2022屆新高考物理沖刺精準復習：受力分析 共點力的平衡

2022屆新高考物理沖刺精準復習

受力分析共點力的平衡

學習目標

1.熟練掌握受力分析，會判斷彈力、摩擦力的有無及方向.

2.理解共點力平衡的條件，會解共點力平衡問題.

一、課前檢測

1.（多選）如圖所示，水平地面上的物體A,在斜向上的拉力尸的作用下，向右做勻速運

動，則下列說法中正確的是（）

A.物體A可能只受到三個力的作用

B.物體A一定受到四個力的作用

C.物體A受到的滑動摩擦力大小為Feos8

D.物體A對水平面的壓力大小可能為Fsin。

2.如圖，質(zhì)量，如＞膽8的兩物體A、8疊放在一起，靠著豎直墻面，讓它們由靜止釋放,

在沿粗糙墻面下落過程中，物體8的受力示意圖是（）

A

B

ABCD

3.（多選）如圖所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體尸連接，P

的斜面與固定擋板MN接觸且處于靜止狀態(tài)，則斜面體P此刻所受的外力可能有（）

A.2個B.3個C.4個D.5個

4.天然平衡巖帶給我們的那種仿佛時間停止的靜態(tài)之美成為很多藝術(shù)家的靈感源泉，

他們不斷嘗試著復制這種不可思議的平衡之美。達萊爾?雷特便是這樣一位藝術(shù)家，在其最

為著名的作品中，雷特將一塊大石頭放在石化木頂端一塊微小的基巖上。這塊大石頭并非呈

現(xiàn)出直立姿態(tài)，則是傾斜著身子。則關于大石頭的受力下述正確的是()

A.大石頭一定受到三個力的作用

B.基巖對大石頭的支持力一定豎直向上

C.基巖對大石頭的支持力等于石頭重力

D.基巖對大石頭的作用力一定豎直向上

二、知識梳理

受力分析

1.受力分析：把研究對象(指定物體)在特定的物理環(huán)境中受到的所有力都找出來，并畫

出受力示意圖的過程。

2.受力分析的一般順序

(1)畫出已知力。

(2)分析場力(重力、電場力、磁場力)。

(3)分析彈力。

(4)分析摩擦力。

共點力的平衡條件

1.平衡狀態(tài)

物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，即。=0。

2.平衡條件

尸*=0

產(chǎn)合=0或.

Fy=0

如圖甲所示，小球靜止不動，如圖乙所示，物塊勻速運動。

則：小球產(chǎn)合=0尸NsinO=尸推，F(xiàn)NCOS0=mg?

物塊氏=尸1一/7=°，F(xiàn)y=Fi+FN—ing=01,

三、平衡條件的推論

1.二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等，

方向相反。

2.三力平衡：如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余

兩個力的合力大小相等，方向相反。

3.多力平衡：如果物體在多個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余

幾個力的合力大小相等，方向相反。

三、考點精講

考點一物體的受力分析

1.受力分析

（1）定義：把指定物體（研究對象）在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來，并畫出

受力示意圖的過程。

（2）受力分析的一般順序

先分析場力（重力、電場力、磁場力），再分析接觸力（彈力、摩擦力），最后分析其他力。

2.物體受力情況分析的依據(jù)

從力的概念判斷尋找對應的施力物體

從力的性質(zhì)判斷尋找產(chǎn)生的原因

從力的效果判斷尋找是否發(fā)生形變或改變物體的運動狀態(tài)（是否產(chǎn)生了加速度）

例1.（多選）如圖所示，在水平力尸作用下，A、B保持靜止。若A與B的接觸面是水

平的，且年0,則8的受力個數(shù)可能為)

5

A.3個B.4個C.5個D.6個

整體法與隔離法

整體法隔離法

將加速度相同的幾個物體作為一個將研究對象與周圍物體分隔開來分

概念

整體來分析的方法析的方法

選用研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作

研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力

原則用力或求系統(tǒng)整體的加速度

跟蹤1.（多選）在［例1］中，若力尸作用在8匕則B的受力個數(shù)可能為（）

A.3個B.4個

跟蹤2.在［跟蹤1］中，水平推力改為水平拉力（水平向左），如圖所示，整個系統(tǒng)處于靜

止狀態(tài)，則以下說法正確的是（）

〃/〃〃〃〃/〃/〃〃〃〃/〃〃//,

A.物塊A的受力個數(shù)為4個

B.物塊8的受力個數(shù)為4個

C.地面對物塊C的支持力小于三者重力之和

D.地面對物塊C的摩擦力大小等于凡方向水平向右

考點二共點力的平衡條件及應用

L共點力的平衡

（1）平衡狀態(tài)：物體靜止或做勻速直線運動.

（2）平衡條件：尸令=0或占=0,6=0.

⑶常用推論

①若物體受〃個作用力而處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個力與其余（〃-1）個力的合力大

小相等、方向相反.

②若三個共點力的合力為零，則表示這三個力的有向線段首尾相接組成一個封閉三角

形.

2.處理共點力平衡問題的基本思路

確定平衡狀態(tài)（加速度為零）一巧選研究對象（整體法或隔離法）T受力分析一建立平衡方

程T求解或作討論.

