(新课标)高考物理一轮复习 第二章 相互作用突破全国卷课件
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
高中物理高考 第2章 第1讲 重力 弹力 摩擦力 2023年高考物理一轮复习(新高考新教材)
B.重力的方向总是垂直向下的 C.物体重心的位置与物体形状和质量分布无关 D.力是使物体运动的原因
物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一 点，这个点就是物体的重心，重力的方向是竖直向下而不是垂直向下， 所以选项A正确，B错误； 从题图中可以看出，车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重 心的位置就发生了变化，故选项C错误； 力不是使物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，所以选项 D错误.
例5 如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向 成α角的细绳拴接一小球.当小车与小球相对静止，一起在水平面上运动 时，下列说法正确的是 A.细绳一定对小球有拉力 B.轻弹簧一定对小球有弹力 C.细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧对小球一定有弹力
√D.细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧对小球也不一定有弹力
1.只要物体发生形变就会产生弹力作用.( × ) 2.轻绳产生的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向.( √ ) 3.轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向.( × )
方法技巧 提升关键能力
轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较
轻绳
轻杆
弹性绳
轻弹簧
图示
受外力作用时
拉伸形变、压缩
拉伸形变、压缩
拉伸形变
拉伸形变
判断 正误
1.滑动摩擦力的方向与物体的运动方向一定相反.( × ) 2.静摩擦力可能是动力，滑动摩擦力一定是阻力.( × ) 3.运动的物体不可能受到静摩擦力作用.( × ) 4.受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态.( × ) 5.正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变.( √ )
6.滑动摩擦力与接触面积有关，相同材料的两物体接触面积越大，
新步步高高考物理(全国用)大一轮复习讲义课件：第二章 相互作用 专题强化二
4
盘查拓展点
生活中平衡问题的实例分析 力的平衡问题在日常生活中有许多实例，解答的关键是要建立正确的物 理模型，选择合适的的解题方法，一般按以下步骤进行：
【典例】 一般教室门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A、骨架B、弹 簧C(劲度系数为k)、锁舌D(倾角θ＝45°)、锁槽E以及连杆、锁头等部件 组成，如图甲所示.设锁舌D的侧面与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为 μ，最大静摩擦力Ffm由Ffm＝μFN(FN为正压力)求得.有一次放学后，当某同 学准备关门时，无论用多大的力， 也不能将门关上(这种现 象称为自锁)，此刻暗锁 所处的状态的俯视图如 图乙所示，P为锁舌D与 锁槽E之间的接触点，弹 簧由于被压缩而缩短了x.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
2.(多选)如图所示，粗糙水平面上有一长木板，一个人站在木板上用力F 向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态.三者的质量均为m，下列 说法正确的是 答案 A.箱子受到的摩擦力方向向右
√B.人受到的摩擦力方向向右 √C.箱子对木板的摩擦力方向向右
D.若水平面光滑，人用同样大小的力F推箱子，能使长木板在水平面上 滑动
√A.B对A的摩擦力大小为Ff，方向向左
B.A和B保持静止，C匀速运动
√C.A保持静止，B和C一起匀速运动 √D.C受到地面的摩擦力大小为F－Ff
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
√D.支持力小于(M＋m)g
Ff
mg
2
命题点二
动态平衡问题
1.共点力的平衡 (1)平衡状态：物体处于 静止 或 匀速直线运动 状态，称为平衡状态. (2)平衡条件：物体所受合力 为零 ，即 F合＝0 .若采用正交分解法求平 衡问题，则平衡条件是 Fx合＝0，Fy合＝0 . (3)常用推论： ①二力平衡：二力等大反向. ②三力平衡：任意两个力的合力与第三个力等大反向. ③多力平衡：其中任意一个力与其余几个力的合力等大反向.
