2023年物理二輪復(fù)習(xí)一力與物體的平衡

專題一力與物體的平衡

命題熱點(diǎn)?？碱}型

(1)物體的受力分析、靜態(tài)平衡、動(dòng)態(tài)平衡；

(2)靜電力、安培力、洛倫茲力作用下的平衡；選擇題

(3)利用平衡條件解決實(shí)際問(wèn)題.

高頻考點(diǎn)?能力突破

考點(diǎn)一靜態(tài)平衡問(wèn)題

1.研究對(duì)象的選?。赫w法和隔離法

2.共點(diǎn)力平衡的常用處理方法

適用條件平衡關(guān)系

合成法三個(gè)共點(diǎn)力任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等，方向相反

三個(gè)或三個(gè)將物體所受的力分解為相互垂直的兩組力，每組力都滿

正交分解法

以上共點(diǎn)力足平衡條件

對(duì)受三力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移使三力

力的三角形法三個(gè)共點(diǎn)力組成一個(gè)首尾依次相接的矢量三角形，根據(jù)正弦定理、

余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解未知力

例”2022.浙江6月J如圖所示，一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同

的斜桿垂直，兩斜桿夾角6=60。.一重為G的物體懸掛在橫桿中點(diǎn)，則每根斜桿受到地面的

()

A.作用力為黃B.作用力為生

36

C.摩擦力為%D.摩擦力為緊；

48

［解題心得］...............................................................

預(yù)測(cè)1［2022?成都市三模］如圖所示，三個(gè)小球放在固定的傾斜擋板上，擋板與水平面

的夾角為30。，每個(gè)小球的質(zhì)量均為根，墻面和擋板均光滑，則墻壁對(duì)最左端小球的彈力大

小為()

A.凈ngB.y/3mg

C.2y/3mgD.3曲mg

預(yù)測(cè)2[2022?廣東卷]如圖是可用來(lái)制作豆腐的石磨.木柄A8靜止時(shí)，連接A3的輕

繩處于繃緊狀態(tài).。點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)、Q和尸2分別表示三根繩的拉力大小，F(xiàn)i=

F2且/408=60。.下列關(guān)系式正確的是（）

A.尸=~B.F=2F\

C.F=3FiD.F=V3Fi

考點(diǎn)二動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

1.解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的一般思路

化“動(dòng)”為“靜”，多個(gè)狀態(tài)下“靜”態(tài)對(duì)比，分析各力的變化或極值.

2.三力作用下的動(dòng)態(tài)平衡

分析

體

物

力

受

況

情

例2[2022?河北卷]如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的尸點(diǎn),

將木板以底邊MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱

體與木板之間的摩擦，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中（）

A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大

B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小

C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小

D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變

［解題心得］.....................................................................

預(yù)測(cè)3［2022?江蘇南通高三模擬］如圖所示，輕桿的一端固定一光滑球體，桿以另一端

。為自由轉(zhuǎn)動(dòng)軸，將球擱置在光滑斜面上，若桿與豎直墻面的夾角為夕，斜面傾角為仇開

始時(shí)￡（仇且/?+，＜90。，對(duì)斜面施加水平推力產(chǎn)使斜面能在光滑水平面上緩慢向左運(yùn)動(dòng)，

則作用于斜面上的水平推力F、輕桿彈力M的大小變化情況是（）

A.推力廠的大小逐漸增大

B.推力尸先變大后變小

C.輕桿彈力M逐漸增大

D.輕桿彈力M先減小后增大

預(yù)測(cè)4［2022?河北衡水中學(xué)一模］如圖所示為一種可折疊壁掛書架，一個(gè)書架用兩個(gè)三

角形支架固定在墻壁上，兩個(gè)支架橫梁和斜梁的連接點(diǎn)0、0,可在橫梁上移動(dòng)，00,始終垂

直于橫梁,書與書架的重心始終恰好在0、0,連線中點(diǎn)的正上方,書與書架的總重力為60N,

某一時(shí)刻橫梁AO、40'水平，斜梁30、B77跟橫梁夾角為37。，橫梁對(duì)0、0,點(diǎn)的拉力始

終沿0A、。以方向,斜梁對(duì)0、。，點(diǎn)的壓力始終沿BO、B，0方向，已知sin37°=0.6,cos37。

=0.8,不計(jì)支架的重力，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.橫梁0A所受的力的大小為80N

B.斜梁B0所受的力的大小為50N

C.0、。，點(diǎn)同時(shí)向A,4移動(dòng)少許，橫梁0A所受的力變大

D.0、。，點(diǎn)同時(shí)向A、“移動(dòng)少許，斜梁80所受的力變大

考點(diǎn)三電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力作用下的平衡問(wèn)題

1.電場(chǎng)力

(1)大?。篎=Eq,尸=呼.

