重難點03 靜態(tài)平衡、動態(tài)平衡及整體隔離思想（原卷版）-2025年高考物理【熱重難點】專練（天津專用）

重難點03靜態(tài)平衡、動態(tài)平衡及整體隔離思想考點2025考向預測考點1：靜態(tài)平衡問題（四大方法）高考對共點力平衡及牛二定律分析部分的考查內容主要靜態(tài)平衡、動態(tài)平衡及整體隔離、命題常結合生產、生活中常見的物理情景，實現對平衡知識的考查。在考查方向上對單一物體和多個物體不同的狀態(tài)都有所體現，解題方法主要是正交分解法、三角形法、相似三角形法、正弦定理法及豎小平大，同時整體法和隔離法伴隨永久，對學科核心素養(yǎng)的考查主要體現在運動觀念、模型建構、科學推理及嚴謹認真的科學態(tài)度?？键c2：動態(tài)平衡（五大方法）考點3：平衡態(tài)（無）：外力看整體，內力看隔離考點4：非平衡態(tài)：動態(tài)共（力按質量分配）考點5：非平衡態(tài)：動態(tài)不共（系統(tǒng)牛二定律）【情境解讀】【高分技巧】1、四大方法解決靜態(tài)平衡問題①正交分解法Ⅰ:受力分析的步驟：第一步：明確研究對象，第二步：隔離受力物體，第三步：畫出受力示意圖Ⅱ:正交分解物體受到三個或三個以上共點力的作用時，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件.如圖所示：力分解總結：沿斜面分解順著斜面分解（發(fā)音為）垂直斜面分解垂著斜面分解（發(fā)音為）方程：②拉密定理（正弦定理）拉密原理法：如果在三個共點力作用下物體處于平衡狀態(tài),那么各力的大小分別與另外兩個力所夾角的正弦成正比。2、五大方法解決動態(tài)平衡問題①正交分解法標志：“漸、緩、慢”適用條件：當物體受三個以上的力而處于平衡狀態(tài)時，將各力沿著互相垂直的兩個方向分解，再根據列方程，可以很方便地解題．解題步驟：通常用正交分解法把矢量運算轉化為標量運算。正交分解法平衡問題的基本思路是：

第一步：選取研究對象：處于平衡狀態(tài)的物體第二步：對研究對象進行受力分析，畫受力圖；

第三步：建立直角坐標系；第四步：根據和列方程；

第五步：解方程，求出結果，必要時還應進行討論。②三角形法標志：“漸、緩、慢”適用條件：常用于解三力平衡且有一個力是恒力，另一個力方向不變的問題解題步驟：第一步：畫力的第二步：轉邊，以變方向力與交點為軸.③相似三角形法標志：“漸、緩、慢”適用條件：常用于單物體解三力平衡且有兩個力方向變.解題步驟：第一步：畫力的第二步：找與其相似的幾何（盡量使與對應的幾何邊為正值）.第三步：列比例④正弦定理法標志：“漸、緩、慢”適用條件：常用于找不到相似及兩力夾角不變.（簡稱萬能法）⑤豎小平大，豎直不變標志：“漸、緩、慢”適用條件：Y字型及物體相互影響對方的位置，系統(tǒng)所受外力必為橫平豎直,內力無所謂.3、平衡態(tài)（無）：外力看整體，內力看隔離Ⅰ：整體法與隔離法在進行受力分析時，第一步就是選取研究對象。選取的研究對象可以是一個物體（質點），也可以是由幾個物體組成的整體（質點組）。Ⅱ：解答平衡問題常用的物理方法1.隔離法與整體法隔離法：為了弄清系統(tǒng)（接連體）內某個物體的受力和運動情況，一般可采用隔離法。運用隔離法解題的基本步驟是：第一步：明確研究對象或過程、狀態(tài)；