2025届高三物理一轮复习动量守恒定律及其应用(40张PPT)
1.碰撞:碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象。2.碰撞的特点:在碰撞现象中,一般都满足内力_______外力,可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒。
考点2 碰撞问题
远大于
动量是否守恒
机械能是否守恒
弹性碰撞
守恒
_______
非完全弹性碰撞
守恒
有损失
完全非弹性碰撞
答案 D
考向3 用数学归纳法解决多次碰撞问题【典例6】 (多选)(2022·全国卷Ⅱ)水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于5.0 m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为( )A.48 kg B.53 kg C.58 kg D.63 kg
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
2024课件
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考向1 碰撞的可能性【典例4】 (多选)A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是6 kg·m/s,B球的动量是4 kg·m/s,已知mA=1 kg,mB=2 kg,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是( )A.vA'=3 m/s vB'=3.5 m/s B.vA'=2 m/s vB'=4 m/sC.vA'=5 m/s vB'=2.5 m/s D.vA'=-3 m/s vB'=6.5 m/s
2023高考物理一轮总复习课件：受力分析-共点力的平衡
题型四 平衡中的临界极值问题
1．问题特点
当某物理量变化时，会引起其他物理量的变化，从 临界 而使物体所处的平衡状态能够“恰好出现”或“恰 问题 好不出现”。在问题描述中常用“刚好”“刚能”
“恰好”等语言叙述 极值 一般是指在力的变化过程中出现最大值和最小值问 问题 题
2.突破临界问题的三种方法
根据平衡条件列方程，用二次函数、讨论分析、三角 解析法
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
【对点练1】 (2020·泰安市一轮检测)如图，小球C置于B物体 的光滑半球形凹槽内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状 态。现缓慢减小木板的倾角θ。在这个过程中，下列说法正确 的是( )
A．B对A的摩擦力逐渐变大 C．B对A的压力不变
B．B对A的作用力逐渐变小
√D．C对B的压力不变
解析：对BC整体分析，受力情况为：重力mg、斜面A的支持力 N和摩擦力f，由平衡条件得知N＝mgcos θ，f＝mgsin θ，缓慢 减小木板的倾角θ，N增大，f减小，由牛顿第三定律得知B对A 的摩擦力逐渐减少，B对A的压力逐渐增大；根据平衡条件可知 A对B的作用力与B和C的重力大小相等，方向相反，所以A对B 的作用力不变，根据牛顿第三定律得知B对A的作用力不变，故 A、B、C错误； 由于半球形凹槽光滑，小球只受两个力：重力和支持力，由平 衡条件可知，支持力与重力大小相等，保持不变，则C对B的压 力也保持不变，故D正确。
2019届高考物理总复习第二章相互作用实验三验证力的平行四边形定则课件
②F 合的大小为________N，F 合与拉力 F 的夹角的正切值为 ________． 若 F 合与拉力 F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差 范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．
1.(2018·内蒙古集宁一中月考)在“探究力的 平行四边形定则”的实验中，首先用两个弹簧秤分别钩住绳 套，在保证弹簧秤与木板平行的条件下，互成角度地拉长橡 皮条，使结点到达 O 点，用铅笔记下 O 点位置及两细绳的 方向，如图中的 OA、OB 方向，读出两弹簧秤的示数 FOA ＝2.7 N、FOB＝3.3 N.
