專題02 三種力及靜態(tài)平衡（解析版）-2025版高考物理真題精-選與研析

考情概覽：解讀近年命題思路和內(nèi)容要求，統(tǒng)計真題考查情況。2024年真題研析：分析命題特點，探尋常考要點，真題分類精講。近年真題精選：分類精選近年真題，把握命題趨勢。必備知識速記：歸納串聯(lián)解題必備知識，總結(jié)易錯易混點。名校模擬探源：精選適量名校模擬題，發(fā)掘高考命題之源。命題解讀考向考查統(tǒng)計本類試題主要考查三種力，力的運算以及各種靜態(tài)平衡問題。要求能用共點力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題。要求體會等效替代思想，體會物理學知識的實際應(yīng)用價值?？枷蛞灰粚ζ胶饬εc一對相互作用力的對比及重心的考查2024·遼寧卷，32023·浙江6月，22022·浙江1月，42021·廣東卷，3考向二胡克定律與力的合成2024·浙江1月，212023·全國乙卷，92022·湖南卷，112021·廣東卷，11考向三三力作用下的靜態(tài)平衡問題2024·新課標卷，112023·浙江1月，22023·浙江6月，62023·河北卷，32022·廣東卷，1考向四三力以上作用下的靜態(tài)平衡問題2024·河北卷，52023·江蘇卷，72022·浙江6月，102022·湖南卷，5考向五連接體靜態(tài)平衡問題2024·浙江1月，62024·湖北卷，62023·湖北卷，112022·浙江1月，7命題分析2024年高考各卷區(qū)物理試題均考查了三種力，力的運算以及各種靜態(tài)平衡問題。預(yù)測2025年高考將一如既往地進行考查。試題精講考向一一對平衡力與一對相互作用力的對比及重心的考查1．（2024年遼寧卷第3題）利用硯臺將墨條研磨成墨汁時講究“圓、緩、勻”，如圖，在研磨過程中，硯臺始終靜止在水平桌面上。當墨條的速度方向水平向左時，（）A.硯臺對墨條的摩擦力方向水平向左B.桌面對硯臺的摩擦力方向水平向左C.桌面和墨條對硯臺的摩擦力是一對平衡力D.桌面對硯臺的支持力與墨條對硯臺的壓力是一對平衡力【答案】C【解析】A．當墨條速度方向水平向左時，墨條相對于硯臺向左運動，故硯臺對墨條的摩擦力方向水平向右，故A錯誤；B．根據(jù)牛頓第三定律，墨條對硯臺的摩擦力方向水平向左，由于硯臺處于靜止狀態(tài)，故桌面對硯臺的摩擦力方向水平向右，故B錯誤；C．由于硯臺處于靜止狀態(tài)，水平方向桌面和墨條對硯臺的摩擦力是一對平衡力，故C正確；D．桌面對硯臺的支持力大小等于硯臺的重力加上墨條對其的壓力，故桌面對硯臺的支持力大于墨條對硯臺的壓力，故D錯誤。故選C?？枷蚨硕膳c力的合成2．（2024年1月浙江卷第21題第（1）問）如圖1所示，掃描隧道顯微鏡減振裝置由絕緣減振平臺和磁阻尼減振器組成。平臺通過三根關(guān)于軸對稱分布的相同輕桿懸掛在輕質(zhì)彈簧的下端O，彈簧上端固定懸掛在點，三個相同的關(guān)于軸對稱放置的減振器位于平臺下方。如圖2所示，每個減振器由通過絕緣輕桿固定在平臺下表面的線圈和固定在桌面上能產(chǎn)生輻向磁場的鐵磁體組成，輻向磁場分布關(guān)于線圈中心豎直軸對稱，線圈所在處磁感應(yīng)強度大小均為B。處于靜止狀態(tài)的平臺受到外界微小擾動，線圈在磁場中做豎直方向的阻尼運動，其位移隨時間變化的圖像如圖3所示。已知時速度為，方向向下，、時刻的振幅分別為，。平臺和三個線圈的總質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，每個線圈半徑為r、電阻為R。當彈簧形變量為時，其彈性勢能為。不計空氣阻力，求（1）平臺靜止時彈簧的伸長量；【答案】（1）【解析】（1）平臺靜止時，穿過三個線圈的的磁通量不變，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈不受到安培力作用，O點受力平衡，因此由胡克定律可知此時彈簧的伸長量考向三三力作用下的靜態(tài)平衡問題3．（2024年新課標卷第11題第（1）問）將重物從高層樓房的窗外運到地面時，為安全起見，要求下降過程中重物與樓墻保持一定的距離。如圖，一種簡單的操作方法是一人在高處控制一端系在重物上的繩子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的繩子Q，二人配合可使重物緩慢豎直下降。若重物的質(zhì)量，重力加速度大小，當P繩與豎直方向的夾角時，Q繩與豎直方向的夾角（1）求此時P、Q繩中拉力的大??