(2)方向：正電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同；負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向

與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反.

2.磁場(chǎng)力

(1)大?。孩侔才嗔=B/L；

②洛倫茲力F*=qvB.

(2)方向：用左手定則判斷.

3.處理電磁力作用下的平衡問(wèn)題的方法

與純力學(xué)問(wèn)題的分析方法一樣，學(xué)會(huì)把電學(xué)問(wèn)題力學(xué)化.

例3［2022.湖南卷J如圖(a),直導(dǎo)線MN被兩等長(zhǎng)且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸00,

上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向0。，的磁場(chǎng)，與。0,距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等

且不隨時(shí)間變化，其截面圖如圖(b)所示.導(dǎo)線通以電流/,靜止后，懸線偏離豎直方向的夾

角為“下列說(shuō)法正確的是()

圖(a)圖(b)

A.當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖(a)右側(cè)位置時(shí)，導(dǎo)線中電流方向由N指向M

B.電流/增大，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力不變

C.tan。與電流/成正比

D.sind與電流/成正比

［斛題心得］

預(yù)測(cè)5如圖所示，固定的光滑絕緣斜面0M的傾角6=37。，空間存在著平行于斜面向

上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=3.0X103N/C.現(xiàn)有一電荷量為q=2.0X10-3C的帶正電

的小滑塊從0點(diǎn)沿斜面勻速下滑也取10m/s2,sin37。=0.6,cos37。=0.8),則小滑塊的質(zhì)

量為()

A.1kgB.2kg

C.3kgD.4kg

預(yù)測(cè)6[2022?山東煙臺(tái)三模]（多選）如圖所示，間距為￡=0.8m的兩條平行光滑豎直金

屬導(dǎo)軌PQ、A7N足夠長(zhǎng)，底部Q、N之間連有一阻值為凡=2C的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為5

=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直.導(dǎo)軌的上端點(diǎn)P、M分別與橫截面面積為5X10-3m2

的10匝線圈的兩端連接，線圈的軸線與大小均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)&平行.開關(guān)S閉合后,

質(zhì)量為加=1X102國(guó)、電阻為兄=2。的金屬棒外恰能保持靜止，金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸

良好，其余部分電阻不計(jì)，g取10m/s2.則（）

A.勻強(qiáng)磁場(chǎng)良的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小

B.金屬棒中的電流為0.25A

C.勻強(qiáng)磁場(chǎng)&的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為lOT/s

D.斷開開關(guān)S之后，金屬棒ab下滑的最大速度為1.25m/s

素養(yǎng)培優(yōu)?情境命題

利用平衡條件解決實(shí)際問(wèn)題

1.情境化試題，把對(duì)物理必備知識(shí)、關(guān)鍵能力的考查融入日常生活與現(xiàn)代科技中.該

類試題乍一看高、新、深，但所用的知識(shí)都不會(huì)超出我們平常所用的基本概念和基本規(guī)律.

2.解決情境化試題，要仔細(xì)分析題目展示的情境，通過(guò)分析和判斷來(lái)理清物理過(guò)程，

弄清題目中情境所涉及的問(wèn)題與哪種物理模型符合，然后運(yùn)用相應(yīng)的物理知識(shí)解答.

情境1在東京奧運(yùn)會(huì)舉重比賽中，李發(fā)彬在挺舉中展現(xiàn)“金雞獨(dú)立”絕技，單腳支

撐.又將姿勢(shì)回復(fù)為雙腳著地穩(wěn)定3秒，最終奪得冠軍，并打破奧運(yùn)紀(jì)錄.將李發(fā)彬的單腳

支撐和雙腳著地均視作平衡狀態(tài).關(guān)于此過(guò)程的表述正確的是（）

A.單腳支撐時(shí)地面對(duì)其支持力大小比雙腳著地時(shí)的支持力大

B.單腳支撐時(shí)地面對(duì)其支持力大小比雙腳著地時(shí)的支持力小

C.若李發(fā)彬握杠的兩手間距離變大，則其手臂受杠鈴的作用力將變大

D.若李發(fā)彬握杠的兩手間距離變大，則其手臂受杠鈴的作用力將變小

［解題心得］....................................................................

