专题1物体平衡分析
专题1、物体平衡
★学习目标
1、理解各种力的概念，会正确对物体受力分析；
2、熟练运用物体平衡思想解决各类问题。
★高考透视
物体的平衡状态是典型的重要状态，根据平衡条件并联系实际情况，灵活运用相关的知识与方法，解决实际平衡问题是高考命题的热点，几乎年年必考，估计今后仍是热点。从历年高考试题命题的情况看，“有固定转轴物体平衡问题”因具有上海特色而在近几年都考了，应予以足够重视，但不要求力矩平衡与共点力平衡联立方程求解问题。
★要点精析
物体的平衡是力学的基础知识，力的概念是贯穿力学乃至整个物理学的重要概念．对物体进行受力分析是解决力学问题的基础和关键，力的合成与分解所遵循的平行四边形定则，也是所有的矢量合成与分解时所遵守的普遍法则，对该定则的灵活应用要求较高。1、力的概念
(1)力是物体间的相互作用，只要有力的作用，必然有两个或两个以上相互作用的物体；有作用力，必然存在着反作用力．对物体进行受力分析，一般有两种途径：一是从力的概念出发，根据力产生的条件，判断是否有力的作用及力的方向等；另一种是根据物体的运动状态来判断物体的受力情况，或利用力是物体间的相互作用进行分析。
(2)常见的三种力中，较难分析的是摩擦力．对滑动摩擦力的大小可由f=μN求出，要从弹力产生的条件来分析正压力，体会正压力与物体所处的状态有关．静摩擦力的大小在一定数值范围内变化，其方向与物体相对运动趋势的方向相反，而相对运动的趋势只有通过物体所受其他外力作用的状况或物体的运动状态来判定．因此分析静摩擦力，从物体的运动状态和牛顿运动定律来进行，更为方便容易些。
2、解平衡问题几种常见方法
物体的平衡问题是涉及力的概念、受力分析、力的合成与分解、列方程运算等多方面物理知识和能力的综合性问题。
（1）力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到这两个分力必与另外两个力等大、反向；
（2）力汇交原理：如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必共点。
（3）正交分解法：将各力分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件。
（4）相似三角形法：利用力的三角形和线段三角形相似。
*(5) 矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法求得未知力。
*（6）巧选转轴法：由于处于平衡状态的物体以任一点为转轴的合力矩都为零，故可将转轴选在未知力的作用点上。
★ 真题再现
1、（14年第9）如图，光滑的四分之一圆弧轨道AB 固定在竖直平面内，A 端与水平面相切。穿在轨道上的小球在拉力F 作用下，缓慢地由A 向B 运动，F 始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N 。在运动过程中（ ）
(A) F 增大，N 减小
(B) F 减小，N 减小
(C) F 增大，N 增大
(D) F 减小，N 增大
2、（14年12题）如图，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，面积为s
的矩形刚性导线框abcd 可绕过ad 边的固定轴OO′转动，磁场方向与
线框平面垂直。在线框中通以电流强度为I 的稳恒电流，并使线框与
竖直平面成θ角，此时bc 边受到相对OO′轴的安培力力矩大小为（ ）
(A)θsin ISB (B) θos ISB c (C)θ
sin ISB (D)θcos ISB 3、（12 上海 14）如图，竖直轻质悬线上端固定，下端与均质硬棒AB 中点连接，棒长为线长的二倍。棒的A 端用铰链墙上，棒处于水平状态。改变悬
线的长度，使线与棒的连接点逐渐右移，并保持棒仍处于水平状
态。则悬线拉力（ ）
（A ）逐渐减小 （B ）逐渐增大
（C ）先减小后增大 （D ）先增大后减小
4、(10上海25)如图，固定于竖直面内的粗糙斜杆，与水平方
向夹角为30?，质量为m 的小球套在杆上，在大小不变的拉力作
用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端。为使拉力做功最小，
拉力F 与杆的夹角α＝_______，拉力大小F ＝_________。
5．（13 上海 25）如图，倾角为37°，质量不计的支架ABCD 的D 端有一大小与质量均可忽略的光滑定滑轮，A 点处有一固定转轴，CA ⊥AB ，DC
＝CA ＝0.3m 。质量m ＝lkg 的物体置于支架的B 端，并与跨