；【答案】（1），【解析】（1）重物下降的過程中受力平衡，設(shè)此時P、Q繩中拉力的大小分別為和，豎直方向水平方向聯(lián)立代入數(shù)值得，考向四三力以上作用下的靜態(tài)平衡問題4．（2024年河北卷第5題）如圖，彈簧測力計下端掛有一質(zhì)量為的光滑均勻球體，球體靜止于帶有固定擋板的斜面上，斜面傾角為，擋板與斜面夾角為．若彈簧測力計位于豎直方向，讀數(shù)為取,擋板對球體支持力的大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】對小球受力分析如圖所示由幾何關(guān)系易得力與力與豎直方向的夾角均為，因此由正交分解方程可得，解得故選A?？枷蛭暹B接體靜態(tài)平衡問題5．（2024年1月浙江卷第6題）如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，小球A、B上系有不可伸長的細線a、b、c和d，其中a的上端懸掛于豎直固定的支架上，d跨過左側(cè)定滑輪、c跨過右側(cè)定滑輪分別與相同配重P、Q相連，調(diào)節(jié)左、右兩側(cè)定滑輪高度達到平衡。已知小球A、B和配重P、Q質(zhì)量均為，細線c、d平行且與水平成（不計摩擦），則細線a、b的拉力分別為（）A.， B.， C.， D.，【答案】D【解析】由題意可知細線c對A的拉力和細線d對B的拉力大小相等、方向相反，對A、B整體分析可知細線a的拉力大小為設(shè)細線b與水平方向夾角為α，對A、B分析分別有解得故選D。6．（2024年湖北卷第6題）如圖所示，兩拖船P、Q拉著無動力貨船S一起在靜水中沿圖中虛線方向勻速前進，兩根水平纜繩與虛線的夾角均保持為30°。假設(shè)水對三艘船在水平方向的作用力大小均為f，方向與船的運動方向相反，則每艘拖船發(fā)動機提供的動力大小為（）A. B. C.2f D.3f【答案】B【解析】根據(jù)題意對S受力分析如圖正交分解可知所以有對P受力分析如圖則有解得故選B?？枷蛞灰粚ζ胶饬εc一對相互作用力的對比及重心的考查1．（2023年6月浙江卷第2題）在足球運動中，足球入網(wǎng)如圖所示，則()A.踢香蕉球時足球可視為質(zhì)點B.足球在飛行和觸網(wǎng)時慣性不變C.足球在飛行時受到腳的作用力和重力D.觸網(wǎng)時足球?qū)W(wǎng)的力大于網(wǎng)對足球的力【答案】B解析：香蕉球要考慮足球的轉(zhuǎn)動，此時足球不可以視為質(zhì)點，A錯；質(zhì)量是慣性的唯一量度，質(zhì)量不變，慣性不變，B對；足球在飛行時，已經(jīng)脫離腳，所以不受腳的作用力，C錯；足球?qū)W(wǎng)的力與網(wǎng)對足球的力是一對相互作用力，大小相等，D錯。2．（2022年浙江1月卷第4題）如圖所示，公園里有一仿制我國古代欹器的U形水桶，桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動，水管口持續(xù)有水流出，過一段時間桶會翻轉(zhuǎn)一次，決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是（）

A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流對桶撞擊力的大小D.水桶與水整體的重心高低【答案】D【解析】水管口持續(xù)有水流出而過一段時間桶會翻轉(zhuǎn)一次，說明主要原因是裝的水到一定量之后，導致水桶與水整體的重心往上移動，豎直向下的重力作用線偏離中心轉(zhuǎn)軸，導致水桶不能穩(wěn)定平衡，發(fā)生翻轉(zhuǎn)，故選D。3.（2021年廣東卷第3題）唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對直轅犁的優(yōu)勢之一是起土省力，設(shè)牛用大小相等的拉力F通過耕索分別拉兩種犁，F(xiàn)與豎直方向的夾角分別為和，，如圖所示，忽略耕索質(zhì)量，耕地過程中，下列說法正確的是（）

A.耕索對曲轅犁拉力的水平分力比對直轅犁的大B.耕索對曲轅犁拉力的豎直分力比對直轅犁的大C.曲轅犁勻速前進時，耕索對犁的拉力小于犁對耕索的拉力D.直轅犁加速前進時，耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力【答案】B【解析】A．將拉力F正交分解如下圖所示

