2020高考物理一轮复习 考点大通关 专题2-4 受力分析 共点力的平衡学案

【2019最新】精选高考物理一轮复习考点大通关专题2-4 受力分析共点力的平衡学案考点精讲一、受力分析1．受力分析的定义：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图，这个过程就是受力分析．2．受力分析的一般步骤二、平衡状态物体处于静止或匀速直线运动状态叫做平衡状态．物体的加速度和速度都为零的状态叫做静止状态．物体的加速度为零，而速度不为零，且保持不变的状态是匀速直线运动状态．说明：（1）静止的物体速度一定为零，但速度为零的物体不一定静止．因此，静止的物体一定处于平衡状态，但速度为零的物体不一定处于静止状态．（2）共点力作用下的物体只要物体的加速度为零，它一定处于平衡状态，只要物体的加速度不为零，它一定处于非平衡状态．三、共点力作用下物体的平衡（1）共点力的平衡条件：物体所受合外力零，即F合= 0．在正交分解形式下的表达式为Fx = 0，Fy = 0．（2）平衡条件的推论①二力平衡：物体受两个力作用而处于平衡状态时，则这两个力大小一定相等，方向相反，且作用在同一直线上，其合力为零，这两个力叫做一对平衡力．②三力平衡：物体受到三个力作用而处于平衡状态时，则任意两个力的合力必与第三个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线．若这三个力是非平行力，则三个力一定是共点力，简称为不平行必共点．如果将三个力的矢量平移，则一定可以得到一个首尾相接的封闭三角形．③多力平衡：物体在多个共点力作用下处于平衡状态时，则其中的一个力与其余力的合力大小相等，方向相反，将这些力的矢量平移，则一定可以得到一个首尾相接的封闭多边形．（3）三力汇交原理：物体在三个不平行力的作用下平衡时，这三个力作用线必在同一平面内且相交于一点．考点精练1. 如图所示，质量mA＞mB的两物体A、B叠放在一起，靠在竖直墙面上．让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是( )【答案】A.2. 壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是 ( )【答案】A【解析】壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，受力平衡，故受到的摩擦力一定和重力等大、反向，即方向竖直向上，A正确．3．如图所示，甲、乙两物体叠放在水平面上，用水平力F拉物体乙，它们保持静止状态，甲、乙间接触面也为水平，则乙物体受力的个数为( )A．3个B．4个C．5个D．6个【答案】C【解析】先隔离甲，分析甲的受力，假设甲受乙对甲的摩擦力，那么甲在竖直方向上受重力和支持力，水平方向只受摩擦力，甲将不能保持静止状态，故甲、乙之间无摩擦力。

再隔离乙，分析乙的受力．物体乙一定受到重力G，地面的支持力FN1，甲对乙的压力FN2，乙受水平向右的外力F，由平衡力的条件可知，地面对乙有水平向左的静摩擦力，所以物体乙共受到5个力的作用，故选C。

4. (多选)如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上．关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是( )A．A一定受到四个力B．B可能受到四个力C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D． A与B之间一定有摩擦力【答案】AD5．如图所示，质量为m的硬质面字典A对称跨放在硬质面的书本B上．将书本B的一端缓慢抬高至字典刚要滑动，此时书脊与水平面的夹角为θ.下列说法中正确的是( )A．A受到三个力的作用B．B对A的最大静摩擦力的合力为mgsin θC．B的一个侧面对A的弹力为mgcos θD．B对A的作用力为零【答案】B6.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心．一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是( )A．F＝B．F＝mgtan θC．FN＝D．FN＝mgtan θ【答案】A【解析】法一：合成法滑块受力如图甲，由平衡条件知：＝tan θ，＝sin θ⇒F＝，FN＝.法二：效果分解法将重力按产生的效果分解，如图乙所示，F＝G2＝，FN＝G1＝.法三：正交分解法将滑块受的力水平、竖直分解，如图丙所示，mg＝FNsin θ，F＝FNcos θ，联立解得：F＝，FN＝.法四：封闭三角形法如图丁所示，滑块受的三个力组成封闭三角形，解直角三角形得：F＝，FN＝.7．如图所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为( )A. B.1－μ1μ2μ1μ2C. D.2＋μ1μ2μ1μ2【答案】B方法突破方法1 受力分析诠释：把指定物体（研究对象）在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力图，这个过程就是受力分析。

（1）整体法：在研究连接体或叠体的问题时，常把几个相互作用的物体作为一个整体看成一个研究对象。

（2）隔离法：将研究对象从相互作用的物体中隔离出来，进行受力分析。

题组3 受力分析法1．如图所示，物块a、b质量分别为2m、m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力F作用下，两物块均处于静止状态，则 ( )A．物块b受四个力作用B．物块b受到的摩擦力大小等于2mgC．物块b对地面的压力大小等于mgD．物块a受到物块b的作用力水平向右【答案】B2．如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜。