过定滑轮的轻绳相连，绳另一端作用一竖直向下的拉力F ，物
体在拉力作用下沿BD 做匀速直线运动，己知物体与BD 间的
动摩擦因数μ＝0.3。为保证支架不绕A 点转动，物体向上滑
行的最大距离s ＝________m 。若增大F 后，支架仍不绕A 点
转动，物体能向上滑行的最大距离s ′________s (填：“大于”、
“等于”或“小于”。)(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
α 30o A B
6、（14年25题）如图，竖直绝缘墙上固定一带电小球A ，将带电小球B 用轻
质绝缘丝线悬挂在A 的正上方C 处，图中AC=h 。当B 静止在与竖直方向夹角
=θ300方向时，A 对B 的静电力为B 所受重力的3
3倍，则丝线BC 长度为 _ 。若A 对B 的静电力为B 所受重力的0.5倍，改变丝线长度，使B 仍能在=θ300
处平衡。以后由于A 漏电，B 在竖直平面内缓慢运动，到=θ00处A 的电荷尚
未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小的变化情况是 __ 。
★ 课堂讲练
1、何为“平衡状态”
（1）物体处于静止或匀速直线运动状态为平衡状态，物体所受合外力必为零，其合力矩也必为零。（轻质物体不管处于何状态，合力必为零，合力矩也必为零）
（2）若物体在瞬间合力为零，则瞬间达到平衡状态，在往复运动中多表现为速度最大。
（3）物体速度为零不一定为平衡状态。 平衡条件：F 合=0 、M 合=0
例1、（多选）如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力，F 1，F 2和摩擦力，处于平衡状态。其中F 1=10N ，F 2=2N 。若撤去力F 1则木块在水平方向受到的合外力可能为 （ ）
A ．10N ，向左
B ．6N ，向右
C ．2N ，向左
D ．0
例2、AB 两个质量均为m 的小球，被一轻杆AB 固定，轻杆长AB ＝L ，OA ＝L /3，杆可绕O 点的水平轴无摩擦地转动，初始时杆静止在竖直位置，如图所示，今在B
球上施加一水平方向恒力F ＝32mg ，在转动过程中，当AB 杆与竖直方向夹角为多大时，B 球获得的最大速度？此时B 球获得的最大速度为多大？
2、共点力平衡
（1）重视整体与隔离分析
应使每一个物体和整个系统所受的合力都为零．由于物体间的相互作用力总是成对出现的，从整体出发就可以不必考虑各局部的相互作用了，因此整体法较容易得出结果．用整体法时常与隔离法结合起来，有合有分，相得益彰。
A B O
F
例3、如图所示，两个带电小球A、B分别位于光滑且绝缘的竖直墙壁
和水平地面上，在作用于B球的水平力F的作用下静止于图示位置。
现用力将B球向左推过一小段距离，试讨论两球重新平衡后它们之间
的距离、推力F及B球对地的压力各将如何变化？
例4（多）、如图，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平，现把物体Q轻轻地叠放在P上，则（）
A.P向下滑动
B.P静止不动
C.P所受的合外力增大
D.P与斜面间的静摩擦力增大
（2）平衡物体受三力，若三力不平行，则三力必共点
例5、重力为G的均质杆一端放在粗糙的水平面上，另一端系在一条
水平绳上，如图所示已知水平绳中的张力大小为T，求地面对杆下端
的作用力的大小和方向及杆与地面间的夹角α。
3、力矩平衡
（1）注意摩擦力的方向，即摩擦力矩的性质，列好力矩平衡方程
例6、若将滑块从重物下匀速拉出，在甲、乙、丙各图中，比较左拉与右拉力的大小关系。
例7、如图所示，ABCD是一个T型支架，已知整个支架的质量为m1=5kg，质心在BD 上、离B点0.2m的O点处，BD=0.6m，D点通过铰链连接在水
平地面上，ABC部分成为一斜面，与水平地面间的夹角为37°，
且AB=BC。现有一质量为m2=10kg的钢块以v=4m/s的初速度
滑上ABC斜面，钢块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。问：T型
支架会不会绕D点转动？
思考：若用平行于斜面的拉力拉钢块匀加速上滑，拉至何处支架也会转动？钢块与支架整体力矩平衡吗？
四、动态平衡，极值问题
例8.细绳∠AOB 原来为90°,现使A 点上移而O 点、B 点位置不动，
判定T A 和T B 的变化情况。
思考：若∠AOB 原来大于90°，情况会如何？
★ 巩固训练 A 组
1、（单）如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m 的
