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2020年高二物理必修学测专题复习讲座
04.受力分析，共点力平衡
直击考点
序号
测试内容
测试要求
1
受力分析
A
2
共点力平衡及应用
A
内容概要
一、受力分析
1．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，并画出受力示意图的过程．
2．受力分析的一般顺序
(1)首先分析场力(重力、电场力、磁场力)．
(2)其次分析接触力(弹力、摩擦力)．
(3)最后分析其他力．
共点力的平衡
1．平衡状态
物体处于静止状态或匀速直线运动状态，即a＝0.
2．动态平衡
物体在缓慢运动时所处的一种近似平衡状态．
3．共点力的平衡条件
F合＝0或Fx＝0、Fy＝0.
4．平衡条件的推论
(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反．
(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反；并且这三个力的矢量可以形成一个矢量三角形．
(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反．21教育网
重点分析
1．受力分析的四种方法
(1)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在．2·1·c·n·j·y
(2)整体法：将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法．
(3)隔离法：将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析的方法．
(4)动力学分析法：对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析求解的方法．
2．受力分析的四个步骤
3．处理平衡问题的常用方法
方法21世纪教育网
内容
合成法
物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力等大、反向
效果分解法21世纪教育网
物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件
正交分解法
物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件
力的三角形法
对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移，使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
.应用平衡条件解题的步骤
【例1】 如图2-3-3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( ) 21·世纪*教育网
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 图2-3-3
【答案】B
【解析】由于A、B间接触面情况未知，若A、B接触面光滑，则A、B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．www-2-1-cnjy-com
【例2】如图，一个家用台灯静止放在桌子上，下列描述中正确的是
A. 台灯对桌子的作用力和桌子对台灯的作用力是一对平衡力
B. 台灯受到向左的摩擦力
C. 旋转点O对灯头的作用力沿AB方向
D. 台灯底座所受合外力为零
【答案】D
【解析】试题分析：根据相互作用力的特点，则台灯对桌子的作用力和桌子对台灯的作用力是一对相互作用力，故A错误；台灯静止在水平桌面上，对台灯受力分析，重力，桌面的支持力，若有摩擦力，则不可能处于平衡状态，故B错误；对灯头受力分析，则重力与支持力，那么旋转点O对灯头的作用力沿竖直方向，故C错误；静止状态是一种平衡状态，处于平衡状态的物体受到的力是平衡力，即合力为零，故D正确；2-1-c-n-j-y
真题再现
1.(2017年江苏省普通高中学业水平测试)如图所示，用两根细绳悬挂一个重物，并处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角均为α.当绳中拉力最小时，α等于(　　)21*cnjy*com
A. 0°
B. 30°