則在x方向可得出Fx曲=FsinαFx直=Fsinβ在y方向可得出Fy曲=FcosαFy直=Fcosβ由題知α<β則sinα<sinβcosα>cosβ則可得到Fx曲<Fx直Fy曲>Fy直A錯誤、B正確；CD．耕索對犁的拉力與犁對耕索的拉力是一對相互作用力，它們大小相等，方向相反，無論是加速還是勻速，則CD錯誤。故選B?？枷蚨硕膳c力的合成4．（2023年全國乙卷第9題）在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中使用的器材有：木板、白紙、兩個標準彈簧測力計、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細線和圖釘若干。完成下列實驗步驟：①用圖釘將白紙固定在水平木板上。②將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當?shù)牧瓌觾蓚€測力計，小圓環(huán)停止時由兩個測力計的示數(shù)得到兩拉力和的大小，并___________。（多選，填正確答案標號）A.用刻度尺量出橡皮條的長度B.用刻度尺量出兩細線的長度C.用鉛筆在白紙上標記出小圓環(huán)的位置D.用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向③撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到_________，由測力計的示數(shù)得到拉力的大小，沿細線標記此時的方向。④選擇合適標度，由步驟②結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作和的合成圖，得出合力的大小和方向；按同一標度在白紙上畫出力的圖示。⑤比較和的________，從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則?！敬鸢浮竣?CD②.相同位置③.大小和方向【解析】②[1]將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當?shù)牧瓌觾蓚€測力計，小圓環(huán)停止時由兩個測力計的示數(shù)得到兩拉力和的大小，還需要用鉛筆在白紙上標記出小圓環(huán)的位置以及用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向。故選CD。③[2]撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到相同位置，由測力計的示數(shù)得到拉力的大小，沿細線標記此時的方向；⑤[3]比較和的大小和方向，從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。5.（2022年湖南卷第11題）小圓同學用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計了如圖（a）所示的實驗裝置，測量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實驗步驟如下：

（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為；（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度，記錄數(shù)據(jù)如下表：序號12345硬幣數(shù)量/枚510152025長度10.5112.0213.54150516.56（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點，繪制圖線；______

（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖（c）所示，此時橡皮筋的長度為______；（5）由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為______（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?見解析②.15.35③.127【解析】（3）[1]根據(jù)表格標點連線如圖