照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30 角，则每
根支架中承受的压力大小为 （ ）
（A ）1
3mg （B ）23
mg （C ）3mg （D ）23mg 2、（单）如图所示，一倾角为45°的斜面固定在竖直墙上，为使一个光滑球静止在图示位置上，将水平推力F 作用于球上，力F 的作用线通过球心，则 （ ）
A ．竖直墙对球的弹力大小一定大于F 的大小
B ．竖直墙对球的弹力大小可能等于F 的大小
C ．斜面对球的弹力可能等于球的重力
D ．斜面对球的弹力一定大于球的重力
3、(多)下列说法中正确的是 ( )
A ．物体的重心可以在物体的外部
B ．摩擦力的大小与压力成正比
C ．握在手中的瓶子不会滑落，是因为手对瓶子的握力与瓶子的重力相平衡
D ．物体因形变产生的弹力方向总与使物体发生形变的外力方向相反
4．(多)两个共点力F l 、F 2大小不同，它们的合力大小为F ，则 （ ）
(A) F 1、F 2同时增大一倍，F 也增大一倍
(B) F 1、F 2同时增加10N ，F 也增加10N
(C) F 1增加10N ，F 2减少10N ，F 一定不变
(D) 若F 1、F 2中的一个增大，F 不一定增大
A F A
B 合 B T A T B O T 3=G
5、（多）如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因素为μ。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度v1向右匀速运动，同时用力F拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度v2沿导槽匀速运动。则下列说法中正确的是（）A．物体受到四个力的作用
B．物体受到的摩擦力mg
fμ
=
C．拉力F小于物体受到的摩擦力f
D．拉力F大于物体受到的摩擦力f
6．（单）如图所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧。紧贴弹簧放一质量为m的滑块，此时弹簧处于自然长度。已知滑块与挡板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为3/3。现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ，最后直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是图中的（）
7、在真空中同一条直线上的A、B两点有电荷量分别
为+4Q和-Q的点电荷。若要求这三个点电荷都只在电
场力作用下保持静止，那么在C点(AB=BC)引入的这个点电荷应是电荷，电荷量是。
8、相距为1m的两光滑的金属导轨接有电源，导轨与水平面夹角为
60°，导轨上有一金属棒MN，MN的质量为0.3kg，并通有3A的电
流，要使金属棒MN处于平衡状态，若整个装置放在竖直向上的匀
强磁场中，则磁感应强度大小为T；若要使磁感强度最小，所
加匀强磁场磁感强度的方向为，大小为T。
9、如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A
点和B点。在以AB为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一
个带电小球（可视为点电荷，重力可忽略），若带电小球在
P点保持静止，则该小球带___________电荷（选填“正”
或“负”或“正或负”），设这时连线PA与AB的夹角为
α，则tan α =___________（用Q1、Q2表示）。
v1
v2
C
A B
10、如图所示，水平放置的两固定的光滑硬杆夹角为θ，在两
杆上各套上轻环P 、Q ，两环用轻绳相连。现用一恒力F 沿杆
向外拉Q 环，则当两环稳定时，绳的拉力为 。
11、半径分别为 r 和 2r 的两个质量不计的圆盘，共轴固定连
结在一起，可以绕水平轴 O 无摩擦转动，大圆盘的边缘上固
定有一个质量为m 的质点，开始时圆盘静止，质点处在水平
轴O 的正下方位置。
（1）在小圆盘边缘将一个质量为2m 的质点固定在________
处时静止释放，两圆盘转过的角度为图示的θ=450时， 质点
m 的速度最大；
（2）若小圆盘上绕有细绳．现以水平恒力 F 拉细绳，使两
圆盘转动，若恒力F=mg ，两圆盘转过的角度θ= 时， 质点m 的速度最大。
B 组
