新高考物理一輪復習重難點練習難點03 受力分析　共點力平衡（原卷版）

難點03受力分析共點力平衡一、受力分析1．受力分析的一般步驟2．整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開來分析的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或求系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內物體之間的相互作用力3.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)力的性質和特點進行判斷，假設法是判斷彈力、摩擦力有無及方向的常用方法．(3)善于轉換研究對象，尤其是彈力、摩擦力的方向不易判定的情形，可以分析與其接觸物體的受力，再應用牛頓第三定律判定．【例1】（2019·浙江·高三階段練習）如圖所示，一個圓盤在水平面內勻速轉動，盤面上有一個小物體在隨圓盤一起做勻速圓周運動。分析小物體受到的力，下列說法正確的是（）A．重力和支持力 B．重力和靜摩擦力C．重力、支持力和靜摩擦力 D．重力、支持力、靜摩擦力和向心力【例2】(2022·湖南師范大學附屬中學高三月考)如圖所示，a、b兩個小球穿在一根粗糙的固定桿上(球的小孔比桿的直徑大)，并且通過一條細繩跨過定滑輪連接．已知b球質量為m，桿與水平面成θ角，不計滑輪的一切摩擦，重力加速度為g.當兩球靜止時，Oa段繩與桿的夾角也為θ，Ob段繩沿豎直方向，則下列說法正確的是()A．a一定受到4個力的作用B．b只可能受到2個力的作用C．繩子對a的拉力有可能等于mgD．a的質量一定為mtanθ二、共點力的平衡條件及應用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．1.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成一個閉合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形．2.單個物體受到三個力平衡，通常采用合成法，三個力構成矢量三角形求解；單個物體受到四個及以上的力，通常采用正交分解法求解，建立坐標系應使盡可能多的力與坐標軸重合，使需要分解的力盡可能少．【例3】（2022·寧夏·銀川一中模擬預測）如圖所示，豎直墻壁O處用光滑鉸鏈鉸接一輕質桿的一端，桿的另一端固定小球（可以看成質點），輕繩的一端懸于P點，另一端與小球相連。已知輕質桿長度為R，輕繩的長度為L，且R<L<2R。A、B是墻上兩點，且OA=OB=R?，F(xiàn)將輕繩的上端點P沿墻壁緩慢下移至A點，此過程中輕繩對小球的拉力F1及輕質桿對小球的支持力F2的大小變化情況為（）A．F1和F2均增大 B．F1保持不變，F(xiàn)2先增大后減小C．F1和F2均減小 D．F1先減小后增大，F(xiàn)2保持不變【例4】（2022·四川·遂寧安居育才卓同國際學校模擬預測）如圖所示，輕繩MN的兩端固定在水平天花板上，物體m1系在輕繩MN的某處，懸掛有物體m2的光滑輕滑輪跨在輕繩MN上。系統(tǒng)靜止時的幾何關系如圖。則m1與m2的質量之比為（）A．1：1 B．1：2 C．1：SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0：2【例5】（2022·安徽·合肥市第六中學模擬預測）如圖所示，橫截面為直角三角形的斜劈A與光滑的小球B放置在水平面與粗糙的豎直墻壁之間，斜劈A的一個底面與墻壁接觸，其斜面緊靠小球B。水平向右指向球心的力F作用在B上，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。當F減小時，系統(tǒng)仍保持靜止。則下列說法正確的是（）A．墻面對斜劈A的摩擦力可能增大B．斜劈A對豎直墻壁的壓力可能增大C．斜劈A所受合力減小D．小球B對地面的壓力一定不變【例6】（2022·全國·高三課時練習）如圖所示，在豎直放置的穹形支架上，一根長度不變且不可伸長的輕繩通過輕質光滑滑輪懸掛一重物G?，F(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點，另一端從B點沿支架緩慢地向C點靠近（C點與A點等高）。則在此過程中繩中拉力大?。ǎ〢．先變大后不變 B．先變大后變小C．先變小后不變 D．先變小后變大一、單選題1.（2022·廣東·潮州市湘橋區(qū)鐵鋪中學模擬預測）如圖所示，兩輕彈簧a、b懸掛一小鐵球處于平衡狀態(tài)，a、b彈簧均與豎直方向成30°角，a、b的勁度系數(shù)分別為k1、k2.則兩彈簧的伸長量x1與x2之比為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．2SKIPIF1<0 D．2SKIPIF1<02．（2022·遼寧·高考真題）如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止狀態(tài)。蛛絲SKIPIF1<0與豎直方向夾角分別為SKIPIF1<0。用SKIPIF1<0分別表示SKIPIF1<0的拉力，則（）A．SKIPIF1<0的豎直分力大于SKIPIF1<0的豎直分力 B．SKIPIF1<0的豎直分力等于SKIPIF1<0的豎直分力C．