（4）[2]由圖可知刻度尺的分度值為1mm，故讀數(shù)；（5）[3]設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為k，原長為x0，則則橡皮筋的勁度系數(shù)為k從作的l-n圖線讀取數(shù)據(jù)則可得，設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為m1，則有可得6.（2021年廣東卷第11題）某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖所示，固定在斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質(zhì)量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個從管口滑進，每滑進一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)n和彈簧上端對應(yīng)的刻度尺示數(shù)，數(shù)據(jù)如表所示。實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計算彈簧壓縮量，進而計算其勁度系數(shù)。n1234568.0410.0312.0514.0716.1118.09（1）利用計算彈簧的壓縮量：，，______cm，壓縮量的平均值______cm；（2）上述是管中增加______個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；（3）忽略摩擦，重力加速度g取，該彈簧的勁度系數(shù)為______N/m。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】①.6.04②.6.05③.3④.48.6【解析】（1）[1]根據(jù)壓縮量的變化量為[2]壓縮量的平均值為（2）[3]因三個是相差3個鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；（3）[4]根據(jù)鋼球的平衡條件有解得考向三三力作用下的靜態(tài)平衡問題7．（2023年1月浙江卷第2題）如圖所示，輕質(zhì)網(wǎng)兜兜住重力為G的足球，用輕繩掛于光滑豎直墻壁上的A點，輕繩的拉力為，墻壁對足球的支持力為，則()A. B. C. D.【答案】C解析：對足球受力分析，如圖所示，輕繩的拉力與墻壁支持力的合力與重力大小相等、方向相反，由圖可知輕繩的拉力大于支持力，也大于重力，C正確，ABD錯誤。8.（2023年6月浙江卷第6題）如圖所示，水平面上固定兩排平行的半圓柱體，重為G的光滑圓柱體靜置其上，為相切點，，半徑Ob與重力的夾角為37°。已知，，則圓柱體受到的支持力大小為()A.， B.，C.， D.，【答案】D解析：以圓柱體為研究對象，受力分析如圖所示，兩側(cè)半圓柱體對圓柱體的支持力的合力與重力等大反向，結(jié)合幾何關(guān)系可知，D對。9.（2023年河北卷第3題）如圖，輕質(zhì)細桿上穿有一個質(zhì)量為的小球，將桿水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系統(tǒng)恰好處于平衡狀態(tài)。已知左側(cè)斜面與水平面成角，則左側(cè)斜面對桿支持力的大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】對輕桿和小球組成的系統(tǒng)進行受力分析，如圖設(shè)左側(cè)斜面對桿AB支持力的大小為，由平衡條件有得故選B。10.（2022年廣東卷第1題）圖是可用來制作豆腐石磨。木柄靜止時，連接的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點是三根輕繩的結(jié)點，F(xiàn)、和分別表示三根繩的拉力大小，且。下列關(guān)系式正確的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】以點為研究對象，受力分析如圖由幾何關(guān)系可知由平衡條件可得聯(lián)立可得故D正確，ABC錯誤。故選D?？枷蛩娜σ陨献饔孟碌撵o態(tài)平衡問題11.（2023年江蘇卷第7題）如圖所示，“嫦娥五號”探測器靜止在月球平坦表面處。已知探測器質(zhì)量為m，四條腿與豎直方向的夾角均為θ，月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的。每條腿對月球表面壓力的大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】對“嫦娥五號”探測器受力分析有FN=mg月則對一條腿有根據(jù)牛頓第三定律可知每條腿對月球表面的壓力為。故選D12.