C. 45°
D. 60°
【解析】合力为G，保持不变，当夹角最小时，分力最小
【答案】A
2. (2013年江苏省普通高中学业水平测试)如图所示，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点. 灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力的合力为F, F的大小和方向是(　　)【来源：21cnj*y.co*m】
A. F>G，方向竖直向上
B. F>G，方向斜向上
C. F＝G，方向竖直向上
D. F＝G，方向斜向上
【解析】合力为零，绳a、b对O点的合力与重力等大反向
【答案】C
3．(2015年浙江省普通高中学业水平测试)如图所示，活动发射平台载着质量为m的“神舟十号”和质量为M的火箭，在车的牵引下缓慢地驶向发射场。若行驶过程可视为匀速直线运动，则“神舟十号”、火箭受到的合力分别为【版权所有：21教育】
A．0、0 　 B．0、Mg　 C．mg、0 D．mg、Mg
【解析】做匀速直线运动，合力为零
【答案】D
4．(2019年浙江省普通高中学业水平考试)如图所示，苹果在空气中下落时
A．只受重力
B．只受空气阻力
C．受重力和空气阻力
D．所受合力一定为零
【解析】做变速直线运动，合力不为零
【答案】C
过关训练
1．对以下静止的物体受力分析正确的是 ( )
【解析】试题分析：进行受力分析时只看物体所受到的力，而不分析其施加的力，分析受力时，只分析性质力且不能分解力，物体处于静止状态，受力平衡，根据平衡力条件判断，可知A、B、D错误，C正确；考点：受力分析www.21-cn-jy.com
【答案】C
2．如图所示，物块在水平推力F的作用下沿竖直墙壁匀速下滑，关于物块的受力情况，下列分析正确的是（　　）【出处：21教育名师】
A．物块受到的合外力为零
B．物块受到的摩擦力为零
C．物块受到的重力大于摩擦力
D．物块受到的弹力大于推力F
【解析】A．物块沿竖直墙壁匀速下滑受力平衡，则物块受到的合外力为零，故A正确；
BC．物块受到的摩擦力和重力是一对平衡力，大小等于物体重力，方向向上，故BC错误；
物体水平方向受到墙壁的弹力和推力F，二者是一对平衡力，等大反向，故物块受到的弹力等于推力F，故D错误。21教育名师原创作品
【答案】A
3．如图所示，用力F将一木块压在倾斜板上静止不动，则木块的受力情况分析正确的是
A．只受两个力作用
B．只受三个力作用
C．只受四个力作用
D．只受五个力作用
【答案】C
【解析】对木块受力分析，如图所示，
受推力F，重力G，将重力按照效果正交分解，重力产生两个效果，使物体沿墙面下滑和要使物体远离墙面，由于木块一直静止，合力为零，重力有沿墙向下的分力G2，使物体由下滑趋势，因而静摩擦力必须与G2平衡，有静摩擦力，则接触面处一定有支持力，即支持力一定不为零。因而木块一定受推力、重力、支持力和静摩擦力，故一共受到四个力。故C正确，ABD错误。故选C.
点睛：本题的关键是依据受力平衡的条件，运用假设法得到摩擦力一定不为零，进而才能得出支持力一定不为零。21*cnjy*com
4．如图所示，墙壁清洁机器人在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀速“爬行”到右上方B点。对机器人在竖直平面内受力分析正确的是
A． B． C． D．
【答案】B
机器人匀速爬行，受向下的重力和竖直向上的作用力而处于平衡状态，故选B.
5.. (2018届镇江学业水平模拟)如图所示，重为100N的物体静止在水平地面上．用F＝80N的力竖直向上拉该物体时，则物体对地面的压力为(　　)
A. 0N
B. 20N，方向竖直向上
C. 20N，方向竖直向下
D. 100N，方向竖直向下
【答案】C
【解析】物体受到拉力、重力和支持力，三力平衡。而物体对地面的压力与支持力大小相等方向相反
6. (2018届南京学业水平模拟)如图所示，物体重力为8N，在平行于斜面向上、大小为8N的力F作用下，沿固定的粗糙斜面向上做匀速直线运动，物体与斜面间的滑动摩擦力(　　)【来源：21·世纪·教育·网】
A. 等于零 B. 小于8N
C. 等于8N D. 大于8N
【答案】B
【解析】三力平衡得摩擦力小于拉力，故选B
7.如图所示，一木块放在倾角为θ的回定粗糙斜面上，在沿斜面向上的拉力F作用下做匀速直线运动，除拉力F外，关于木块的受力情况，下列分析正确的是
木块受到重力和下滑力作用
B.木块受到重力和斜面对它的压力作用