12、（11上海18多选）如图，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于'O O 、，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x 正方向的电流I ，且导线
保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度方向和
大小可能为（ ）
(A) z 正向，
tan mg IL θ (B)y 正向，mg IL
(C) z 负向，tan mg IL θ (D)沿悬线向上，sin mg IL θ 13、(单)在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的简易滑轨：两根圆柱形木杆AB 和CD 相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木杆构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处。在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是（ ）
A ．减少每次运送瓦的块数
B ．增多每次运送瓦的块数
C ．减小两杆之间的距离
D ．增大两杆之间的距离
14.（多选）如图所示，两相同轻质硬杆1OO 、2OO 可绕
其两端垂直纸面的水平轴O 、1O 、2O 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。f F 表示木块与挡板间摩擦力的大小，
N F 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1O 、2O 始终等高，则（ ）
A ．f F 变小
B ．f F 不变
C ．N F 变小
D ．N F 变大
30° B C A 15、(多)已知如图所示，带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA=OB ，都用长L 的丝线悬挂在O 点。静止时A 、B 相距为d 。为使平衡时AB 间距离减为d /2，
可采用以下哪些方法 （ ）
A ．将小球A 、
B 的质量都增加到原来的2倍
B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍
C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半
D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的
质量增加到原来的2倍
16、(多)如图所示，消防车梯子的下端用光滑铰链固定在车上，上
端搁在竖直光滑的墙壁上。当消防队员沿梯子匀速向上爬时，下列
说法中正确的是 （ ）
A ．铰链对梯的作用力减小
B ．铰链对梯的作用力矩方向为逆时针方向
C ．地面对车的摩擦力增大
D ．地面对车的弹力不变
17、(多)如图甲所示，abcd 为导体做成的框架，
其平面与水平面成θ角，质量为m 的导体棒PQ
与ab 、cd 接触良好，回路的总电阻为R ，整个装
置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁
感应强度B 的变化情况如图乙所示（取图中B 的
方向为正方向）。而PQ 始终保持静止。则下列关
于PQ 与框架间的摩擦力在时间0～t 1内的变化情况的说法中，有可能正确的是（ ）
A ．一直增大
B ．一直减小。
C ．先减小，后增大
D ．先增大，后减小
18、如图所示，半径为R ，重为G 的均匀球靠竖直墙放置，左下有
厚为h 的木块，若不计摩擦，能使球离开地面用水平推力F 至少
为 。
19、如图所示，物体的质量为 2 kg ，两根轻细绳AB 和AC 的一端连
接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平
线成θ=60°的拉力F ，若要使绳都能被伸直，拉力F 的大小范
围 。
20、如图所示，一根不均匀的铁棒AB 与一辆拖车相连接，连接端B
为一固定水平转动轴，拖车在水平面上做匀速直线运动，棒长为L ，棒的质量为40kg ，它与地面间的动摩擦因数为33，棒的重心C 距转动轴为2L 3
，棒与水平面成30 角。运动过程中地面对铁棒的支持力为_______N ；若将铁棒B 端的固定转动轴向下移一些，其他条件不变，则运动过程中地面对铁棒的支持力将比原来__________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