例2.（多選）如圖所示，放置在水平地面上的質(zhì)量為M的直角劈上有一個質(zhì)量為m的物

體，若物體在直角劈上勻速下滑，直角劈仍保持靜止，那么下列說法正確的是（）

A.直角劈對地面的壓力等于（M+〃?）g

B.直角劈對地面的壓力大于

C.地面對直角劈沒有摩擦力

D.地面對直角劈有向左的摩擦力

求解共點力平衡問題的常用方法：

1.合成法：一個力與其余所有力的合力等大反向，常用于非共線三力平衡.

2.正交分解法：入合=0,入，合=0,常用于多力平衡.

3.矢量三角形法，把表示三個力的有向線段構(gòu)成一個閉合的三角形，常用于非特殊角的

一般三角形.

跟蹤3.（多選）（2020?北京十九中學月考）如圖所示，輕質(zhì)光滑滑輪兩側(cè)用輕繩連著兩個物

體A與B,物體8放在水平地面上，A、8均靜止.已知A和B的質(zhì)量分別為,加、“B，繩與

水平方向的夾角為。（供90。），重力加速度為g,則（）

A.物體B受到的摩擦力可能為零

B.物體B受到的摩擦力大小為mAgcos6

C.物體B對地面的壓力可能為零

D.物體B對地面的壓力大小為meg—mAgsin6

考點三共點力作用下的動態(tài)平衡問題

1.動態(tài)平衡

（1）所謂動態(tài)平衡問題，是指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，而在

這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)，常利用圖解法解決此類問題。

(2)基本思路

化“動”為“靜”，“靜”中求“動”。

2.分析動態(tài)平衡問題的方法

方法步驟

(1)列平衡方程求出未知量與已知量的關系表達式；

解析法

(2)根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況

(1)根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形邊、邊角的變化；

圖解法

(2)確定未知量大小、方向的變化

(1)根據(jù)已知條件畫出兩個不同情況對應的力的三角形和空間幾何三角

相似三角形法形，確定對應邊，利用三角形相似知識列出比例式；

(2)確定未知量大小的變化情況

例3.如圖所示，A是一均勻小球，8是一;圓弧形滑塊，最初A、8相切于圓弧形滑塊的

最低點，一切摩擦均不計，開始8與A均處于靜止狀態(tài)，用一水平推力尸將滑塊8向右緩

慢推過一段較小的距離，在此過程中()

A.墻壁對球的彈力不變

B.滑塊對球的彈力增大

C.地面對滑塊的彈力增大

D.推力尸減小

平衡中的“三看”與三想”

(1)看到“緩慢”，想至心物體處于動態(tài)平衡狀態(tài)。”

(2)看到“輕繩、輕環(huán)"，想至!]“繩、環(huán)的質(zhì)量可忽略不計”。

(3)看到“光滑”,想到“摩擦力為零”。

跟蹤4.(多選)如圖所示，光滑的半球形物體固定在水平地面上，球心0正上方的C點

有一光滑的定滑輪，輕繩的一端系一小球，小球與半球形物體相切于A點，另一端繞過定

滑輪后用力拉住，使小球靜止?，F(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面由A點移動到半球的頂點B

的過程中，球面對小球的支持力FN和繩對小球的拉力FT的變化情況是()

/////////,

A.FN變大B.FN不變

C.FT變小D.FT先變小后變大

四、課堂檢測

l.L形木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置

于木板上表面的滑塊Q相連，如圖所示.若尸、。一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力，則

木板P的受力個數(shù)為（）

A.3B.4C.5D.6

2.（多選）如圖所示，傾斜的木板上有一靜止的物塊，水平向右的恒力F作用在該物塊

上。在保證物塊不相對木板滑動的情況下，現(xiàn)以過木板下端點0的水平軸為轉(zhuǎn)軸，使木板

在豎直面內(nèi)順時針緩慢旋轉(zhuǎn)一個小角度。在此過程中下面說法正確的是（）

A.物塊所受支持力一定變大

B.物塊所受支持力和摩擦力的合力一定不變

C.物塊所受摩擦力可能變小

D.物塊所受摩擦力一定變大

3.如圖所示，穿在一根光滑的固定桿上的兩個小球A、8連接在一條跨過定滑輪的細繩

兩端，桿與水平面成。角，不計所有摩擦，當兩球靜止時，0A繩與桿的夾角為a08繩沿

豎直方向，則下列說法正確的是（）

A.A可能受到2個力的作用

B.8可能受到3個力的作用

C.繩子對A的拉力大于對8的拉力

D.A、5的質(zhì)量之比為1：tan，

五、課堂總結(jié)