（2022年浙江6月卷第10題）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°。一重為的物體懸掛在橫桿中點，則每根斜桿受到地面的（）A.作用力為 B.作用力為C.摩擦力為 D.摩擦力為【答案】B【解析】設(shè)斜桿的彈力大小為，以水平橫桿和重物為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得解得以其中一斜桿為研究對象，其受力如圖所示可知每根斜桿受到地面的作用力應(yīng)與平衡，即大小為，每根斜桿受到地面的摩擦力為B正確，ACD錯誤；故選B。13.（2022年湖南卷第5題）2022年北京冬奧會跳臺滑雪空中技巧比賽場地邊，有一根系有飄帶的風力指示桿，教練員根據(jù)飄帶的形態(tài)提示運動員現(xiàn)場風力的情況。若飄帶可視為粗細一致的勻質(zhì)長繩，其所處范圍內(nèi)風速水平向右、大小恒定且不隨高度改變。當飄帶穩(wěn)定時，飄帶實際形態(tài)最接近的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)風速度為，取飄帶上任意長度為（趨近于0）的質(zhì)量為，飄帶寬度為，則該部分飄帶的重力和所受風力分別為，則重力與風力的的合力與豎直方向的夾角為整理可得任意長度為的飄帶重力相等，所受風力的大小相等，則恒定，則飄帶為一條傾斜的直線，故A正確，BCD錯誤。故選A?？枷蛭暹B接體靜態(tài)平衡問題14.（2023年湖北卷第11題）某同學利用測質(zhì)量的小型家用電子秤，設(shè)計了測量木塊和木板間動摩擦因數(shù)的實驗。如圖（a）所示，木板和木塊A放在水平桌面上，電子秤放在水平地面上，木塊A和放在電子秤上的重物B通過跨過定滑輪的輕繩相連。調(diào)節(jié)滑輪，使其與木塊A間的輕繩水平，與重物B間的輕繩豎直。在木塊A上放置n（）個砝碼（電子秤稱得每個砝碼的質(zhì)量為），向左拉動木板的同時，記錄電子秤的對應(yīng)示數(shù)m。（1）實驗中，拉動木板時__________（填“必須”或“不必”）保持勻速。（2）用和分別表示木塊A和重物B的質(zhì)量，則m和所滿足的關(guān)系式為__________。（3）根據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標紙上繪制出圖像，如圖（b）所示，可得木塊A和木板間的動摩擦因數(shù)_________（保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?不必②.③.0.40【解析】（1）[1]木塊與木板間的滑動摩擦力與兩者之間的相對速度無關(guān)，則實驗拉動木板時不必保持勻速；（2）[2]對木塊、砝碼以及重物B分析可知解得（3）[3]根據(jù)結(jié)合圖像可知則μ=0.4015.（2022年浙江1月卷第7題）如圖所示，水平放置的電子秤上有一磁性玩具，玩具由啞鈴狀物件P和左端有玻璃擋板的凹形底座Q構(gòu)成，其重量分別為和。用手使P的左端與玻璃擋板靠近時，感受到P對手有靠向玻璃擋板的力，P與擋板接觸后放開手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)（即P和Q的其余部分均不接觸），P與Q間的磁力大小為F。下列說法正確的是（）A.Q對P的磁力大小等于B.P對Q的磁力方向豎直向下C.Q對電子秤的壓力大小等于＋FD.電子秤對Q的支持力大小等于＋【答案】D【解析】AB．由題意可知，因手使P的左端與玻璃擋板靠近時，感受到P對手有靠向玻璃擋板的力，即Q對P有水平向左的磁力；P與擋板接觸后放開手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)，則說明Q對P有豎直向上的磁力，則Q對P的磁力方向斜向左上方向，其磁力F大小大于，選項AB錯誤；CD．對PQ整體受力分析，豎直方向電子秤對Q的支持力大小等于＋，即Q對電子秤的壓力大小等于＋，選項C錯誤，D正確。故選D。一、三種力1．重力(1)注意：重力不是萬有引力，而是萬有引力豎直向下的一個分力．(2)重心：物體的各部分都受到重力的作用，可認為重力集中作用于一點，即物體的重心．①影響重心位置的因素：物體的幾何形狀；物體的質(zhì)量分布．②不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法：懸掛法．注意：重心的位置不一定在物體上．2．彈力定義：發(fā)生形變的物體，要恢復原狀，對與它接觸的物體會產(chǎn)生的力的作用．