2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)夯實(shí)核心素養(yǎng)-受力分析和共點(diǎn)力平衡（原卷版）

2.4受力分析和共點(diǎn)力平衡

必備知識(shí)清單

一、受力分析

1.受力分析的定義

把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來(lái)，并畫(huà)出受

力,這個(gè)過(guò)程就是受力分析.

2.受力分析的一般步驟

二、共點(diǎn)力的平衡

1.平衡狀態(tài)

物體處于狀態(tài)或狀態(tài).

2.平衡條件：

產(chǎn)合=0或者Error!

如圖，小球靜止不動(dòng)，物塊勻速運(yùn)動(dòng).

貝!I：小球尸合=.

物塊".=，F(xiàn)、,=.

3.平衡條件的推論

(1)二力平衡：如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定

方向—

(2)三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力

與大小相等，方向相反.

（3）多力平衡：如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力

與大小相等，方向相反.

命題點(diǎn)精析（一）受力分析

1.受力分析的四種方法

將加速度相同的幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個(gè)整體進(jìn)

整體法

行受力分析

將所研究的對(duì)象從周?chē)奈矬w中分離出來(lái)，單獨(dú)進(jìn)行

隔離法

受力分析

在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，可先對(duì)其

假設(shè)法作出存在的假設(shè)，然后分析該力存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

的影響來(lái)判斷該力是否存在

對(duì)加速運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力分析時(shí)，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定

動(dòng)力學(xué)分析法

律進(jìn)行分析求解

典型例題

【例1】“階下兒童仰面時(shí)，清明妝點(diǎn)正堪宜.游絲一斷渾無(wú)力，莫向東風(fēng)怨別離.”這是

《紅樓夢(mèng)》中詠風(fēng)箏的詩(shī)，風(fēng)箏在風(fēng)力尸、線的拉力戶(hù)r以及重力G的作用下，能夠高高地

飛在藍(lán)天上.關(guān)于風(fēng)箏在空中的受力可能正確的是（A）

【練1】如圖所示，水平面上的P、。兩物塊的接觸面水平，二者疊在一起在作用于。上

的水平恒定拉力廠的作用下向右做勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻撤動(dòng)力尸后，二者仍能不發(fā)生相對(duì)滑

動(dòng)。關(guān)于撤去尸前后。的受力個(gè)數(shù)的說(shuō)法正確的是（）

A.撤去產(chǎn)前6個(gè)，撤去F后瞬間5個(gè)

B.撤去尸前5個(gè)，撤去F后瞬間5個(gè)口

Q

C.撤去產(chǎn)前5個(gè)，撤去尸后瞬間4個(gè)

D.撤去尸前4個(gè)，撤去尸后瞬間4個(gè)

【練2】如圖所示，用輕繩系住一質(zhì)量為2〃z的勻質(zhì)大球，大球和墻壁之間放置

一質(zhì)量為用的勻質(zhì)小球，各接觸面均光滑。系統(tǒng)平衡時(shí)，繩與豎直墻壁之間的

夾角為a,兩球心連線。。2與輕繩之間的夾角為夕，則a、夕應(yīng)滿(mǎn)足（）

1

A.tana=3------

tan8

B.2tana=3------

tan￡

C.3tana=tan(a+/?)

D.3tana=2tan(a+g)

命題點(diǎn)精析（二）靜態(tài)平衡問(wèn)題

1.靜態(tài)平衡問(wèn)題的解題步驟

1（選擇研究對(duì)象H鱉二常吃di物體或系統(tǒng)，也可以

-T-——J［是結(jié)點(diǎn)）作為研究對(duì)象

（畫(huà)受力示意圖H對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫(huà)出受力示意圖）

（明確解題策略H合成法、分解法、正交分解法、力的三角形法）

（列方】求解H根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解方程、討論結(jié)果）

2.處理靜態(tài)平衡問(wèn)題的常用方法

（1）合成法：物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大

小相等、方向相反。

（2）分解法：物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個(gè)力按力的作用效果分解，則其

分力和其他兩個(gè)力滿(mǎn)足平衡條件。

（3）正交分解法：物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用而平衡，將物體所受的力分解為相

互垂直的兩組，每組力都滿(mǎn)足平衡條件。

（4）力的三角形法：對(duì)受三個(gè)力作用而平衡的物體，將力平移使三個(gè)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2】如圖所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，。點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面

及碗口是光滑的.一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為g和m2的小球.當(dāng)它

們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為的的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為a=90。，質(zhì)量為m2

的小球位于水平地面上，設(shè)此時(shí)質(zhì)量為m2的小球?qū)Φ孛鎵毫Υ笮槌?，?xì)線的拉力大小

為員,則（）

o

。加2

777777777,

A.FN=（加2—陽(yáng)l）g

B.FN=m2g

c.FT=-m{g

_［也

D.Fy=\in2—―m\

【練3】某同學(xué)參加“筷子夾玻璃珠”游戲。如圖所示，夾起玻璃珠后，左側(cè)

