐增大到90°，tan θ、sin θ都增大，F N1、F N2都逐渐减小，所以选项B正确．方法二(图解法)对球受力分析如图所示，球受3个力，分别为重力G、墙对球的弹力F N1和板对球的弹力F N2.当板BC逐渐放至水平的过程中，球始终处于平衡状态，即F N1与F N2的合力F始终竖直向上，大小等于球的重力G，如图所示，由图可知F N1的方向不变，大小逐渐减小，F N2的方向发生变化，大小也逐渐减小，故选项B正确．答案：B解决动态平衡问题的常用方法方法步骤解析法①选某一状态对物体进行受力分析②将物体受的力按实际效果分解或正交分解③列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式④根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况图解法①选某一状态对物体进行受力分析②根据平衡条件画出平行四边形③根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化④确定未知量大小、方向的变化2－1：在固定于地面的斜面上垂直安放了一个挡板，截面为14圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，乙没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示．现在从球心处对甲施加一平行于斜面向下的力F使甲沿斜面方向缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止．设乙对挡板的压力为F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中( )A．F1缓慢增大，F2缓慢增大B．F1缓慢增大，F2缓慢减小C．F1缓慢减小，F2缓慢增大D．F1缓慢减小，F2保持不变解析：对乙受力分析如图所示，从图示可以看出，随着甲沿斜面方向缓慢地移动，挡板对乙的压力F′1逐渐减小，因此乙对挡板的压力F1也缓慢减小；对甲、乙整体研究，甲对斜面的压力F2始终等于两者重力沿垂直斜面方向的分力，因此大小不变，D正确．答案： D平衡中的临界、极值问题1．临界问题：当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言．2．常见的临界状态(1)两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0(主要体现为两物体间的弹力为0)；(2)绳子断与不断的临界条件为作用力达到最大值；(3)存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大．3．极值问题：平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．(2013·芜湖模拟)如图所示，AC 和BC 两轻绳共同悬挂一质量为m 的物体，若保持AC 绳的方向不变，AC 绳与竖直方向的夹角为60°，改变BC 绳的方向，试求：(1)物体能达到平衡时，BC 绳与竖直方向之间所夹θ角的取值范围； (2)θ在0～90°的范围内，求BC 绳上拉力的最大值和最小值．解析： (1)改变BC 绳的方向时，AC 绳的拉力F TA 方向不变，两绳拉力的合力F 与物体的重力平衡，重力大小和方向保持不变，如图所示，经分析可知，θ最小为0°，此时F TA ＝0；且θ必须小于120°，否则两绳的合力不可能竖直向上．所以θ角的取值范围是0°θ<120°.(2)θ在0～90°的范围内，由图知，当θ＝90°时，F TB 最大，F max ＝mg tan 60°＝3mg .当两绳垂直时，即θ＝30°时，F TB 最小，F min ＝mg sin 60°＝32mg . 答案：(1)0°≤θ<120° (2)3mg32mg (1)解决极值问题和临界问题的方法①图解法：根据物体的平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值与最小值．②数学解法：通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(或画出函数图象)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)．