第二步：將某個研究對象、某段運動過程或某個狀態(tài)從全過程中隔離出來；

第三步：畫出某狀態(tài)下的受力圖或運動過程示意圖；第四步：選用正交分解或牛二定律列方程求解。2.整體法：當只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內部某些物體的力和運動時，一般可采用整體法。運用整體法解題的基本步驟是：

第一步：明確研究的系統(tǒng)和運動的全過程；第二步：畫出系統(tǒng)整體的受力圖和運動全過程的示意圖；

第三步：選用正交分解或牛二定律列方程求解。4、非平衡態(tài)1：動態(tài)共（力按質量分配）動態(tài)共問題解題思路：相同，方法1：先整體求加速度，再隔離求外力方法2：力按質量分配模型總結：輕繩相連加速度相同的連接體①方法1：整體隔離整體求加速度隔離求內力得Ⅱ：板塊加速度相同的疊加體模型方法1：整體隔離整體：隔離：得.方法2：力按質量分配Ⅲ：輕繩繞滑輪加速度相等模型 方法1：整體隔離隔離：隔離：得，若，且<<，.方法2：力按質量分配5、非平衡態(tài)2：動態(tài)不共（系統(tǒng)牛二定律）系統(tǒng)的牛頓第二定律Ⅰ：等式左邊只剩下系統(tǒng)外力，等式右邊則是各個部分的質量乘以相應的加速度然后矢量相加。這個結論就是系統(tǒng)的牛頓第二定律，其通式為：或者：，我們通常對以下幾種特殊情況使用系統(tǒng)牛二定律①若，則②若，則③若，則④若，且，則（建議用時：40分鐘）【考向一：靜態(tài)平衡問題（四大方法）】1．（2024·天津·二模）海河九道灣，上上下下一共有74座橋，每一座橋都是天津人生活的一部分。如圖，設某座橋的橋體中有三塊相同的鋼箱梁1、2、3緊挨著水平排列，受到鋼索a、b、c拉力的方向相同，相鄰鋼箱梁間的作用力均沿著水平方向，下列說法正確的是（

）A．鋼箱梁3所受合力最大B．鋼索a、b、c上的拉力大小相同C．鋼箱梁1對2的作用力大于2對1的作用力D．鋼索a對鋼箱梁1作用力的豎直分力大于鋼箱梁1的重力2．（2024·天津南開·一模）千斤頂在汽車維修、地震救災中經常用到。如圖所示是剪式（菱形）千斤頂，當搖動把手時，螺紋桿迫使A、B間距離變小，千斤頂的兩臂靠攏（螺旋桿始終保持水平），從而將重物緩慢頂起。若物重為G，AB與AC間的夾角為θ，不計千斤頂桿件自重，下列說法正確的是（）A．AC、BC兩桿受到的彈力大小均為B．當時，AC、BC兩桿受到的彈力大小均為GC．搖動把手將重物緩慢頂起的過程，AC、BC桿受到的彈力將減小D．搖動把手將重物緩慢頂起的過程，重物受到的支持力將增大3．（2024·天津·模擬預測）質量均勻分布的光滑球A與B通過輕繩連接，跨過兩輕質定滑輪懸掛于平臺兩側，初始狀態(tài)A球與水平面接觸且有擠壓，B球懸于空中，如圖所示，不計輕繩和滑輪間的摩擦，若A發(fā)生均勻的少量膨脹后，兩球仍能保持靜止狀態(tài)，則（