3．彈力大小的計算(1)應(yīng)用胡克定律F＝kx計算彈簧的彈力．注意：x表示形變量．(2)物體靜止或做勻速直線運動時，用共點力平衡條件來計算彈力．(3)物體不處于平衡狀態(tài)時可應(yīng)用牛頓第二定律計算彈力．4．輕繩、輕桿、彈性繩和輕彈簧的比較輕繩輕桿彈性繩輕彈簧圖示受外力作用時形變的種類拉伸形變拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變拉伸形變拉伸形變、壓縮形變受外力作用時形變量大小微小，可忽略微小，可忽略較大，不可忽略較大，不可忽略彈力方向沿著繩，指向繩收縮的方向既能沿著桿，也可以與桿成任意角度沿著繩，指向繩收縮的方向沿著彈簧，指向彈簧恢復原長的方向5．“活結(jié)”與“死結(jié)”、“動桿”與“定桿”活結(jié)：當繩繞過光滑的滑輪或掛鉤時，繩上的力是相等的，即滑輪只改變力的方向，不改變力的大小，如圖甲，滑輪B兩側(cè)繩的拉力大小相等．死結(jié)：若結(jié)點不是滑輪，而是固定點時，稱為“死結(jié)”結(jié)點，則兩側(cè)繩上的彈力大小不一定相等，如圖乙，結(jié)點B兩側(cè)繩的拉力大小不相等．動桿：若輕桿用光滑的轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接，當桿平衡時，桿所受到的彈力方向一定沿著桿，否則桿會轉(zhuǎn)動．如圖乙所示，若C為轉(zhuǎn)軸，則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動中，彈力方向始終沿桿的方向．定桿：若輕桿被固定，不發(fā)生轉(zhuǎn)動，則桿受到的彈力方向不一定沿桿的方向，如圖甲所示．6．摩擦力方向：與受力物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反．7．摩擦力大小(1)滑動摩擦力：Ff＝μFN，μ為動摩擦因數(shù)；(2)靜摩擦力：0<F≤Fmax.二、共點力的合成與分解1．合力與分力關(guān)系：合力與分力是等效替代關(guān)系．2．力的合成的運算法則①平行四邊形定則：求兩個互成角度的分力的合力，可以用表示這兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向．如圖甲所示，F(xiàn)1、F2為分力，F(xiàn)為合力．②三角形定則：把兩個矢量的首尾順次連接起來，第一個矢量的起點到第二個矢量的終點的有向線段為合矢量．如圖乙所示，F(xiàn)1、F2為分力，F(xiàn)為合力．3．力的正交分解法三、一對平衡力與作用力和反作用力的比較名稱項目一對平衡力作用力和反作用力作用對象同一個物體兩個相互作用的不同物體作用時間不一定同時產(chǎn)生、同時消失一定同時產(chǎn)生、同時消失力的性質(zhì)不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消四、受力分析的三個技巧1.不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆．2.除了根據(jù)力的性質(zhì)和特點進行判斷，假設(shè)法是判斷彈力、摩擦力的有無及方向的常用方法．3.善于轉(zhuǎn)換研究對象，尤其是在彈力、摩擦力的方向不易判定的情形中，可以分析與其接觸物體的受力，再應(yīng)用牛頓第三定律判定．五、共點力的平衡條件及應(yīng)用1．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：F合＝0或Fx＝0，F(xiàn)y＝0.(3)常用推論①若物體受n個作用力而處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個力與其余(n－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)→巧選研究對象(整體法或隔離法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作討論．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：Fx合＝0，F(xiàn)y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．1．