2021年高考物理二轮复习 人教版 专题01 力与物体的平衡(检测)
第一部分力与运动 专题01 力与物体的平衡（测） (满分：100分 60分钟) 一．选择题：本题共12小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1.如图所示，斜面体放在水平地面上，物体放在斜面上，受到一个水平向右的力F ，物体和斜面体始终保持静止，这时物体受到的摩擦力大小为f 1，斜面体受到水平地面的摩擦力大小为f 2。则当F 变大时，有( ) A ．f 1变大，f 2不一定变大 B ．f 2变大，f 1不一定变大 C ．f 1与f 2都不一定变大 D ．f 1与f 2都一定变大 2.如图所示，轻杆下端固定在光滑轴上，可在竖直平面内自由转动，重力为G 的小球粘在轻杆顶部，在细线的拉力作用下处于静止状态。细线、轻杆与竖直墙壁间的夹角均为30°，则细线与杆对小球的作用力的大小分别是( ) A ．12G ，33G B ．33G ，33G C ．G ，G D ．12G ，12 G 3.如图所示，将小物块P 轻轻放到半圆柱体上时，小物块只能在圆柱体上A 到B 之间保持静止。若小物块与半圆柱体之间的动摩擦因数为 3 3 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则∠AOB 为( )
A．30°B．60°C．90°D．120° 4．如图所示，水平地面上固定着一个三棱柱，其左侧光滑，倾角为α；右侧粗糙，倾角为β。放置在三棱柱上的物块A和物块B通过一根跨过顶端光滑定滑轮的细绳相连，若物块A和物块B始终保持静止。下列说法正确的是() A．仅增大角α(小于90°)，物块B所受的摩擦力一定增大 B．仅增大角α(小于90°)，物块B对三棱柱的压力可能减小 C．仅增大角β(小于90°)，细绳的拉力一定增大 D．仅增大角β(小于90°)，地面对三棱柱的支持力不变 5．如图所示，倾斜直杆的左端固定在水平地面上，与水平面成θ角，杆上穿有质量为m的小球a和轻质圆环b，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当a、b静止时，Oa段绳与杆的夹角也为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是() A．a可能受到2个力的作用B．b可能受到3个力的作用 C．绳对a的拉力大小为mg tan θD．杆对a的支持力大小为mg cos θ 6．如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置相比() A．A对B的作用力减小B．B对A的支持力增大 C．木板对B的支持力增大D．木板对B的摩擦力增大 7.如图所示，两个带电小球A、B穿在一根水平固定的绝缘细杆上，并通过一根不可伸长的绝缘细绳跨接在
专题一 、力与物体的平衡
力与物体的平衡 【命题意图】 本题结合生活实际考查受力分析、共点力的平衡条件，涉及正交分解法的简单应用，意在考查考生对力学基本知识的掌握情况，以及运用物理知识解决实际问题的能力。 【专题定位】 本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题.高考对本专题内容的考查主要有： （1）对各种性质力特点的理解； （2）力的效果的理解 ①力的静力学效应：力能使物体发生形变. ②力的动力学效应： a.瞬时效应：使物体产生加速度F=ma b.时间积累效应：产生冲量I=Ft，使物体的动量发生变化Ft=△p c.空间积累效应：做功W=Fs，使物体的动能发生变化△Ek=W （3）物体受力分析的基本方法 ①确定研究对象（隔离体、整体）. ②按照次序画受力图，先主动力、后被动力，先场力、后接触力. ③只分析性质力，不分析效果力，合力与分力不能同时分析. ④结合物体的运动状态：是静止还是运动，是直线运动还是曲线运动.如物体做曲线运动时，在某点所受合外力的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向. （4）共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理方法和思想有：①整体法和隔离法；②假设法； ③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想. 