）A．兩球的質量不可能相等 B．水平面對平臺一定有靜摩擦力的作用C．膨脹后平臺側面對A彈力變大 D．膨脹后A對地面壓力會變大4．（2024·天津靜?！つM預測）彈簧鎖在關門時免去了使用鑰匙的繁瑣，為我們的生活帶來了方便。緩慢關門時門鎖的示意圖如圖所示，關門方向為圖中箭頭方向，鎖舌所夾的角度為θ，若彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，門的寬度視為遠大于鎖舌的尺寸，如圖所在的瞬間，門邊緣向內的速度為v，則下列說法錯誤的是（）A．關門時彈簧彈力變大B．如圖時鎖舌相對于門的速度為C．如果圖中的變小，關門時會更費力D．關門時鎖舌對鎖殼的彈力等于彈簧的彈力5．（2024·天津·調研）如圖所示，地面上固定著一個傾角為的粗糙楔形物體C，在斜面上有一個質量為0.050kg的物塊B，B與輕繩的一端連接，輕繩繞過固定在天花板上的定滑輪懸掛質量為0.038kg的小球A。物塊B和滑輪間的細繩與斜面平行，此時物塊B恰好沒有上滑。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取。求：(1)輕繩拉力F的大??；(2)物塊B與物體C之間的動摩擦因數μ；(3)A、B始終保持靜止，小球A的質量的最小值。6．（2024·天津河東·聯考）如圖所示，質量為的小孩坐在的雪橇上，大人用與水平方向成斜向上的100N的拉力拉雪橇，他們一起沿水平地面向前做勻速直線運動。（g求：(1)雪橇對地面的壓力大??；(2)雪橇與水平地面間的動摩擦因數；(3)若大人用與水平方向成角斜向下的推力推雪橇，兩者一起沿水平方向勻速前進，求推力大小F0【考向二：動態(tài)平衡（五大方法）】7．（2024·天津北辰·三模）圖甲為家用燃氣爐架，其有四個對稱分布的爪，若將總質量一定的鍋放在爐架上，如圖乙所示（側視圖）。忽略爪與鍋之間的摩擦力，若鍋可以看作半徑為R的球面，正對的兩爪間距為d，則下列說法正確的是（）A．R越大，爪與鍋之間的彈力越小 B．R越大，爪與鍋之間的彈力越大C．d越大，爪與鍋之間的彈力越大 D．d越大，鍋受到的合力越大8．（2024·天津·一模）如圖所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N，另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細繩與豎直方向成45°．已知M始終保持靜止，則在此過程中（）A．水平拉力的大小可能保持不變B．M所受細繩的拉力大小可能先減小后增加C．M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加D．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加9．（2024·天津紅橋·二模）如圖所示，將截面為三角形的斜面體固定在水平地面上，其右端點與豎直擋板靠在一起，在和之間放置一個光滑均勻的圓柱體，整個裝置處于靜止狀態(tài)。若用外力使豎直擋板以點為軸緩慢地順時針轉動至擋板水平之前，物塊始終靜止不動，此過程中，下列說法正確的是（）A．對的彈力先減小后增大 B．對的彈力先增大后減小C．對的彈力一直增大 D．對的彈力先減小后增大10．（2024·天津·二模）如圖所示，一根粗糙的水平橫桿上套有A、B兩個輕環(huán)，系在兩環(huán)上的等長細繩拴住的書本處于靜止狀態(tài)，現將兩環(huán)距離變大后書本仍處于靜止狀態(tài)，下列說法正確的是（）

A．桿對B環(huán)的支持力不變B．A環(huán)對桿的摩擦力變小C．桿對B環(huán)的作用力不變D．與A環(huán)相連的細繩對書本的拉力變大11．（2025·內蒙古·模擬預測）2024年9月，國內起重能力最大的雙臂架變幅式起重船“二航卓越”號交付使用。若起重船的鋼纜和纜繩通過圖示兩種方式連接：圖（a）中直接連接，鋼纜不平行；圖（b）中通過矩形鋼架連接，鋼纜始終平行。通過改變鋼纜長度（纜繩長度不變），勻速吊起構件的過程中，每根纜繩承受的拉力（）A．圖（a）中變大B．圖（a）中變小 C．圖（b）中變大 D．圖（b）中變小12．（2025·全國·模擬預測）圖示是一學生背書包站立的簡化模型，關于該學生，下列說法正確的是（