SKIPIF1<0的水平分力大于SKIPIF1<0的水平分力 D．SKIPIF1<0的水平分力等于SKIPIF1<0的水平分力3．（2022·河北·高考真題）如圖，用兩根等長的細繩將一勻質圓柱體懸掛在豎直木板的SKIPIF1<0點，將木板以底邊SKIPIF1<0為軸向后方緩慢轉動直至水平，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，在轉動過程中（）A．圓柱體對木板的壓力逐漸增大B．圓柱體對木板的壓力先增大后減小C．兩根細繩上的拉力均先增大后減小D．兩根細繩對圓柱體拉力的合力保持不變4.（2022·湖南岳陽·模擬預測）如圖所示，質量為SKIPIF1<0的物塊A靜置于水平臺面上，質量為SKIPIF1<0的半球體C靜置于水平地面上，質量為m的光滑小球B（可視為質點）放在半球體C上，P點為三根輕繩PA、PB、PO的結點。系統(tǒng)在圖示位置處于靜止狀態(tài)，P點位于半球體球心的正上方，PO豎直，PA水平，PB剛好與半球體相切且與豎直方向的夾角SKIPIF1<0。已知物塊A與臺面間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，重力加速度大小為g，則（）A．繩SKIPIF1<0的拉力大小為SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0受到的摩擦力大小為SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0受到的摩擦力大小為SKIPIF1<0D．地面對SKIPIF1<0的支持力大小為SKIPIF1<05．（2022·湖北·襄陽五中模擬預測）如圖所示，一可視為質點的小球用兩根不可伸長的輕質細線OA和OB連接后掛在天花板和墻上，AOM水平，OB傾斜，ON豎直，A、B、O、M、N各點在同一豎直平面內?，F(xiàn)對小球施加一大小恒定、方向由OM逐漸變化至ON方向的力F，則此過程中，兩細線上的拉力大小變化情況為（）A．細線OA上的拉力先增大后減小B．細線OA上的拉力一直減小C．細線OB上的拉力先增大后減小D．細線OB上的拉力一直減小6．（2021·河北·衡水市第十四中學高三階段練習）如圖所示，半徑相同、質量分布均勻的圓柱體E和半圓柱體M靠在一起，E、M之間無摩擦力，E的重力為G，M下表面粗糙，E、M均靜止在水平地面上，現(xiàn)過E的軸心施以水平作用力F，可緩慢地將E拉離平面一直滑到M的頂端，整個過程中，M始終處于靜止狀態(tài)，對該過程的分析，下列說法不正確的是（）A．地面所受M的壓力不變B．地面對M的摩擦力逐漸增大C．開始時拉力F最大，且為SKIPIF1<0G，以后逐漸減小為0D．E、M間的壓力開始時最大，且為2G，以后逐漸減小到G二、多選題7．（2022·遼寧·模擬預測）如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在光滑水平面上向右勻速運動，此時給物塊A施加一個水平向左的拉力，物塊A和B仍保持相對靜止一起向右運動過程中（

）A．物塊B對A的摩擦力方向水平向左 B．物塊B受到的摩擦力大小等于FC．物塊A和B各受到四個力的作用 D．物塊B對物塊A的支持力是由于物塊B形變引起的8．（2021·全國·高三專題練習）如圖所示，兩根等長的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45°，日光燈保持水平，所受重力為G。則（）A．兩繩對日光燈拉力的合力大小等于GB．兩繩的拉力和重力不是共點力C．兩繩的拉力大小均為SKIPIF1<0GD．兩繩的拉力大小均為SKIPIF1<09．（2022·廣東汕頭·二模）圖甲為小張站在階梯電梯上隨電梯勻速上行，圖乙為小李站在斜面電梯上隨電梯勻速下行，下列說法正確的是（）A．階梯電梯對小張沒有摩擦力作用B．斜面電梯對小李沒有摩擦力作用C．階梯電梯對小張的作用力方向豎直向上D．斜面電梯對小李的作用力方向豎直向上10．（2022·福建·模擬預測）如圖，懸掛甲物體的細線拴牢在一不可伸長的輕質細繩上O點處；繩的一端通過光滑的定滑輪與物體丙相連，另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質量相等。系統(tǒng)平衡時，O點兩側繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若β=55°，則（）A．α>β B．α<β C．丙的質量小于甲的質量 D．丙的質量大于甲的質量三、解答題11．（2022·全國·高三專題練習）如圖所示，質量為M的木楔傾角為SKIPIF1<0，在水平面上保持靜止，當將一質量為m的木塊放在木楔斜面上時，它正好勻速下滑。如果用與木楔斜面成SKIPIF1<0角的力F拉著木塊，木塊能勻速上升，已知木楔在整個過程中始終靜止。（1）當SKIPIF1<0為多大時，F(xiàn)有最小值，求此時SKIPIF1<0的大小及F的最小值；（2）當SKIPIF1<0＝SKIPIF1<0時，木楔對水平面的摩擦力是多大？12．（2022·福建·漳州立人學校模擬預測）如圖所示，輕桿的上端可繞光滑鉸鏈O在豎直平面內自由轉動，小球固定在輕桿上SKIPIF1<0點，用細繩連接小物塊與小球，繩子穿過鉸鏈正下方的小孔P，現(xiàn)用手沿繩方向拉住小球，使小球和物塊保持靜止，此時SKIPIF1<0，SKIPIF1