(2)求解平衡中的临界问题的关键首先要正确受力分析和变化过程分析――→找出平衡的临界点和极值点3－1：如图所示，三根长度均为l 的轻绳分别连接于C 、D 两点，A 、B 两端被悬挂在水平天花板上，相距2l .现在C 点上悬挂一质量为m 的重物，为使CD 绳保持水平，在D 点上可施加力的最小值为( )A ．mg B.33mg C.12mg D.14mg 解析：如图所示，对C 点进行受力分析，由平衡条件可知，绳CD 对C 点的拉力F CD ＝mg tan 30°，对D 点进行受力分析，绳CD 对D 点的拉力F 2＝F CD ＝mg tan 30°，F 1方向一定，则当F 3垂直于绳BD 时，F 3最小，由几何关系可知，F 3＝F CD sin 60°＝12mg .答案： C处理共点力平衡问题的常用方法方法内容分解法物体受到几个力的作用，将某一个力按力的效果进行分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件合成法 物体受几个力的作用，通过合成的方法将它们简化成两个力，这两个力满足二力平衡条件正交分解法 将处于平衡状态的物体所受的力，分解为相互正交的两组力，每一组力都满足二力平衡条件力的封闭三角形法若三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求解未知力(2011·海南高考)如图，墙上有两个钉子a 和b ，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l .一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物．在绳上距a 端l 2的c 点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，则重物和钩码的质量比m 1m 2为( )A. 5 B ．2 C.52D. 2 解析： 方法一：力的效果分解法 钩码的拉力F 等于钩码重力m 2g .将F 沿ac 和bc 方向分解，两个分力分别为F a 、F b ，如图甲所示，其中F b ＝m 1g ，由几何关系可得：cos θ＝F aF b＝m 2gm 1g，又有cos θ＝l l 2＋l 22，解得：m 1m 2＝52，故C 正确． 方法二：正交分解法绳圈受到三个力作用F a 、F b 、F ，如图乙所示．将F b 沿水平方向和竖直方向正交分解，列方程得：m 1g cos θ＝m 2g ，由几何关系得cos θ＝l l 2＋l 22，解得：m 1m 2＝52，故C 正确． 方法三：力的合成法绳圈受到三个力作用F a 、F b 、F ，如图丙所示，其中F a 、F b 的合力与F 等大反向，即F 合＝F ＝m 2g ，则：cos θ＝F F b ＝m 2gm 1g，又有cos θ＝l l 2＋l 22，解得：m 1m 2＝52，故C 正确．1.如图所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F 作用下，沿倾斜天花板匀速下滑，则下列判断正确的是( )A ．木块一定受到4个力的作用B ．木块可能受到2个力的作用C ．木块与天花板之间的压力可能为零D ．逐渐增大推力F ，木块仍匀速运动解析：木块匀速下滑，则木块受重力、弹力、摩擦力和F 四个力作用，A 项正确；木块与天花板之间一定有压力，C 项错；逐渐增大推力F ，木块与天花板之间的压力增大，木块将减速运动，D 项错．答案： A2．如图所示，AB 为天花板，BC 为竖直墙，用两轻绳OD 、OE 系一质量为m 的小球，使之静止于O 点，现保持小球位置不变，将水平绳OE 的E 端沿BC 上移到B 点的过程中，对两绳上的张力F TD 、F TE 的变化情况判断正确的是( )A ．F TD 不断增大B．F TD不断减小C．F TE先增大后减小D．F TE先减小后增大解析：由于小球重力G不变，可知绳OD和OE的拉力的合力不变，而OD绳固定不动，即OD绳的拉力方向不变，OE绳移动时，由图可知F TD不断减小，F TE先减小后增大，故选B、D.答案： BD3．如图所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．关于这种情景，下列讨论正确的是( ) A．这种情况不可能发生B．