）

A．書包帶適當變長，包帶對肩膀的拉力變大B．書包帶適當變短，包帶對肩膀的拉力不變C．學生略微向前傾斜，包帶對肩膀的拉力不變D．學生略微向前傾斜，包帶對肩膀的拉力變小【考向三：平衡態(tài)（無）：外力看整體，內力看隔離】13．（2024·天津河西·模擬預測）如圖所示，傾角為α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物體a放在斜劈上，輕質細線一端固定在物體a上，另一端繞過光滑的滑輪固定在c點，滑輪2下懸掛物體b，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．若將固定點c向上移動少許，而a與斜劈始終靜止，則下列說法正確的是（）A．細線對物體a的拉力變大 B．斜劈對地面的壓力不變C．斜劈對物體a的摩擦力減小 D．地面對斜劈的摩擦力為零14．（2024·天津南開·調研）如圖所示，質量的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質量的小球相連。今用跟水平方向成60°角的力拉著球并帶動木塊一起向右勻速運動，運動中M、m相對位置保持不變，g取求：(1)輕繩與水平方向夾角θ和輕繩的拉力T的大?。?2)桿對木塊的支持力FN大小及方向和木塊與水平桿間的動摩擦因數μ。15．（2024·天津河西·聯考）如圖，在置于水平地面的楔狀物體P的斜面上有一小物塊Q，Q受水平外力F的作用。已知P和Q始終保持靜止，則（）A．只增加P的質量，P與地面間摩擦力的大小一定增加B．只增加外力F的大小，P與地面間摩擦力的大小一定增加C．只增加Q的質量，P與Q間摩擦力的大小一定增加D．只增加外力F的大小，P與Q間摩擦力的大小一定增加16．（2024·天津西青·聯考）如圖所示，輕繩的一端固定在P點，跨過兩個光滑的滑輪連接斜面C上的物體B，輕繩與斜面上表面平行，輕質動滑輪下端懸掛物塊A，A、B、C均處于靜止狀態(tài)。已知，，，動滑輪兩側輕繩的夾角為106°，斜面傾角為37°，取，，求：(1)動滑輪兩側輕繩上拉力FT大?。?2)B受到的摩擦力Ff；(3)斜面C對水平面的壓力FN'大小。17．（2024·天津北辰·調研）如圖所示，重物A被繞過小滑輪P的細線所懸掛，質量為m=4kg的重物B放在質量為M=20kg、傾角θ=30°的粗糙的斜面上；小滑輪P被一根斜拉短線系于天花板上的O點；是三根線的結點，水平拉著B物體，沿豎直方向拉著勁度系數為50N/m的彈簧；彈簧、細線、小滑輪受到的重力和細線與滑輪間的摩擦力均可忽略，整個裝置處于靜止狀態(tài)，g取10m/s2。若懸掛小滑輪的斜線OP的張力是，求：(1)重物A的質量；(2)彈簧的形變量多大；(3)重物B受到的摩擦力和支持力多大；(4)地面給斜面的支持力和摩擦力多大。18．（2024·天津紅橋·調研）如圖所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內表面及碗口是光滑的。一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質量為和的小球，當它們處于平衡狀態(tài)時，質量為的小球與O點的連線與水平面的夾角，則兩小球的質量之比為（）A． B． C．3 D．【考向四：非平衡態(tài)：動態(tài)共（力按質量分配）】19．（2024·天津·聯考）如圖甲所示，A、B兩長方體疊放在一起，放在光滑的水平面上，物體B從靜止開始受到一個水平變力的作用，該力與時間的關系如圖乙所示，運動過程中A、B始終保持相對靜止，則在0~2t0時間內，下列說法正確的是（）A．t0時刻，A、B間的靜摩擦力最小B．