2023年高考物理总复习试题讲解：第二章专题强化（三）受力分析共点力平衡（含答案）

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1、专题强化三受力分析共点力平衡目标要求1.熟练掌握受力分析，会判断弹力、摩擦力的有无及方向.2.理解共点力平衡的条件，会解共点力平衡问题题型一受力分析1受力分析的一般步骤2整体法与隔离法 整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或求系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力3.受力分析的三个技巧(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆(2)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向的常用方法(3)善于转换研究对象，尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的

2、情形，可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定例1如图所示，水平面上的P、Q两物块的接触面水平，二者叠在一起在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动，某时刻撤去力F后，二者仍能不发生相对滑动关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确的是()A撤去F前6个，撤去F后瞬间5个B撤去F前5个，撤去F后瞬间5个C撤去F前5个，撤去F后瞬间4个D撤去F前4个，撤去F后瞬间4个答案B解析撤去F前，物块Q受到：重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和力F共5个力的作用；撤去F后的瞬间，两物块做减速运动，此时Q受力： 重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和P对Q的摩擦力

3、，共5个力作用，选项B正确例2(2022湖南师范大学附属中学高三月考)如图所示，a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上(球的小孔比杆的直径大)，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接已知b球质量为m，杆与水平面成角，不计滑轮的一切摩擦，重力加速度为g.当两球静止时，Oa段绳与杆的夹角也为，Ob段绳沿竖直方向，则下列说法正确的是()Aa一定受到4个力的作用Bb只可能受到2个力的作用C绳子对a的拉力有可能等于mgDa的质量一定为mtan 答案C解析对a和b受力分析可知，a至少受重力、杆的支持力、绳的拉力3个力，可能还受摩擦力共4个力，b受重力、绳的拉力2个力或重力、绳的拉力、杆的支持力、摩擦力4个力的作用，

4、选项A、B错误；对b受力分析可知，b受绳子拉力可能等于mg，因此绳子对a的拉力可能等于mg，选项C正确；对a受力分析，如果摩擦力为零Gasin mgcos 可得Ga；ma，选项D错误例3(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()AA一定受到四个力BB可能受到四个力CB与墙壁之间一定有弹力和摩擦力DA与B之间一定有摩擦力答案AD解析对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，故C错误；对B受力分析如图乙所示，其受到重力、A对

5、B的弹力及摩擦力而处于平衡状态，故B受到三个力，B错误；对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力，共四个力，A、D正确题型二共点力的平衡条件及应用1共点力的平衡(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动(2)平衡条件：F合0或Fx0，Fy0.(3)常用推论若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n1)个力的合力大小相等、方向相反若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形2处理共点力平衡问题的基本思路确定平衡状态(加速度为零)巧选研究对象(整体法或隔离法)受力分析建立平衡方程求解或作讨论求解共点力平衡问题的常用方法：1合成法：

6、一个力与其余所有力的合力等大反向，常用于非共线三力平衡2正交分解法：Fx合0，Fy合0，常用于多力平衡3矢量三角形法，把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形 考向1合成法例4(2019全国卷16)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示两斜面、固定在车上，倾角分别为30和60.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面、压力的大小分别为F1、F2，则()AF1mg，F2mgBF1mg，F2mgCF1mg，F2mgDF1mg，F2mg答案D例5(2020全国卷17)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻

7、质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连甲、乙两物体质量相等系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为和.若70，则等于()A45 B55 C60 D70答案B解析取O点为研究对象，O点在三力的作用下处于平衡状态，对其受力分析如图所示，FT1FT2，两力的合力与F等大反向，根据几何关系可得2180，所以55，故选B. 考向2相似三角形法例6如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细绳一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块如果小圆环A、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可

8、以忽略不计，绳子不可伸长，平衡时弦AB所对的圆心角为，则两物块的质量之比m1m2应为()Acos BsinC2sin D2cos答案C解析对小圆环A受力分析，如图所示，FT2与FN的合力F与FT1大小相等，由矢量三角形与几何三角形相似，可知，其中FT2m2g，FFT1m1g，联立解得2sin ，C正确 考向3正交分解法例7(多选)如图所示，轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止已知A和B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为(Fcos 时，Ff2沿斜面向上，F增大时，Ff2先变小后反向增大；当mgsin Fcos 时，F增大，Ff2变大；当mgsin