若F1和F2的大小相等，这种情况不可能发生C．若F1和F2的大小相等，这种情况也可能发生D．若F1和F2的大小相等，物块与地面间的动摩擦因数为定值解析：物块受重力G＝mg、支持力F N、摩擦力F f、已知力F的共同作用处于平衡状态，由平衡方程可得F1cos 60°＝μ(mg－F1sin 60°)，类似地，F2cos 30°＝μ(mg＋F2sin 30°)，若F1＝F2，可解得：μ＝2－3，说明在动摩擦因数为特定值时题中所述情景可以发生，故C、D正确．答案： CD4．(2012·浙江卷)如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(取g＝9.8 ms2)，下列说法正确的是( )A．斜面对物体的摩擦力大小为零B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C．斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N，方向竖直向上D．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上解析：选斜面上的物体为研究对象，物体受重力mg，支持力F N和绳子拉力F，因为F＝4.9 N，且mg sin 30°＝4.9 N，则F＝mg sin 30°，所以斜面对物体的摩擦力为零，选项A正确，选项B错误；斜面对物体的支持力F N ＝mg cos 30°＝4.9 3 N，方向垂直斜面向上，选项C、D错误．答案：A5．(2013·山东德州一模)如图所示，将两个相同的木块a、b置于固定在水平面上的粗糙斜面上，a、b中间用一轻弹簧连接，b的右端用细绳与固定在斜面上的挡板相连．开始时a、b均静止，弹簧处于压缩状态，细绳上有拉力，下列说法正确的是( )A．a所受的摩擦力一定不为零B．b所受的摩擦力一定不为零C．细绳剪断瞬间，a所受摩擦力不变D．细绳剪断瞬间，b所受摩擦力可能为零解析：弹簧处于压缩状态，由平衡条件可知，木块a一定受摩擦力的作用，且方向沿斜面向上，选项A对；木块b所受的摩擦力可能为零，也可能沿斜面向下或向上，选项B错；细绳剪断瞬间弹簧弹力不变，故a所受摩擦力不变，选项C对；设斜面倾角为θ，若弹簧弹力F弹＝m b g sin θ，则细绳剪断瞬间b所受摩擦力可能为零，选项D 对．答案：ACD。
高考物理一轮复习第二章研究物体间的相互作用第3讲共点力的平衡条件和应用课件粤教版
答案 0.02 m
图3－5－9
【拓展提升3】 如图10，重量为140 N的木箱放在水平地板上，工人用与水平方向 成53°角的绳向上牵引，拉力为50 N时就能使木箱匀速移动，则木箱与水平地板 间的动摩擦因数为( )
A.0.3
B.0.4
图10 C.0.5
D.0.6
解析 将拉力正交分解，水平分力Fx＝30 N，竖直分力Fy＝40 N；在竖直方向由平 衡条件有FN＋Fy＝G，得水平地板对木箱的支持力FN＝100 N；在水平方向由平衡 条件有f＝Fx＝30 N；由滑动摩擦力公式f＝μFN得μ＝0.3，故A正确。 答案 A
图6
A.3个
B.4个
C.5个
D.6个
解析 B一定受重力、斜面的支持力、A的压力和力F，斜面对B可能有摩擦力，
也可能没有摩擦力，故B可能受4个力或5个力，选项B、C正确。
答案 BC
【拓展提升2】 在【拓展提升1】中，水平推力改为水平拉力(水平向左)，如图7所 示，整个系统处于静止状态，则以下说法正确的是( )
答案 BD
受力分析的基本思路
受力分析 一题多变
【例1】 (多选)如图5所示，在水平力F作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面 是水平的，且F≠0，则B的受力个数可能为 ( )
A.3个
B.4个
图5 C.5个
D.6个
解析 先对A、B整体受力分析，受重力、水平力F、支持力；当水平力F平行斜面 向上的分力大于重力沿斜面向下的分力时，有上滑趋势；当水平力F平行斜面向上 的分力小于重力沿斜面向下的分力时，有下滑趋势；当水平力F平行斜面向上的分 力等于重力沿斜面向下的分力时，无滑动趋势；再对A受力分析，受水平力F、重 力、支持力和向左的静摩擦力，共4个力；最后对B受力分析，受重力、A对B的压 力和向右的静摩擦力，斜面对B的支持力，若B物体相对斜面有滑动趋势，则还要 受到斜面的静摩擦力，若相对斜面无滑动趋势，则不受斜面的静摩擦力，即物体B 可能受4个力，也可能受5个力，故选项B、C正确。 答案 BC