情境2抖空竹在中國(guó)有著悠久的歷史.假設(shè)抖空竹所用輕繩A3總長(zhǎng)為L(zhǎng),空竹重力

為G,可視為質(zhì)點(diǎn).繩能承受的最大拉力是2G,將繩一端固定，將另一端緩慢水平向右移

動(dòng)d而使繩不斷，不計(jì)一切摩擦，則d的最大值可能為（）

A.V3Z,B.笑

C.也D.學(xué)

［斛題心得］

情境3［2022?北京東城區(qū)二模］某建筑工地上，工人用如圖所示的方式將重物從平臺(tái)運(yùn)

到地面.甲、乙兩人在同一高度手握輕繩，不計(jì)重力的光滑圓環(huán)套在輕繩上，圓環(huán)下端吊一

重物.甲站在A點(diǎn)靜止不動(dòng)，乙從B點(diǎn)緩慢向A點(diǎn)移動(dòng)一小段距離.此過(guò)程中，下列說(shuō)法

正確的是（）

A.繩的拉力大小保持不變

B.甲所受平臺(tái)的支持力大小不變

C.甲所受平臺(tái)的摩擦力變大

D.甲受到平臺(tái)和繩的作用力的合力變大

［解題心得］............................................................................

情境4［2022?浙江1月］如圖所示，學(xué)校門口水平地面上有一質(zhì)量為根的石瞰，石瞰與

水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為".工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動(dòng)石磁時(shí)，兩平行輕繩與水

平面間的夾角均為仇則下列說(shuō)法正確的是（）

A.輕繩的合拉力大小為噂

口mg

B.輕繩的合拉力大小為

cos0+^sin0

C.減小夾角以輕繩的合拉力一定減小

D.輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石瞰的摩擦力也最小

［解題心得］....................................................................

第一編專題復(fù)習(xí)攻略

專題一力與物體的平衡

高頻考點(diǎn)?能力突破

考點(diǎn)一

例1解析：根據(jù)對(duì)稱性，四根斜桿對(duì)橫桿的作用力大小相等，設(shè)為凡選擇橫桿和物

體為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件有4尸cos?=G,解得F=￡G,故每根斜桿受到地面的作用

26

力也為￥G,選項(xiàng)B正確.

6

答案：B

預(yù)測(cè)1解析：將三個(gè)小球作為整體受力分析如圖所示，由共點(diǎn)力平衡可知tan30。=

3mg'

解得Fz2=Mmg,故B正確.

答案：B

預(yù)測(cè)2解析：以結(jié)點(diǎn)。為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，由平衡條件可得F=2Qcos30。

=V3Flt選項(xiàng)D正確.

答案：D

考點(diǎn)二

例2

解析：設(shè)兩繩子對(duì)圓柱體合力為木板對(duì)圓柱體支持力為尸N,繩子與木板夾角為a,

受力分析如圖：

在矢量三角形中，由正弦定理第=黑=鳥

sinasinpsin6

木板以MN為軸向后方轉(zhuǎn)動(dòng)至水平過(guò)程中a不變，0由90。減少至0,

由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，尸N先增大后減小，F(xiàn)T減小，

又兩根繩子間夾角不變，所以每根繩子的拉力都隨轉(zhuǎn)動(dòng)而不斷減少.

答案：B

預(yù)測(cè)3解析：對(duì)球受力分析，設(shè)球的質(zhì)量為相，小球受到重力mg、斜面的支持力T

和桿的彈力M,如圖甲所示，三力可構(gòu)成矢量三角形，隨著斜面向左運(yùn)動(dòng)，“減小，重力的

方向和大小不變，支持力7的方向不變，可知7不斷減小，因?yàn)椤?長(zhǎng)90。，所以M不斷增

大，故C正確，D錯(cuò)誤；再對(duì)斜面受力分析，設(shè)斜面的質(zhì)量為斜面受重力Mg,推力F,

小球的壓力廠和地面的支持力尸N,如圖乙所示.根據(jù)共點(diǎn)力平衡有尸=7sin6=Tsin仇因

為6不變，T不斷減小，所以下不斷減小，故A、B錯(cuò)誤.