C.木块受到重力、斜面对它的支持力和滑动摩擦力作用
D.木块受到重力和斜面对它的静摩擦力作用
【答案】C
【解析】由力平衡得知木块受到重力、斜面对它的支持力和滑动摩擦力作用，故选C
8. 用图所示装置研究静摩擦力。弹簧秤对物块的拉力沿水平方向，逐渐增大拉力，当拉力小于10 N时，物块保持静止，等于10 N时，物块刚刚开始运动。由此可知（ ）
A．物块和台面间的最大静摩擦力是10 N
B．当弹簧秤的示数为5 N时，物块受到的静摩擦力是10 N
C．弹簧秤的示数为15 N时，物块受到的摩擦力是15 N21世纪教育网
D．当弹簧秤的示数为15 N时，物块受到的摩擦力是0 N[
【答案】A
【解析】因拉力等于10 N时，物块刚刚开始运动，由平衡知识可知，物块和台面间的最大静摩擦力是10 N， A正确；当弹簧秤的示数为5 N时，物体静止，由平衡知识可知，物块受到的静摩擦力是5 N，B错误；弹簧秤的示数为15 N时，此时物体滑动，物块受到的摩擦力是滑动摩擦力，大小仍为10 N，C、D错误。
9．下列关于重力的说法中，正确的是（ ）
A．只有静止的物体才受到重力作用
B．重力的方向总是竖直向下的
C．重力只有受力物体，没有施力物体
D．物体受到的重力与质量无关
【答案】B
【解析】因物体是否受到重力与运动状态无关，故A错；B正确；重力的施力物体是地球，故C错；重力的大小为G=mg,故D错。21世纪教育网版权所有
10、物体同时受到同一平面内的三个力作用，其合力不可能为零的是（ ）
A 5N、7N、8N B 2N、3N、5N
C 1N、5N、10N D 1N、10N、10N
【答案】C
【解析】两力之和大于第三个力，两力之差小于第三个力，C中不满足，故选C.
10. 如图所示，一个物体沿固定斜面匀速下滑，关于物体所受的力，下列说法中正确的是
A．物体所受合力的方向沿斜面向下
B．物体所受重力和支持力的合力的方向沿斜面向下
C．物体所受的重力和支持力大小相等
D．物体匀速下滑的速度越大，表明它所受的摩擦力越小
【答案】B
【解析】重力和支持力的合力与摩擦力等大反向，故选B.
11．如图所示是某人在投飞镖，飞镖在飞行途中受到的力有（ ）
A．推力 B．重力、空气阻力
C．重力、推力 D．重力、推力、空气阻力
【答案】B
【解析】不存在推力，故选B.
12．中国女排在2016年奥运会比赛中再度夺冠。图为比赛中精彩瞬间的照片，此时排球受到的力有
A．推力
B．重力、推力
C．重力、空气对球的作用力
D．重力、推力、空气对球的作用力
【答案】C
【解析】不存在推力，故选C.
1 3．重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下。以下说法正确的是
A．在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变
B．自卸车车厢倾角越大,石块与车厢的动摩擦因数越小
C．自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小
D．石块开始下滑时.受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力
【答案】C
【解析】由力平衡知车厢与石块间的正压力与重力垂直于斜面的分力大小相同，故选C.
14．如图，在粗糙水平面上放置有一竖直截面为平行四边形的木块，图中木块倾角θ，木块与水平面间动摩擦因数为μ，木块重为G，现用一水平恒力F推木块，使木块由静止向左运动，则物体所受地面摩擦力大小为21cnjy.com
A．f=F B．f= C．f=μmg D．f=μ（mgsinθ+Fcosθ）
【答案】C
【解析】由力平衡知在竖直方向上正压力等于重力，故选C.
15.如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角，若在B点悬挂一个质量不计的定滑轮，某人用它匀速地提起重物。已知重物的质量m=30kg，人的质量M=50kg，g=10m/s2。 试求：（1）此时地面对人支持力的大小；（2）轻杆BC和绳AB所受力的大小。21·cn·jy·com
解析：（1）对重物m由力的平衡条件得：对人由力的平衡条件得：而解得，方向竖直向上?（2）定滑轮对B点的拉力F=2mg，方向竖直向下?杆对B点的弹力方向沿杆的方向，由共点力平衡条件得：?根据牛顿第三定律可得：绳AB所受的力大小为N，杆BC所受的力大小为N

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