对实验数据处理和误差分析的考查 1．数据处理 (1)用铅笔和刻度尺从结点 O 沿两条细绳方向画直线，按选 定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力 F1 和 F2 的图示，并 以 F1 和 F2 为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形， 过 O 点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力 F 的图示． (2)用刻度尺从 O 点按同样的标度沿记录的方向作出实验步 骤 4 中弹簧测力计的拉力 F′的图示． (3)比较 F 与 F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平 行四边形定则．
第二章 相互作用
实验三 验证力的平行四边形定则
一、实验目的 1．验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则． 2．培养应用作图法处理实验数据和得出结论的能力．
二、实验原理
互成角度的两个力 F1、F2 与另外一个力 F′产生相同的效果， 看 F1、F2 用平行四边形定则求出的合力 F 与 F′在实验误差 允许范围内是否相等．
C．将图甲中钩码取下一个，并将细线用一光滑铁钉 B(可随 时固定)支开，在另一细线上挂上弹簧测力计，使两细线成 一定角度，拉弹簧测力计，如图乙所示，图中 α、β 可测定， 当ccooss αβ＝34时，橡皮筋正好位于竖直方向且橡皮筋与细线结 点的位置与步骤 B 中结点的位置 O 重合，此时弹簧测力计 的示数应为________N(当地重力加速度 g＝10 m/s2)．
2015届高考一轮热点突破ppt课件：求解平衡问题的八种方法(47页)
)
第18页
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【解析】 当一个物体受三个力作用而处于平衡状态，如 果其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线必通 过前两个力作用线的相交点，把O1A和O2B延长相交于O点， 则重心C一定在过O点的竖直线上，如图所示．由几何知识可 1 1 知：BO＝ AB＝1 m，BC＝ BO＝0.5 m，故重心应在距B端 2 2 0.5 m处．A项正确．
第二章 相互作用
Байду номын сангаас
第14页
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A．N1始终减小，N2始终增大
B．N1始终减小，N2始终减小 C．N1先增大后减小，N2始终减小 D．N1先增大后减小，N2先减小后增大
第二章 相互作用
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【解析】
对小球受力的分析如图所示，由于木板缓慢转
到水平位置的过程中，N1的方向保持不变，N2与竖直方向的夹 角逐渐减小，由图解法可得 N1 逐渐减小，木板对球的支持力 N2′也在逐渐减小，又由牛顿第三定律N2′＝N2，所以B正确．
【答案】
B
第二章 相互作用
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四、三力汇交原理
物体受三个共面非平行外力作用而平衡时，这三个力的作 用线(或反向延长线)必交于一点．
分解待求力．
第二章 相互作用
第 9页
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【例证 2】
( 多选 ) 质量为 m 的木块在推力 F作用下，在水
平地面上做匀速直线运动，如图甲所示．已知木块与地面间的
高考物理重点专题讲解及突破02 相互作用(含解析)-人教版高三全册物理试题
2020-2021年高考物理重点专题讲解与突破02：相互作用超重点1：共点力平衡问题1．解决平衡问题的根本思路(1)审读题目信息→弄清问题情景、题设条件和要求．(2)选取研究对象→确定选用整体法或隔离法．(3)对研究对象受力分析→画受力示意图．(4)制定解题策略→合成法、分解法、图解法等．(5)进展相应处理→合成、分解某些力或作平行四边形．(6)列平衡方程→F合＝0.(7)分析、求解→应用数学知识．2．处理平衡问题的四点说明(1)物体受三力平衡时，利用力的效果分解法或合成法比拟简单．(2)物体受四个或四个以上的力作用时，一般采用正交分解法．(3)物体只受三个力的作用且三力构成普通三角形，可考虑使用相似三角形法．(4)对于状态“缓慢〞变化类的动态平衡问题常用图解法．[典例1] (多项选择)(2016·高考全国卷Ⅰ)如图，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．假设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，如此( )A．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真题点评：(1)此题属于共点力的平衡问题，考查了研究对象确实定，物体的受力分析等根本技能，采用了合成法、正交分解法等根本方法．