高三物理一轮复习 第2章 相互作用 3 受力分析 共点力的平衡课件
选用 研究系统外的物体对系 研究系统内物体之间的
原则 统整体的作用力
相互作用力
注意 受力分析时不再考虑系 一般隔离受力较少的物 问题 统内物体间的相互作用 体
典例1 如图所示，木块A和B接触面水平，在水平 )
A．3个 C．5个
B．4个 D．6个
法
都满足平衡条件
对受三个力作用而平衡的物体，将力的矢量图 力的三角 平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三
形法 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
2.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．
产生影响来判断该力是否存在．
[练一练]
如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B
保持静止，物体B的受力个数为( )
A．2
B．3
C．4
D．5
【解析】 A、B都处于静止状态，故B受到A的弹力作 用、A的摩擦力作用、重力作用、外力F作用，共4个力．
【答案】 C
知识点二 共点力作用下物体的平衡 [想一想]
【解析】 以斜劈和物块整体为研究对象，整个系统处于 平衡状态，合力为零．所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力 的作用，故A正确．
【答案】 A
考向一 受力分析 1．受力分析的思路
2．常用方法 整体法和隔离法
整体法
隔离法
将运动状态相同的几个 概念 物体作为一个整体来分
析的方法
将研究对象与周围物体 分隔开的方法
②_隔__离__法___分 各析 物系 体统 运内 动各 状物 态体 不相各同部分间相互作用 物体必须从系统中隔离出来，独立地进行受力分析，列 出方程．
新高考物理通用版总复习一轮课件专题二第3讲共点力的平衡条件及其应用
考向2 正交分解法 [热点归纳] 物体受到三个或三个以上力的作用而平衡时，将物体所受 的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件.
【典题3】(2020年山东卷)如图 2-3-6 所示，一轻质光滑定 滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为 m 和 2m 的物块 A、B，通 过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B 间的接触面和轻绳均与 木板平行.A 与 B 间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静 摩擦力等于滑动摩擦力.当木板与水平面的夹角为 45°时，物块 A、B 刚好要滑动，则μ的值为( )
A.13
B.14
C.15
D.16
图 2-3-6
解析：当木板与水平面的夹角为 45°时，两物块刚好滑动， 对 A 物块受力分析如图 D14.
图 D14
图 D15
沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力 f1＝μN＝μmgcos 45°， 根据平衡条件可知 T＝mgsin 45°＋μmgcos 45°，对 B 物块受 力分析如图 D15.
能受 4 个力或者 5 个力的作用，选项 B 错误；若弹簧处于拉伸 状态，则 A 受重力、弹簧的弹力、B 对 A 的支持力、B 对 A 的 摩擦力，即一定受 4 个力的作用，选项 C 正确；若弹簧处于拉 伸状态，则 B 受重力、小车的支持力、A 对 B 的压力、A 对 B 的摩擦力，小车对 B 的摩擦力，即一定受 5 个力的作用，选项 D 错误；故选 C.
第3讲 共点力的平衡条件及其应用
一、受力分析 1.定义：把指定物体(或研究对象)在特定的物理环境中受到 的所有外力都分析出来，并画出物体____受__力______的示意图的 过程. 2.受力分析步骤. (1)选取对象：研究对象可以是质点、结点、某个物体，或 几个物体组成的系统.原则上使问题的研究处理尽量简便.