筷子與豎直方向的夾角。為銳角，右側(cè)筷子豎直，且兩筷子始終在同一豎直平

面內(nèi)。保持玻璃珠靜止，忽略筷子與玻璃珠間的摩擦。下列說(shuō)法正確的是

A.兩側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的合力比重力大

B.兩側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的合力比重力小

C.左側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重力大

D.右側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重力大

【練4】一根細(xì)線上端固定，下端系著一個(gè)質(zhì)量為用的小球。給小球施加拉力

F,使小球平衡后細(xì)線跟豎直方向的夾角為仇如圖所示。則拉力內(nèi)）

A.方向可能在圖中I區(qū)內(nèi)

B.方向可能在圖中n區(qū)內(nèi)

C.最小值為mgcos0

D.最小值為mgtan0

命題點(diǎn)精析（三）動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題

1.動(dòng)態(tài)平衡：“動(dòng)態(tài)平衡”是指物體所受的力中有些是變力，是動(dòng)態(tài)力,

力的大小和方向均要發(fā)生變化，但變化過(guò)程中的每一個(gè)狀態(tài)均可視為平衡狀

態(tài)，所以叫作動(dòng)態(tài)平衡。

2.分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的常用方法：

(1)解析法

①列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)系表達(dá)式；

②根據(jù)已知量的變化情況來(lái)確定未知量的變化情況。

⑵圖解法

①根據(jù)已知量的變化情況，畫(huà)出平行四邊形邊、角的變化；

②確定未知量大小、方向的變化。

(3)相似三角形法

①根據(jù)已知條件畫(huà)出兩個(gè)不同情況對(duì)應(yīng)的力的三角形和空間幾何三角形，

確定對(duì)應(yīng)邊，利用三角形相似知識(shí)列出比例式；

②確定未知量大小的變化情況。

【例3】如圖所示，用一輕繩將光滑小球P系于豎直墻壁上的。點(diǎn)，在墻壁和球P之間

夾有一長(zhǎng)方體物塊0，P、。均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)有一鉛筆緊貼墻壁從O點(diǎn)開(kāi)始緩慢下

移，則在鉛筆緩慢下移的過(guò)程中()

A.細(xì)繩的拉力逐漸變小

B.0受到墻壁的彈力逐漸變大

C.0受到墻壁的摩擦力逐漸變大

D.。將從墻壁和小球之間滑落

【練5】(多選)如圖所示，輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的0、6

兩點(diǎn)，懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài).如果只人為改變一個(gè)條

件，當(dāng)衣架靜止時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()

M

/〃〃//，///////，

A.繩的右端上移到》,繩子拉力不變

B.將桿N向右移一些，繩子拉力變大

C.繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小

D.若換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣架懸掛點(diǎn)右移

mg

【練6】如圖所示，垂直墻角有一個(gè)截面為半圓的光滑柱體，用細(xì)線拉住的小

球靜止靠在接近半圓底端的M點(diǎn)。通過(guò)細(xì)線將小球從"點(diǎn)緩慢向上拉至半圓

最高點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)線始終保持在小球處與半圓相切。下列說(shuō)法正確的是

()

A.細(xì)線對(duì)小球的拉力先增大后減小

B.小球?qū)χw的壓力先減小后增大

C.柱體受到水平地面的支持力逐漸減小

D.柱體對(duì)豎直墻面的壓力先增大后減小

核心素養(yǎng)大提升

平衡中的臨界極值問(wèn)題

1.問(wèn)題特點(diǎn)

當(dāng)某物理量變化時(shí)，會(huì)引起其他物理量的變化，從而使物體

臨界問(wèn)題所處的平衡狀態(tài)能夠“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”。在問(wèn)

題描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語(yǔ)言敘述

極值問(wèn)題一般是指在力的變化過(guò)程中出現(xiàn)最大值和最小值問(wèn)題

2.突破臨界問(wèn)題的三種方法

根據(jù)平衡條件列方程，用二次函數(shù)、討論分析、三角函數(shù)以

解析法

及幾何法等求極值

若只受三個(gè)力，則這三個(gè)力構(gòu)成封閉矢量三角形，然后根據(jù)

圖解法

矢量圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析

選取某個(gè)變化的物理量將問(wèn)題推向極端（“極大”“極小”

極限法

等），從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象暴露出來(lái)

【例4】如圖所示，質(zhì)量為m=lkg的物塊放在傾角為6=37。的斜面體上，斜面體質(zhì)量為

M=2kg,斜面體與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.2,地面光滑，現(xiàn)