(2)高考对共点力平衡问题的考查常设置为静态平衡和动态平衡两类，对静态平衡主要考查合成法、分解法的应用，而动态平衡的考查侧重于解析法、图解法、相似三角形法的应用．【解析】 系统处于静止状态，连接a 和b 的绳的张力大小F T1等于物块a 的重力G a ，C 项错误；以O ′点为研究对象，受力分析如图甲所示，F T1恒定，夹角θ不变，由平衡条件知，绳OO ′的张力F T2恒定不变，A 项错误；以b 为研究对象，受力分析如图乙所示，如此F N ＋F T1cos θ＋F sin α－G b ＝0 F f ＋F T1sin θ－F cos α＝0F N 、F f 均随F 的变化而变化，故B 、D 项正确．拓展1 合成、分解法解静态平衡问题1.如下列图，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物，另一端与另一轻质细绳相连于c 点，ac ＝l2，c 点悬挂质量为m 2的重物，平衡时ac 正好水平，此时质量为m 1的重物上外表正好与ac 在同一水平线上且到b 点的距离为l ，到a 点的距离为54l ，如此两重物的质量的比值m 1m 2为(可用不同方法求解)( )A.52 B ．2 C.54 D.35【答案】C【解析】方法一：合成法因c 点处于平衡状态，所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等，方向相反，如图甲所示，根据平行四边形定如此将力F 与F 1合成，如此sin θ＝F 2F 1＝m 2gm 1g，而sin θ＝l l 2＋3l 42＝45，所以m 1m 2＝54，选项C 正确．方法二：分解法因c 点处于平衡状态，所以可在F 、F 1方向上分解F 2，如图乙所示，如此同样有sin θ＝m 2g m 1g ，所以m 1m 2＝54，选项C 正确． 方法三：正交分解法将倾斜绳拉力F 1＝m 1g 沿竖直方向和水平方向分解，如图丙所示，如此m 1g sin θ＝m 2g ，同样可得m 1m 2＝54，选项C 正确．拓展2 图解法求解动态平衡问题2.(多项选择)(2017·高考全国卷Ⅰ)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(α>π2)．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( )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】AD【解析】将重物向右上方缓慢拉起，重物处于动态平衡状态，可利用平衡条件或力的分解画出动态图分析．将重物的重力沿两绳方向分解，画出分解的动态图如下列图．在三角形中，根据正弦定理有Gsin γ1＝F OM 1sin β1＝F MN 1sin θ1，由题意可知F MN 的反方向与F OM 的夹角γ＝180°－α不变，因sin β(β为F MN 与G 的夹角)先增大后减小，故OM 上的张力先增大后减小，当β＝90°时，OM 上的张力最大，因sin θ(θ为F OM 与G 的夹角)逐渐增大，故MN 上的张力逐渐增大，选项A 、D 正确，B 、C 错误．拓展3 解析法求解动态平衡问题3.如下列图，小船被绳索牵引着匀速靠岸，假设水的阻力不变，如此( )A ．绳子张力不变B ．绳子张力不断减小C ．船所受浮力不变D ．船所受浮力不断减小 【答案】D【解析】对小船进展受力分析，如图，因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡状态，设拉力与水平方向的夹角为θ，如此有F cos θ＝F 阻① F sin θ＋F 浮＝mg ②船在匀速靠岸的过程中，阻力不变，船的重力不变，θ增大，如此cos θ减小，sin θ增大，根据①式知，绳子的张力增大，再由②式知，船所受浮力减小，故D 正确． 拓展4 相似三角形法求解动态平衡问题4.如下列图是一个简易起吊设施的示意图，AC 是质量不计的撑杆，A 端与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A 点正上方，C 端吊一重物．现施加一拉力F 缓慢将重物P 向上拉，在AC 杆达到竖直前( )A ．BC 绳中的拉力F T 越来越大B ．BC 绳中的拉力F T 越来越小 C ．AC 杆中的支撑力F N 越来越大D ．AC 杆中的支撑力F N 越来越小 【答案】B【解析】作出C 点的受力示意图，如下列图，由图可知力的矢量三角形与几何三角形ABC 相似．根据相似三角形的性质得F T BC ＝F N AC ＝G AB ，解得BC 绳中的拉力为F T ＝G BCAB，AC杆中的支撑力为F N ＝G ACAB.由于重物P 向上运动时，AB 、AC 不变，BC 变小，故F T 减小，F N 不变．选项B 正确．1．合力的大小范围(1)两个共点力的合成：|F 1－F 2|≤F 合≤F 1＋F 2，即两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小；当两力同向时，合力最大．超重点2：力的合成和分解(2)三个共点力的合成①最大值：三个力共线且同向时，其合力最大，为F 1＋F 2＋F 3.