【考试方向】 受力分析和共点力的平衡问题是高中物理的基础，也是高考考查的重点。受力分析是解决动力学问题的关键，单独命题时往往和实际问题结合在一起。共点力的平衡问题，单独命题时往往和实际问题结合在一起，但是考查更多的是融入到其他物理模型中间接考查，如，结合运动学命题，或者出现在导轨模型中等。 【应考策略】 深刻理解各种性质力的特点；熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法. 【得分要点】 受力分析，要按照一定的顺序进行，特别注意弹力和摩擦力有无以及它们方向的判断。对于共点力的平衡问题，常用方法有： （1）正交分解法：适用于三力或三力以上平衡问题，可用于求解大小、方向确定的力的问题。（2）矢量三角形法：适用于三力平衡问题，该方法有时涉及正弦定理的运用，有时利用矢量三角形和几何三角形的相似性来求解力。 （3）三力平衡的动态分析：三个力中重力大小方向不变、一个力的方向不变大小可以改变、一个大小方向都改变。常常把三个力放置在一个矢量三角形中，有时涉及相似三角形的知识。 注意：涉及滑动摩擦力的四力平衡问题中，可以把滑动摩擦力F f和正压力F N合成为一个力F，只要 F f和F N方向不变，则F的方向不变。这样就可以把四力平衡转化为三力平衡问题。 一、知识点自主检测 1、性质力 2、效果力
(山东专用)高考物理二轮复习专题一1第1讲力与物体的平衡教案
（山东专用）高考物理二轮复习专题一1第1讲力与物体的平衡教案 第1讲力与物体的平衡 一、单项选择题 1.(2019山东临沂检测)如图所示,甲、乙两物块质量相同,静止放在水平地面上。甲、乙之间、乙与地面间的动摩擦因数均相同,现对甲施加一水平向右的由零开始不断增大的水平拉力F(物体间最大静摩擦力等于滑动摩擦力),则经过一段时间后( ) A.甲相对于乙会发生相对滑动 B.乙相对于地面会发生相对滑动 C.甲相对乙不会发生相对滑动 D.甲相对于乙、乙相对于地面均不会发生相对滑动 答案 A 设甲、乙的质量均为m,甲、乙之间以及乙与地面之间的动摩擦因数为μ,则甲、乙之间的最大静摩擦力为:f max=μmg,乙与地面间的最大静摩擦力为:f max'=2μmg,因f max
D.表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力就越小 答案 C 毛竹上的表演者静止时受重力、弹力和摩擦力,故选项A错误;表演者静止时,竹竿对其作用力(弹力和摩擦力的合力)与重力等大反向,即竹竿对表演者的作用力必定竖直向上,故选项B错误,C正确;表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力不一定越小,故选项D错误。 3.(2019山东济南模拟)如图所示,在倾角θ为37°的斜面上放置一质量为0.5 kg的物体,用一大小为1 N 平行斜面底边的水平力F推物体时,物体保持静止。已知物体与斜面间的动摩擦因数为,物体受到的摩擦力大小为(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)( ) A.3 N B.2 N C. N D. N 答案 C 物体所受的摩擦力为静摩擦力,物体在平行斜面底边的方向上受到的摩擦力为F x,有F x=F,在沿斜面方向上受到的摩擦力为F y,有F y=mg sin 37°,则物体所受摩擦力的大小等于= N,故选项C正确。 4.2019年10月1日上午,在庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵仪式上,空中护旗梯队拉开了阅兵分列式的序幕,20架武装直升机组成巨大的“70”字样飞越天安门上空让人记忆犹新,大长中华之气。而其领头的直升机悬挂的国旗更是让人心潮澎湃。若国旗、钢索和配重大约为600 kg,目测钢索与竖直方向的角度约为12°,若钢索与配重受到的空气阻力不计,重力加速度g=10 m/s2,已知θ较小时tan θ≈θ(弧度制)。国旗受到的空气阻力约为( ) A.6 000 N B.2 500 N C.1 200 N D.600 N
复习专题训练物体的平衡
复习专题训练物体的平衡 1如图所示，倾角为a的斜面上放着一个质量为m的光滑小球，球被垂直斜面的木板挡住。求：球对斜面和木板的压力各是多大？ 2如图所示，在倾角为a的斜面上放着一个质量为m的光滑小球，球被竖直木板挡住，求：球对斜面和木板的压力各是多大？ 3如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为 ，求：绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？ 4如图所示，用一根细绳把一重G=100N的光滑小球连接在斜面上，斜面倾角a=30°。求：（1）细绳对小球的拉力F1.（2）斜面对小球的支持力F2。 5如图所示，物体用两条细绳悬挂，两细绳对物体拉力的合力为什么方向？若已知绳OB对物体的拉力为15N，则物体的重力为多大？