（2024·安徽池州·二模）某興趣小組研究發(fā)現(xiàn)最大靜摩擦力的大小也與兩物體間的正壓力成正比，查閱資料得知其比例系數(shù)稱為靜摩擦因數(shù)。如圖所示，一只螞蟻在半球形碗底想要爬出碗內(nèi)，但它緩慢爬行能達到的最大高度恰好只有碗的半徑的0.2倍，假設(shè)碗內(nèi)各處的靜摩擦因數(shù)相同，則螞蟻與碗之間的靜摩擦因數(shù)為（）A.0.2 B.0.8C.0.75 D.【答案】C【解析】設(shè)碗的半徑為R，螞蟻在最大高度處，螞蟻受重力mg、支持力FN、摩擦力f作用，如圖與球心的連線與水平方向夾角為θ，則有即螞蟻在最大高度處處于平衡狀態(tài)則靜摩擦因數(shù)故選C。2．（2024·北京首都師大附中·三模）如圖所示，木塊A、B分別重50N和60N，它們與水平地面間的動摩擦因數(shù)均為0.20，夾在A、B之間的彈簧被壓縮了1cm，彈簧的勁度系數(shù)為400N/m，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動（可認為木塊與水平地面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）?，F(xiàn)用的水平拉力作用在木塊B上，此時木塊A、B所受摩擦力分別記為和，彈簧彈力大小為，則（）A.B.的方向水平向左C.D.【答案】C【解析】C．未加F時，木塊AB受力平衡，所受靜摩擦力等于彈簧的彈力，彈簧彈力為F1=kx=400N/m×0.01m=4NB木塊與地面間的最大靜摩擦力A木塊與地面間的最大靜摩擦力施加F后，對木塊B有木塊B仍然靜止，受摩擦力仍為靜摩擦力，其大小fB=F+F1=2N+4N=6N方向水平向左，故C正確；D．因為AB仍然靜止，故彈簧彈力不變，故D錯誤；AB．施加2N的F之后，木塊A仍然靜止，所受摩擦力仍為靜摩擦力，大小為fA=F1=4N方向水平向右，故AB錯誤。故選C。3．（2024·福建省三明市·一模）如圖所示，質(zhì)量為M的斜面置于水平面上，斜面傾角為30°，一根輕繩穿過光滑固定的定滑輪，繩的兩端分別與A、B兩光滑小球相連，與A相連的部分繩保持豎直，與B相連的右側(cè)部分繩與斜面夾角為37°，A的質(zhì)量為m，，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。斜面對A的支持力為_________N；B的質(zhì)量為_________；地面對斜面的支持力_________A、B和斜面的總重力（填“大于”、“等于”或“小于”）?！敬鸢浮竣?0②.③.小于【解析】[1]根據(jù)題意，對小球A受力分析可知，由于小球A處于平衡狀態(tài)，則小球A受重力和繩子的拉力，斜面對A的支持力為0。[2]對小球B受力分析，如圖所示由平衡條件有解得[3]以整體為對象，因為繩對小球A有向上的拉力，繩對小球B有斜向左上的拉力，所以水平面對斜面的支持力一定小于整體的總重力。4．（2024·廣東4月名校聯(lián)考）在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中使用的器材有：木板、白紙、兩個標準彈簧測力計、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細線和圖釘若干。完成下列實驗步驟：①用圖釘將白紙固定在水平木板上。②將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當?shù)牧瓌觾蓚€測力計，小圓環(huán)停止時由兩個測力計的示數(shù)得到兩拉力和的大小，并___________。（多選，填正確答案標號）A.用刻度尺量出橡皮條的長度B.用刻度尺量出兩細線的長度C.用鉛筆在白紙上標記出小圓環(huán)的位置D.用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向③撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到_________，由測力計的示數(shù)得到拉力的大小，沿細線標記此時的方向。④選擇合適標度，由步驟②的結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作和的合成圖，得出合力的大小和方向；按同一標度在白紙上畫出力的圖示。⑤比較和的________，從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。【答案】①.CD##DC②.相同位置③.