9、 Fcos 时，Ff2沿斜面向下，F增大，Ff2变大，故D正确9如图所示，三个重均为100 N的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F20 N，作用在物块2上，三条轻质绳结于O点，与物块3连接的绳水平，与天花板连接的绳与水平方向成45角，竖直绳悬挂重为20 N的小球P.整个装置处于静止状态则()A物块1和2之间的摩擦力大小为20 NB水平绳的拉力大小为20 NC桌面对物块3的支持力大小为320 ND物块3受4个力的作用答案B解析对物块1受力分析，受重力和支持力，假如受水平方向的摩擦力，则不能保持平衡，故物块1和物块2间的摩擦力为零，A错误；对O点受力分析，受到三根绳子的拉力，如图，根

10、据平衡条件有，x方向：FT2cos 45FT1，y方向：FT2sin 45GP，解得FT1GP20 N，所以水平绳中的拉力大小为20 N，B正确；对物块1、2、3整体受力分析，受重力、支持力、向左的拉力、水平绳的拉力，竖直方向：FN3G300 N，C错误；对物块1和物块2整体研究，受重力、支持力、向左的拉力F和向右的静摩擦力Ff23，根据平衡条件得：Ff23F20 N；对物块3受力分析，2、3间向左的摩擦力为20 N，水平绳向右的拉力也为20 N，则3与桌面间摩擦力为零，故3受重力、支持力、压力、2对3的摩擦力、绳子拉力，共5个力作用，D错误10.(2022重庆市三峡联盟模拟)如图所示，一轻杆

11、两端固定两个小球A、B，A球的质量是B球质量的3倍，轻绳跨过滑轮连接A和B，一切摩擦不计，平衡时OA和OB的长度之比为()A12 B21C13 D14答案C解析设绳上拉力为FT，OA长L1，OB长L2，过O点做竖直向下的辅助线交与AB为C点，如图所示，利用力的三角形和长度三角形相似有；得，故A、B、D错误，C正确11(2022江西八所重点中学联考)如图甲所示，推力F垂直斜面作用在斜面体上，斜面体静止在竖直墙面上，若将斜面体改成如图乙所示放置，用相同大小的推力F垂直斜面作用到斜面体上，则下列说法正确的是()A墙面受到的压力一定变小B斜面体受到的摩擦力一定变小C斜面体受到的摩擦力可能变大D斜面体可

12、能沿墙面向上滑动答案B解析受力分析如图所示甲图中，FN1Fcos ，Ff1mgFsin Ffm；乙图中，FN2Fcos ，所以墙面受到的压力不变，A项错误；若Fsin mg，则Ff20，若Fsin mg，则Ff2方向向下，Ff2Fsin mg，若Fsin mg，则Ff2方向向上，Ff2mgFsin ，所以斜面体受到的摩擦力一定变小，B项正确，C项错误；因为墙面受到的压力没有变，所以Ffm不变，甲图中，Ff1mgFsin Ffm，推不动斜面体，乙图中，Ff2Fsin mg，肯定比Ffm小，所以斜面体肯定不沿墙面向上滑动，D项错误12.如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90，

13、两底角为和；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块，已知所有接触面都是光滑的，重力加速度为g.现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于()AMgmgBMg2mgCMgmg(sin sin )DMgmg(cos cos )答案A解析对木块a受力分析，如图，受重力和支持力，由几何关系，得到：FN1mgcos ，由牛顿第三定律得木块a对楔形木块的压力为：FN1mgcos 同理，木块b对楔形木块的压力为：FN2mgcos 对楔形木块受力分析，如图，根据共点力平衡条件，得到：FN2cos FN1cos 0F支MgFN1sin FN2sin 0根据题意有：90由解得：F支Mgmg根据牛顿第三定律，楔形木块对水平桌面的压力等于Mgmg故选A.