受力分析的一般步驟

明確對象選取研究對象：整體法或隔離法

V

先分析重力和已知力，再按接觸面分析彈力、

進行分析

摩擦力，最后分析其他力（電場力、磁場力等）

V

邊分析邊將力一一畫在受力示意圖上，準確標

畫示意圖

出各力的方向，盡量做到大力長線、小力短線

參考答案

1.解析BCD物體水平向右做勻速運動，合力必為零，所以必受水平向左的摩擦力，

且有尸尺os仇因滑動摩擦力存在，地面一定對物體A有豎直向上的支持力，且有N=〃?g

-Fsin0,若重力，〃g=2Fsin仇則A對水平面的壓力大小為Fsin仇所以選項B、C、D正

確，A錯誤。

2.解析選AA與B整體同時沿豎直墻面下滑，受到重力，墻壁對其沒有支持力，如

果有，將會向右加速運動，因為沒有彈力，故也不受墻壁的摩擦力，即只受重力，做自由落

體運動。由于整體做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài)，故A、B間無彈力，再對物體B受

力分析，只受重力，故A項正確。

3.解析AC

若斜面體P受到的彈簧彈力尸等于其重力〃取,則MN對P沒有力的作用，如圖甲所示,

P受到2個力，A項正確；若彈簧彈力大于P的重力，則MN對P有壓力尸N，只有壓力FN,

則「不能平衡，一定存在一個向右的力，只能是MN對P的摩擦力好，P此時受到4個力，

如圖乙所示，C項正確。

4.解析D由于大石頭和支持它的石化木之間的接觸面情形未知，可能水平也可能有傾

斜，但大石頭處于平衡狀態(tài)，基巖對大石頭的作用力一定豎直向上，選項D正確。

例1.答案BC

解析先對A、B整體受力分析，受重力、推力、支持力；當推力平行斜面向上的分力

大于重力的下滑分力時，有上滑趨勢；當推力平行斜面向上的分力小于重力的下滑分力時，

有下滑趨勢；當推力平行斜面向上的分力等于重力的下滑分力時，無滑動趨勢；再對A受

力分析，受推力、重力、支持力和向左的靜摩擦力，共4個力；最后對B受力分析，受重

力、A對B的壓力和向右的靜摩擦力，斜面對B的支持力，若B物體相對斜面有滑動趨勢，

則還要受到斜面的靜摩擦力，若相對斜面無滑動趨勢，則不受斜面的靜摩擦力，即物體B

可能受4個力，也可能受5個力，故選項B、C正確。

跟蹤1.答案BC

解析8物體一定受重力、斜面的支持力、A的壓力和力尸，斜面對8可能有摩擦力,

也可能沒有，故8可能受4個力或5個力，選項B、C正確。

跟蹤2.答案D

解析對A進行受力分析，根據(jù)平衡條件知A只受重力和支持力2個力的作用，選項

A錯誤；對B進行受力分析，有重力、壓力、C施加的垂直斜面斜向上的支持力、拉力尸，

根據(jù)平衡條件還有C施加的平行斜面斜向上的摩擦力，共5個力的作用，選項B錯誤；以

A、8、C整體為研究對象進行受力分析，根據(jù)平衡條件知地面對物塊C的支持力等于三者

重力之和，選項C錯誤；對A、8、C整體進行受力分析，根據(jù)平衡條件知地面對物塊C的

摩擦力大小等于F,方向水平向右，選項D正確。

例2.答案AC

解析

以M、m整體為研究對象，在豎直方向上受到重力和支持力，因物體在斜面上勻速下

滑、直角劈靜止不動，即整體處于平衡狀態(tài)，所以豎直方向上地面對直角劈的支持力等于物

體和直角劈整體的重力。水平方向上地面若對直角劈有摩擦力，無論摩擦力的方向向左還是

向右，水平方向上整體都不能處于平衡狀態(tài)，所以整體在水平方向上不受摩擦力，整體受力

如圖所示。選項A、C均正確。

跟蹤3答案BD

解析輕繩拉力FT="?Ag，對8,在水平方向有B=FTCOS。=，"閹cos仇在豎直方向地

面對B的支持力A|=根喀一Asin0—mBg—mAgsin0,由牛頓第三定律可知，選項D正確；

當mBg=?Mgsin。時，F(xiàn)N=0,此時物體B不可能靜止，選項A、C錯誤，B正確.

例3答案B

解析對小球受力分析，小球受到重力、滑塊的彈力和墻壁的彈力，如圖所示，重力的

大小和方向都不變，墻壁的彈力方向不變。滑塊的彈力和墻壁的彈力的合力不變，大小等于

重力，由圖可知，滑塊對球的彈力在增大，墻壁對球的彈力在增大，故A錯誤，B正確；

對滑塊和小球整體進行受力分析，整體受重力、支持力、墻壁的彈力及推力，豎直方向上滑

塊和小球的重力大小等于地面對滑塊的彈力，滑塊和小球的重力都不變，所以地面對滑塊的

彈力不變，水平方向上推力尸大小等于墻壁對球的彈力，所以推力尸增大，故C、D錯誤。

IG

跟蹤4.答案BC

解析

小球受力如圖所示，由三角形相似有雜=芻=磊，可得FN=^G,FT=39G,又

04、OC、G均為定值，而在小球沿球面由A點緩慢移動到半球的頂點B的過程中，AC變

小，故FN不變，F(xiàn)T變小，選項B、C正確,A、D錯誤。

1.答案C

解析將P、Q及彈簧視為整體受力分析，