t0時刻，A、B的速度最小C．0時刻和2t0時刻，A受到的靜摩擦力方向相同D．2t0時刻，A、B離出發(fā)點最近20．（2024·天津武清·聯考）有一種娛樂項目，在小孩的腰間左右兩側系上彈性極好的橡皮繩，小孩可在橡皮繩的作用下在豎直方向上下跳躍。如圖所示，質量為m的小孩靜止懸掛時，兩橡皮繩的拉力大小均恰為，重力加速度為g，以下說法正確的是（）A．此時橡皮繩與水平方向夾角為60度B．若小孩向上彈起，其速度最大時橡皮繩剛好恢復原長C．若圖中右側橡皮繩突然斷裂，則小孩在此瞬時加速度大小為g，沿斷裂繩的原方向斜向下D．若拴在腰間左右兩側的是懸點等高、完全相同的兩根非彈性繩，則小孩左側非彈性繩斷裂時，小孩的加速度大小為21．（2025·四川·模擬預測）如圖，原長為l0的輕彈簧豎直放置，一端固定于地面，另端連接厚度不計、質量為m1的水平木板X。將質量為m2的物塊Y放在X上，豎直下壓Y，使X離地高度為l，此時彈簧的彈性勢能為Ep，由靜止釋放，所有物體沿豎直方向運動。則（）A．若X、Y恰能分離，則B．若X、Y恰能分離，則C．若X、Y能分離，則Y的最大離地高度為D．若X、Y能分離，則Y的最大離地高度為22．（2024·河北·模擬預測）如圖，傾角θ=37°的固定斜面上放置著一個小物塊B，小物塊B通過輕繩跨過定滑輪與物塊A連接，A距地面的高度h=2.4m，已知和斜面之間的動摩擦因數μ=0.5，物塊A、B的質量分別為mA=2kg、mB=1kg，現將A由靜止釋放，A每次落地后速度立刻減為0，但不與地面粘連，g=10m/s2，sin37°=0.6，求：(1)A落地前瞬間的速度大小；(2)A第一次離開地面后能上升的最大高度。23．（2024·河北·模擬預測）如圖所示，斜面點處固定有一輕質彈簧，彈簧處于原長時其末端在點處，斜面段光滑，段粗糙且足夠長。兩個可視為質點、質量均為的物塊、靜置于彈簧上。若將物塊取走，物塊運動的最大速度為。已知物塊與段之間的動摩擦因數，斜面傾角為，重力加速度取。(1)求彈簧的勁度系數；(2)若物塊的質量為，取走物塊，求物塊在離開彈簧時的速度；(3)在（2）的條件下，求物塊在點上方運動的總時間。24．（2024·陜西寶雞·模擬預測）如圖所示，一輕繩通過一光滑定滑輪，兩端各系一質量分別為和的物體，放在地面上，當的質量發(fā)生變化時，的加速度a的大小、速度v的大小、繩對的作用力F與的關系大體如圖中的（）A． B．C． D．【考向五：非平衡態(tài)：動態(tài)不共（系統(tǒng)牛二定律）】25．（2024·廣東梅州·三模）如圖甲所示，高空滑索是一種勇敢者的運動項目。如果某人用輕繩通過輕質滑環(huán)懸吊在足夠長的傾斜鋼索上運動，鋼索與水平地面的夾角為，在下滑過程中可能會出現如圖乙（輕繩與鋼索垂直）和如圖丙（輕繩沿豎直方向）所示的兩種情形，已知人的質量為m，重力加速度為g，不計空氣阻力，則下列說法中錯誤的是（）

A．圖乙中，人一定勻加速下滑B．圖乙中，鋼索對輕環(huán)的作用力大小為mgC．圖丙中，人一定勻速下滑D．圖丙中，鋼索對輕環(huán)無摩擦力26．（2024·云南文山·一模）某礦場工人利用運輸箱向井底運送物資，其簡化圖如圖所示。某次運送物資過程中，運輸箱先從靜止做勻加速直線運動，接著做勻速直線運動，最后做勻減速直線運動，到達井底時速度恰好為零。已知勻加速和勻減速直線運動的時間均為t，勻速運動的時間為，下落的總高度為h。則物資（）A．勻加速運動階段處于超重狀態(tài)B．整個運動過程的最大速度大小為C．勻減速運動階段的加速度大小為D．勻加速和勻減速運動階段所受運輸箱的作用力相同27．（2024·江蘇南通·模擬預測）如圖所示，在光滑水平地面上，有一鐵塊P