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第3讲 共点力的平衡条件及其应用
一、单项选择题
1．(2017年四川资阳高三模拟)如图K231所示，固定斜面上有一光滑小球，被一竖直压缩的轻弹簧P 与另一平行斜面的轻弹簧Q 连接着处于静止状态，则小球所受力的个数是
( )
图K231 A ．1 B ．3 C ．4 D ．5
2．(2017年福建南平普通高中高三检测)如图K232所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P 在水平外力F 的作用下处于静止状态，P 与圆心O 的连线与水平面的夹角为θ，将力F 在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，框架与小球始终保持静止状态．在此过程中下列说法正确的是( )
图K232
A ．框架对小球的支持力先减小后增大
B ．拉力F 的最小值为mg sin θ
C ．地面对框架的摩擦力始终在减小
D ．框架对地面的压力先增大后减小
3．(2017年江西九校大联考)如图K233甲所示，两段等长轻质细线将质量分别为m 、3m 的小球a 、b 悬挂于O 点．现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在a 球上的力大小为F 1，作用在b 球上的力大小为F 2，则此装置平衡时，出现了如图乙所示的状态，b 球刚好位于O 点的正下方．则F 1与F 2的大小关系应为( )
甲 乙
图K233
A ．F 1＝4F 2
B ．F 1＝3F 2
C ．3F 1＝4F 2
D ．3F 1＝7F 2
4．(2017年安徽高三大联考)如图K234所示，竖直面光滑的墙角有一个质量为m ，半径为r 的半球体均匀物块A .现在A 上放一密度和半径与A 相同的球体B ，调整A 的位置使得A 、B 保持静止状态，已知A 与地面间的动摩擦因数为0.5.则 A 球球心距墙角的最远距离是
( )
图K234
A ．2r B.95r C.115r D.135
r 5．(2017年安徽合肥第一中学高三月考)如图K235所示，倾角为θ＝30°的斜面体放在水平地面上，一个重为G 的球在水平力F 的作用下，静止于光滑斜面上，此时水平力的
大小为F ；若将力F 从水平方向逆时针转过某一角度α后，仍保持F 的大小不变，且小球和斜面依然保持静止，此时水平地面对斜面体的摩擦力为F f ，那么F 和F f 的大小分别是
( )
图K235 A ．F ＝36G ，F f ＝33G B ．F ＝33G ，F f ＝34
G C ．F ＝34G ，F f ＝32G D ．F ＝33G ，F f ＝36
G 二、多项选择题
6．(2017年安徽合肥第一中学高三月考)表面光滑、半径为R 的半球固定在水平地面上，球心O 的正上方O ′处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图K236所示．两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为l 1＝2.4R 和l 2＝2.5R ，则这两个小球的质量之比为m 1m 2，小球与半球之间的压力之比为
F N 1F N 2
，则以下说法正确的是( )
图K236
A.m 1m 2＝2425
B.m 1m 2＝2524
C.F N 1F N 2＝2524
D.F N 1F N 2＝2425
7．(2016年河南郑州高三质检)如图K237所示，a 、b 两个小球穿在一根光滑的固定杆上，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接．已知b 球质量为m ，杆与水平面成θ角，不计所有摩擦，重力加速度为g .当两球静止时，Oa 绳与杆的夹角也为θ，Ob 绳沿竖直方向，则下列说法正确的是( )
图K237
A ．a 一定受到3个力的作用
B ．b 可能受到3个力的作用
C ．绳子对a 的拉力等于mg
D ．a 的重力为mg tan θ
8．(2016年黑龙江哈尔滨第六中学高三期末)如图K238所示，物块P 放在直角三角形斜面体Q 上，Q 放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时P 、Q 静止．现用力F 沿斜面向上推P ，但P 和Q 并未运动．下列说法正确的是( )
图K238
A ．P 、Q 之间的弹力一定变小
B ．P 、Q 之间的摩擦力大小可能不变
C．Q与墙之间的摩擦力可能为零
D．弹簧弹力一定不变
三、非选择题
9．(2017年江西两校大联考)如图K239所示，在光滑的水平杆上穿两个重均为2 N 的球A、B，在两球之间夹一弹簧，弹簧的劲度系数为10 N/m，用两条等长的线将球C与A、B相连，此时弹簧被压短10 cm，两条线的夹角为60°，求：
(1)杆对A球支持力大小．
(2)C球重力大小．
图K239
10．(2017年安徽合肥第一中学高三月考)如图K2310所示，质量M＝2 kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量为m＝1 kg的小球相连，今用跟水平方向成60°角的力F ＝ 10 3 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g＝10 m/s2.在运动过程中，求：
(1)轻绳与水平方向的夹角θ.
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ.
图K2310。