大小和方向【解析】②[1]將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細線也系在小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測力計。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當?shù)牧瓌觾蓚€測力計，小圓環(huán)停止時由兩個測力計的示數(shù)得到兩拉力和的大小，還需要用鉛筆在白紙上標記出小圓環(huán)的位置以及用鉛筆在白紙上標記出兩細線的方向。故選CD。③[2]撤掉一個測力計，用另一個測力計把小圓環(huán)拉到相同位置，由測力計的示數(shù)得到拉力的大小，沿細線標記此時的方向；⑤[3]比較和的大小和方向，從而判斷本次實驗是否驗證了力的平行四邊形定則。5．（2024·海南省四校聯(lián)考）如圖，物體A、B相對靜止，共同沿粗糙斜面勻速下滑，若默認最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力的大小，則下列說法中正確的是（）A.A與B之間可能沒有摩擦力B.B受到斜面的滑動摩擦力大于C.B與斜面的滑動摩擦因數(shù)D.A與B的滑動摩擦因數(shù)一定等于B與斜面間的滑動摩擦因數(shù)【答案】B【解析】BC．對AB整體，受力情況如圖所示由共點力平衡條件得滑動摩擦力為由以上三式可以解得故B正確，C錯誤；AD．對A物體，受力情況如圖所示由共點力平衡條件可得滑動摩擦力為又有fmax≥fA聯(lián)立以上等式和不等式可解得μAB≥tanθ＝μ故AD錯誤。故選C。6．（2024·河北省金科大聯(lián)考·二模）如圖所示，完全相同的a、b兩小球用輕質(zhì)細線1，2懸掛在天花板上，現(xiàn)用一水平拉力F作用在b球上，a、b再次靜止時，細線1與豎直方向的夾角為，細線2與豎直方向夾角為，則等于（）A. B. C. D.【答案】A【解析】對b球，根據(jù)平衡條件及力的平行四邊形法則可知把兩球以及它們間的連線看成整體，根據(jù)平衡條件及力的平行四邊形法則可知則=故選A。7．（2024·河北·三模）（多選）取碗夾是一種用于夾取碗或者其他容器廚房用具，如圖甲所示。某人用取碗夾夾取質(zhì)量為m的碗，碗靜止于空中，其簡化示意圖如圖乙所示，碗一側(cè)可認為是傾角為的斜面，取碗夾對碗的彈力方向與該斜面垂直，重力加速度大小為g，則碗受力情況正確的是（）A.取碗夾對碗的彈力大小為 B.取碗夾對碗的彈力大小為C.取碗夾對碗的摩擦力大小為 D.取碗夾對碗的摩擦力大小為【答案】BC【解析】AB．碗處于平衡狀態(tài)，受到重力、碗夾的彈力和摩擦力，根據(jù)平衡條件可知A錯誤，B正確；CD．同理可知，碗受到的摩擦力C正確，D錯誤。故選BC。8．（2024·江蘇省4月大聯(lián)考）如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平面上，B置于斜面上，通過細繩跨過光滑的定滑輪與A相連接，連接B的一段細繩與斜面平行，A、B、C都處于靜止狀態(tài)。則（）A.B受到C的摩擦力一定不為零B.C受到水平面的摩擦力一定不為零C.水平面對C的摩擦力方向可能向右D.水平面對C的支持力大于B、C的總重力【答案】B【解析】A．當B的重力沿斜面向下的分力等于繩子的拉力時，B不受摩擦力，當B的重力沿斜面向下的分力不等于繩子的拉力時，B受摩擦力，所以B受到C的摩擦力不一定為零，故A項錯誤；BC．以BC組成的整體為研究對象，分析受力，畫出力圖如圖所示由平衡條件，水平面對C的摩擦力為方向水平向左，故B正確，C錯誤；D．由之前的分析可知，豎直方向有解得故D項錯誤。故選B。9．（2024·內(nèi)蒙古呼和浩特市·一模）如圖所示，在傾角為的玻璃棚上放有一質(zhì)量為m的物體A，連接在豎直墻壁上O點的細繩拴住物體A起保護作用，細繩剛好伸直且細繩質(zhì)量不計，與玻璃棚的夾角，若由于下雨等因素導致物體A與玻璃棚之間的動摩擦因數(shù)減小為，導致細繩張緊且物體A受到的靜摩擦力達到最大，此時細繩上拉力的大小T及物體所受摩擦力的大小f，重力加速度為，則：（）A. B.C. D.【答案】A【解析】對物體受力分析，則沿斜面方向垂直斜面方向其中解得故選A。10．（2024·陜西省商洛市·二模）彈簧是生活中比較常見的物體。實驗室中有五根一模一樣的彈簧，某同學想測量這批彈簧的勁度系數(shù)，將彈簧等間距懸掛在水平鐵架臺上，如圖甲所示，1號彈簧不掛鉤碼，2號彈簧掛1個鉤碼，3號彈簧掛2個鉤碼，依此類推，鉤碼的質(zhì)量均相同。固定在彈簧下端的輕指針