答案：C

預(yù)測(cè)4解析：兩個(gè)支架共同承擔(dān)的力的大小為60N,則每個(gè)支架所承擔(dān)的力的大小為

GG

30N,對(duì)O點(diǎn)受力分析，如圖甲所示.FOA=TJ7=40N,尸BO=一三=50N,故A錯(cuò)誤，

tan37sin370

B正確；0、(7同時(shí)向A、4移動(dòng)少許，對(duì)O點(diǎn)受力分析，如圖乙所示.三角形AOB與力三

角形相似，所以有士=裳=罌，與長(zhǎng)度不變，長(zhǎng)度減小，所以FB不變,FOA

ABBOOAAB8004。

減小，故C、D錯(cuò)誤.

甲乙

答案：B

考點(diǎn)三

例3解析：當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖(a)右側(cè)時(shí)，導(dǎo)體棒在重力、拉力和安培力的作用下處

于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，導(dǎo)體棒所受安培力指向右側(cè)，又安培力與磁場(chǎng)方向垂直，所

以安培力垂直于輕繩指向右上方，由左手定則可知，導(dǎo)線中電流方向由M指向N,A項(xiàng)錯(cuò)

誤；由平衡條件有輕繩拉力F=J(mg)2-(BIL)2,又BIL=mgsin。,得sin0=案,分析易

知B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確.

答案：D

預(yù)測(cè)5解析：帶正電的小滑塊從。到M沿斜面勻速下滑，對(duì)小滑塊受力分析，可知

Eq=mgsin37°,解得小滑塊的質(zhì)量m=1kg,A正確.

答案：A

預(yù)測(cè)6解析：由于金屬棒"恰能保持靜止，則說(shuō)明金屬棒"所受安培力方向豎直向

上，大小與重力大小相等，根據(jù)左手定則可知金屬棒劭中電流方向?yàn)閍-b,根據(jù)右手螺旋

定則可知線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向左，與原磁場(chǎng)方向相反，根據(jù)楞次定律可知民增大；

由于81/〃/=岫且感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)昂=/他&="鬻，聯(lián)立解得/油=0.25A,譬=10T/s,故A

錯(cuò)誤，B,C正確.斷開開關(guān)S之后，金屬棒，沿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E2-B\LV,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流/=三/=，金屬棒外所受安培力F^=B〃L=誓警,

當(dāng)產(chǎn)安=,”g時(shí)，金屬棒時(shí)速度達(dá)到最大值，聯(lián)立可得最大速度。a=^F2=2.5m/s.故

D錯(cuò)誤.

答案：BC

素養(yǎng)培優(yōu)?情境命題

情境1解析：根據(jù)受力平衡可知，單腳支撐時(shí)地面對(duì)其支持力和雙腳著地時(shí)的支持力

大小都等于運(yùn)動(dòng)員和杠鈴的總重，A,B錯(cuò)誤；手臂對(duì)杠鈴的作用力大小為凡手臂與橫杠

之間的夾角為。，杠鈴的重力為G,根據(jù)平衡條件可得2FsinJ=G.由幾何關(guān)系可知握杠的

兩手間距離變大，對(duì)應(yīng)的6角越小，則尸變大，由牛頓第三定律可知，手臂受杠鈴的作用

力變大，C正確，D錯(cuò)誤.

答案：C

情境2解析：設(shè)輕繩與水平方向的夾角為仇根據(jù)受力分析可得豎直方向上有2FrsinJ

=G,繩能承受的最大拉力是2G,當(dāng)FT=2G時(shí)，解得si4n由幾何關(guān)系可得sin。=

維?聯(lián)立解得4=平3故選B.

2

答案：B

情境3解析：設(shè)重物的重力為〃?g,對(duì)圓環(huán)受力分析如圖(a)所示，根據(jù)受力平衡可知

2Tcose=mg,解得7=事，乙從8點(diǎn)緩慢向4點(diǎn)移動(dòng)一小段距離，6變小,由此可知繩

的拉力變小，A錯(cuò)誤；對(duì)甲受力分析如圖(b)所示，由牛頓第三定律可知，T=T,根據(jù)受力

平衡可知N=mvg+Tcos6=m單g+}”g,/=7sin6=jngtan6,乙從B點(diǎn)緩慢向A點(diǎn)移動(dòng)

一小段距離，6變小，甲所受平臺(tái)的摩擦力/變小，甲所受