②最小值：任取两个力，求出其合力的范围，如果第三个力在这个范围之内，如此三个力的合力的最小值为零，如果第三个力不在这个范围内，如此合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和．2．共点力合成的方法 (1)作图法．(2)计算法．F ＝F 21＋F 22F ＝2F 1cosθ2F ＝F 1＝F 2 3．力的分解问题选取原如此(1)选用哪一种方法进展力的分解要视情况而定，一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常按实际效果进展分解．(2)当物体受到三个以上的力或物体所受三个力中，有两个力互相垂直时，常用正交分解法． 4．按力的作用效果分解的几种情形实例分解思路拉力F 可分解为水平分力F 1＝F cos α和竖直分力F 2＝F sin α重力分解为沿斜面向下的力F 1＝mg sin α和垂直斜面向下的力F 2＝mg cos α重力分解为使球压紧挡板的分力F 1＝mg tan α和使球压紧斜面的分力F 2＝mgcos α重力分解为使球压紧竖直墙壁的分力F 1＝mg tan α和使球拉紧悬线的分力F 2＝mgcos α小球重力分解为使物体拉紧AO 线的分力F 2和使物体拉紧BO 线的分力F 1，大小都为F 1＝F 2＝mg2sin α[典例] 如下列图，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l2的c 点有一固定绳圈．假设绳圈上悬挂质量为m 2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，如此重物和钩码的质量比m 1m 2为( )A. 5 B ．2 C.52D. 2思路点拨：解此题要抓住以下三点： (1)绳子上的拉力一定沿绳．(2)“光滑钉子b 〞，说明bc 段绳子的拉力等于重物的重力m 1g . (3)依据“ac 段正好水平〞画出受力分析图． 【答案】C[规律总结] 关于力的分解的两点说明(1)在实际问题中进展力的分解时，有实际意义的分解方法是按力的作用效果进展分解，其他的分解方法都是为解题方便而设的．(2)力的正交分解是在物体受三个或三个以上的共点力作用时处理问题的一种方法，分解的目的是更方便地求合力，将矢量运算转化为代数运算． 【解析】方法一：力的效果分解法钩码的拉力F等于钩码重力m2g，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＝m1g，由几何关系可得cos θ＝FF b ＝m2gm1g，又由几何关系得cos θ＝ll2＋l22，联立解得m1 m2＝52.方法二：正交分解法绳圈受到F a、F b、F三个力作用，如图乙所示，将F b沿水平方向和竖直方向正交分解，由竖直方向受力平衡得m1g cos θ＝m2g；由几何关系得cos θ＝ll2＋l22，联立解得m1m2＝52.模型1 “动杆〞和“定杆〞模型杆所受到的弹力方向可以沿着杆，也可以不沿杆，因此在分析问题时，要注意是动杆还是定杆．(1)假设轻杆用转轴或铰链连接，当杆处于平衡时，杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否如此会引起杆的转动．如图甲所示，假设C为转轴，如此轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的方向．(2)假设轻杆被固定不发生转动，如此杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向．如图乙所示，水平横梁的一端A插在墙壁内，弹力的方向不沿杆的方向．模型2 “活结〞和“死结〞模型(1)当绳绕过滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无摩擦，因此绳上力的大小是相等的，即滑轮只改变力的方向，不改变力的大小．例如图乙中，两段绳中的拉力F1＝F2＝mg.(2)假设结点不是滑轮，是称为“死结〞的结点，如此两侧绳上的弹力不一定相等，例如图甲中，B点固定，B点下面绳中的拉力大小始终等于mg，而B点上侧绳AB中的拉力随杆的转动而变化．[典例4] 如下列图，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10 kg的物体，∠ACB ＝30°，g取10 m/s2，求：(1)轻绳AC段的张力F AC的大小；(2)横梁BC对C端的支持力的大小与方向．[思路点拨] (1)绕过滑轮的绳为“活结〞，两段绳子拉力相等．(2)横梁固定在墙内为“定杆〞，力的方向不一定沿杆．【答案】(1)100 N(2)100 N 方向与水平方向成30°角斜向右上方【解析】物体M处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的轻绳拉力大小等于物体的重力，取C 点为研究对象，进展受力分析，如下列图．(1)图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力大小为：F AC＝F CD＝Mg＝10×10 N＝100 N(2)由几何关系得：F C＝F AC＝Mg＝100 N方向和水平方向成30°角斜向右上方1．