A的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正确的是( )A．A、B之间一定存在摩擦力作用 B．木块A可能受三个力作用C．木块A一定受四个力作用 D．木块B受到地面的摩擦力作用方向向右【答案】B【解析】由于AB间接触面情况未知，若AB接触面光滑，则AB间没有摩擦力，此时A受重力、B对A的支持力和墙壁对A的弹力而平衡，故A、C错误，B正确；木块B 受推力F、A对B的压力，若压力向右的分力等于F，则地面对B没有摩擦力，故D 错误。

3．如图所示，水平横梁的一端A插在竖直墙内，与墙相垂直，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端C固定于墙上，另一端跨过滑轮后悬挂一重物m。

则下述说法中正确的是( )A．轻绳对横梁作用力的方向沿横梁指向竖直墙B．绳对横梁的作用力一定大于重物对绳的拉力C．所挂重物m的质量越大，绳对横梁的作用力也越大D．若使绳的C端位置升高，则绳BC段的作用力会减小【答案】C【解析】滑轮两边细绳的拉力均为mg，轻绳对横梁作用力是竖直向下的mg与沿BC 斜向上的mg的合力，所以其方向不沿横梁指向竖直墙；其大小也不一定大于重物对绳的拉力mg；所挂重物m的质量越大，则竖直向下的mg与沿BC斜向上的mg的合力越大，绳对横梁的作用力也越大；若使绳的C端位置升高，则绳BC段的作用力仍等于mg.选项C正确。

4．如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈B上，现用大小相等、方向相反的水平力F分别推A和B，它们均静止不动，重力加速度为g，则（）A．A与B之间一定存在摩擦力B．B与地面之间一定存在摩擦力C．B对A的支持力一定小于mgD．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g【答案】D5．如图所示，两个光滑金属球a、b置于一个桶形容器中，两球的质量ma>mb，对于图中的两种放置方式，下列说法正确的是 ( )A．两种情况对于容器左壁的弹力大小相同B．两种情况对于容器右壁的弹力大小相同C．两种情况对于容器底部的弹力大小相同D．两种情况两球之间的弹力大小相同【答案】C【解析】由几何知识可知，两种情况下两球球心的连线互相平行，也就是说，下面小球对上面小球弹力的方向相同．上面小球受到的弹力的竖直方向上的分力大小等于重力，水平方向上的分力等于对左壁的弹力，显然a球在上面时对左壁的弹力大，两球之间的弹力也大，A、D两项错误；将两球看做整体分析可知，在同一容器里对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力，所以是b球在下面时对右壁作用力大，而对底部的作用力大小相同，B项错误、C项正确。

点评：若不涉及物体间内部相互作用，一般用整体法，即以整体为对象；反之，若研究物体间内部的相互作用，则要用隔离法，选对象的原则是受力较少的隔离体。

方法2 处理平衡问题常用的方法诠释：处理平衡问题常用的方法：（1）合成法（2）分解法（3）正交分解法（4）力的三角形法题组4 处理平衡问题常用的方法1．自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，又称为翻斗车、工程车，由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。

如图所示，在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，有关货物所受车厢的支持力N和摩擦力f，下列说法中正确的是( ) A．摩擦力f逐渐增大B．摩擦力f先增大后不变C．支持力N逐渐减小D．支持力N先减小后不变【答案】C2．(多选)如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。

Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小。

若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则（）A．Ff变小B．Ff不变 C．FN变小D．FN变大【答案】BD3．如图所示，一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c，被沿两直角边的细绳A、B悬吊在天花板上，且斜边c恰好平行天花板，过直角的竖直线为MN。

设A、B两绳对三角形薄板的拉力分别为Fa和Fb，已知Fa和Fb及薄板的重力为在同一平面的共点力，则下列判断正确的是( )A．薄板的重心在MN线上B．薄板的重心不在MN线上C．＝baD．＝bc【答案】AC【解析】因为Fa和Fb的作用线的反向延长线的交点为直角顶点，Fa和Fb及薄板的重力为共点力，故重力必过直角顶点，故A正确；如图所示，Fa＝，故C正确。

Fb4．如图所示，将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧一端固定于水平天花板上相距为2L的两点，另一端共同连接一质量为m的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°，若将物体的质量变为M，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53°(sin 37°＝0.6)，则等于 ( )A．B．C．D．34【答案】A5．如图所示，质量为m1＝5 kg的滑块，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小为30 N的力F推滑块，滑块沿斜面向上匀速运动，斜面体质量m2＝10 kg，且始终静止，取g＝10 m/s2，)斜面对滑块的摩擦力大小为 N；地面对斜面体的摩擦力大小为 N，支持力大小为 N。

【答案】5 N 15 N 135 N【解析】用隔离法：对滑块作受力分析，如图甲所示，在平行斜面的方向上，F＝m1gsin 30°＋Ff，Ff＝F－m1gsin 30°＝(30－5×10×0.5) N＝5 N。