[“活结〞“死结〞模型] (多项选择)(2017·高考某某卷)如下列图，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，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，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，如下说法正确的答案是( )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．假设换挂质量更大的衣服，如此衣架悬挂点右移【答案】AB【解析】此题考查物体受力分析、物体的平衡．衣架挂钩为“活结〞模型，oa、ob为一根绳，两端拉力相等，设绳aob长为L，M、N的水平距离为d，bo延长线交M于a′，由几何知识知a′o＝ao，sin θ＝d L ，由平衡条件有2F cos θ＝mg，如此F＝mg2cos θ，当b上移到b′时，d、L不变，θ不变，故F不变，选项A正确，C错误．将杆N向右移一些，L不变，d变大，θ变大，cos θ变小，如此F变大，选项B正确．只改变m，其他条件不变，如此sin θ不变，θ不变，衣架悬挂点不变，选项D错误．2．[“定杆〞“动杆〞模型] (多项选择)城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂，如图是这类结构的简化模型．图中轻杆OB可以绕过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索OA和杆OB的质量都可以忽略不计．如果悬挂物的重力为G，∠ABO＝90°，AB＞OB，在某次产品质量检测和性能测试中保持A、B两点不动，只缓慢改变钢索OA的长度，如此关于钢索OA的拉力F1和杆OB上的支持力F2的变化情况，如下说法正确的答案是( )A．从图示位置开始缩短钢索OA，钢索OA的拉力F1先减小后增大B．从图示位置开始缩短钢索OA，杆OB上的支持力F2不变C．从图示位置开始伸长钢索OA，钢索OA的拉力F1增大D．从图示位置开始伸长钢索OA，杆OB上的支持力F2先减小后增大【答案】BC【解析】设钢索OA的长度为L，杆OB的长度为R，A、B两点间的距离为H，根据相似三角形知识可知，GAB＝F1AO＝F2BO，所以从题图所示位置开始缩短钢索OA，钢索OA的拉力F1减小，杆OB上的支持力F2不变，即选项B 正确，A 错误；从题图所示位置开始伸长钢索OA ，钢索OA 的拉力F 1增大，杆OB 上的支持力F 2不变，即选项C 正确，D 错误．一、单项选择题 1．如下列图，不计重力的轻杆OP 能以点O 为圆心在竖直平面内自由转动，P 端用轻绳PB 挂一重物，另用一根轻绳通过光滑定滑轮系住P 端。
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解析：选 BD.对 A、B 整体，一定受到重力 G、斜面支持力 FN、水平力 F，如图甲，这三个力可使整体平衡，因此斜面 对整体的静摩擦力可能为 0，可能沿斜面向上，也可能沿斜 面向下，B、D 项正确；对木块 A，受力如图乙，水平方向 受平衡力，因此一定有静摩擦力 FfA 与水平力 F 平衡，C 项 错误；对木块 B，受力如图丙，其中摩擦力 Ff 可能为 0，因 此 B 可能受 4 个或 5 个作用力，A 项错误．
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【典题例证】 (18 分)如图所示，质量为 m1 的 物体甲通过 3 段轻绳悬挂，3 段轻绳的 结点为 O，轻绳 OB 水平且 B 端与站在 水平面上的质量为 m2 的人相连，轻绳 OA 与竖直方向的夹角 θ＝37°，物体甲及人均处于静止状 态．(已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取 10 m/s2.设最大 静摩擦力等于滑动摩擦力)求：
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2．(多选)(2017·湖北八校联考)如图所示， A、B 两球质量均为 m，固定在轻弹簧的 两端，分别用细绳悬于 O 点，其中球 A 处 在光滑竖直墙面和光滑水平墙面的交界 处，已知两球均处于平衡状态，OAB 恰好构成一个正三角形， 则下列说法正确的是(重力加速度为 g)( ) A．球 A 可能受到四个力的作用 B．弹簧对球 A 的弹力大于对球 B 的弹力 C．绳 OB 对球 B 的拉力大小一定等于 mg D．绳 OA 对球 A 的拉力大小等于或小于 1.5mg
(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人 受到的静摩擦力达到最大值．(1 分)
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当人刚要滑动时，静摩擦力达到最大值
Ffm＝μm2g(1 分) 由平衡条件得 FOBm＝Ffm(1 分) 又 FOBm＝34m1mg(1 分)
联立得 m1m＝4F3OgBm＝4μ3mg2g＝24 kg(1 分)
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解析：选 AD.A、B 之间的弹力方向沿 A、 B的弹力 F1、A 对 B 的弹力 F2，根据共点力平衡 条件有，F2cos α＝GB，F2sin α＝F1，解得 F1＝GBtan α，F2 ＝coGsBα.若将 A 向右移动稍许，α 变大，可见 F1、F2 都变大， B 错误，D 正确．以 A 和 B 整体为研究对象，有 F＝F1＝GBtan α，则 F 随 α 的增大而变大．地面对 A 的支持力始终等于 A、 B 的总重力，是不变的，A 正确，C 错误．
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(1)轻绳 OA、OB 受到的拉力是多大？ (2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？ (3)若人的质量 m2＝60 kg，人与水平面之间的动摩擦因数为 μ＝0.3，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量 m1 最大 不能超过多少？
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[解析] (1)以结点 O 为研究对象，如图 1，沿水平方向和竖直 方向建立直角坐标系，将 FOA 分解，由平衡条件有
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3.(多选)光滑水平地面上放有截面为14圆 周的柱状物体 A，A 与墙面之间放一光 滑的圆柱形物体 B.对 A 施加一水平向左 的力 F，整个装置保持静止．若将 A 的位置向右移动稍许， 整个装置仍保持平衡，则( ) A．水平外力 F 增大 B．墙对 B 的作用力减小 C．地面对 A 的支持力减小 D．B 对 A 的作用力增大
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解析：选 ACD.对球 B 受力分析，据共点力平衡可知弹簧和 绳对球 B 的作用力大小均为 mg，选项 C 正确．对同一弹簧 而言，产生的弹力处处相等，故弹簧对球 A 的弹力等于对球 B 的弹力，选项 B 错误．对球 A 分析可知，一定受重力、弹 簧的弹力、墙面的支持力作用，可能受地面的支持力和绳的 拉力，地面的支持力和绳的拉力也可能有一个为 0，当地面 对球 A 的支持力为 0 时，绳上的拉力最大，等于重力和弹簧 竖直方向的分力之和，即 1.5mg，故选项 A、D 正确．
FOB＝FOAsin θ(2 分)
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FOAcos θ＝m1g(2 分) 联立得 FOA＝cmos1gθ＝54m1g(2 分) FOB＝m1gtan θ＝34m1g(2 分) 故轻绳 OA、OB 受到的拉力分别为54m1g、34m1g.(1 分)
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(2)人在水平方向受到 OB 绳的拉力和水平面的静摩擦力，受 力如图 2 所示，由平衡条件得：Ff＝FOB＝34m1g，方向水平 向左．(3 分)
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4．如图所示，3 根轻绳悬挂着两个质
量相同的小球并保持静止，绳 AD 与
AC 垂直．现对 B 球施加一个水平向右
的力 F，使 B 缓慢移动到图中虚线位
置，此过程中 AD、AC 两绳张力 TAC、TAD 的变化情况是( )
利用整体法和隔离法解决物理问题是高考物理中常用 的方法之一．近几年全国卷高考题中重复着重的进行了命题 考查.2016 年全国卷乙 19 题、24 题均考查共点力作用下物体 静态平衡中整体、隔离法的应用；全国卷甲 14 题考查了动态 平衡中整体、隔离法的应用；其他年份也做了重点考查．
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【重难解读】 共点力平衡问题主要从以下几个方面进行命题考查： (1)共点力作用下物体的静态平衡问题：力的合成法或分解法 结合整体隔离的研究思路进行求解． (2)共点力作用下的动态平衡问题：解析法、图解法和相似三 角形法均可在不同情况下求解问题． (3)共点力平衡下的临界和极值问题等．
即物体甲的质量 m1 最大不能超过 24 kg.(1 分)
[答案]
5 (1)4m1g
3 4m1g
3 (2)4m1g
水平向左
(3)24 kg
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解决共点力作用下物体平衡问题的一般思路：
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【突破训练】 1．(多选)如图所示，固定的斜面上叠放着 A、B 两木块，木 块 A 与 B 的接触面是水平的，水平力 F 作用于木块 A，使木 块 A、B 保持静止，且 F≠0，则下列描述正确的是( )