6如图所示，电灯的重力为20N，绳OA与天花板夹角为45°，绳OB水平。求：绳OA、OB所受的拉力。 7物体A在水平向右推力F1=400N的作用下，沿倾角θ=60°的斜面匀速下滑，如图所示。物体A受的重力G=400N，求A与斜面间的动摩擦因数μ。 8如图所示，氢气球重10N，所受空气浮力为16N，由于水平风力的作用使牵扯住氢气球的细绳与地面夹角为60°，试求氢气球所受细绳拉力和风力的大小。 9如图所示，质量G=100N的物体置于水平面上，给物体施加一个与水平方向成α=30°的斜向上的拉力F，F=20N，物体仍处于静止状态，求地面对物体的静摩擦力大小和地面对物体的支持力大小。 10 质量为m的物体用弹簧秤匀速竖直上提，弹簧称读数为20N，放在水平面上拉它匀速前进，弹簧秤读数为2N，问用跟水平方向成37°角的力,斜向上拉它匀速前进，拉力多大？（g=10m/s2）
力与物体平衡专题
力与物体平衡专题 一、知识要求 1、记住高中所有的力及其特点。 2、能正确进行受力分析、作出受力图。 3、能用平行四边形和三角形对力进行合成和分解，并能利用几何知识求力。 4、知道平衡状态（有静态平衡、动态平衡两种）和平衡条件及其推论。 二、熟练掌握常见的平衡题型 1、斜面上物体的平衡 研究斜面上物体的静止和运动的问题是考 试中的常规题，而物体所受静摩擦力大小方向的 判断是此类题中的重点、难点（如右图）。找临 界状态是判断静摩擦力的关键。 练习1. 如图所示，表面粗糙的固定斜面 顶端安有滑轮，两物块 P、Q用轻绳连接并跨过 滑轮（不计滑轮的质量 和摩擦），P悬于空中， Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左 的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则 Ａ.Q受到的摩擦力一定变小 Ｂ.Q受到的摩擦力一定变大 Ｃ.轻绳上拉力一定变小 Ｄ.轻绳上拉力一定不变 如果用竖直向下的力压Q呢？物体一定会 运动吗？ 练习2、将一物体轻放在 一个倾斜的沿逆时针方向匀 速转动的传送带上A(上)端， 此后物体在从A到B(底端） 的运动过程中（ACD） A 物体可能一直向下做匀加速直线运动， 加速度不变。 B 物体可能一直向下做匀速直线运动 C物体可能一直向下做加速运动,加速度改变 D 物体可能先向下作加速运动，后做匀速运动。 如果改成顺时针转动应该怎么做？ 练习3．(03年理综)如图所示，一个半球形的碗放在桌面 上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。 一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小 球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线 与水平线的夹角为α＝60°。两小球的质量比m2/m1为A A 3/3 B 2/3 C 3/2 D 2/2
受力分析、物体的平衡
专题：受力分析和物体的平衡 学习目标： 1、能准确分析物体的受力情况，熟练画出物体的受力示意图 2、知道物体的平衡状态，了解物体的两种平衡情形 3、知道物体处于平衡状态的条件 4、能熟练处理动态平衡问题 活动方案： 活动一：受力分析 1、受力分析的一般步骤： ①、明确研究对象（研究对象可以是单个物体或物体的一部分，也可以是几个物体组成的系统) ②、按顺序分析受力（通常按照重力、弹力、摩擦力、外加力的顺序分析） ③、画受力示意图 ④、检查有无多力、漏力 2、受力分析的注意事项: ①只画性质力（如：重力、弹力、摩擦力等）不画效果力（如：下滑力、动力、阻力等） ②只画实际力，不画分力。分析图1中物体的受力情况（斜面光滑）例如—不能画出下滑力 ③不能传导，不能画传导的力。分析图2中B、C两物体的受力情况。 ④惯性不是力，不能画成力。分析图3中物体的受力情况（冲上斜面的物体沿斜面上滑） ⑤若某个力的方向不能确定，可以先假设这个力不存在，分析物体发生怎样的运动，然后再确定其方 向 例1、如上图所示，物体均处于静止状态，分析物体A、B的受力情况。 活动二：物体的平衡 1、物体的平衡： （1）静平衡：物体在共点力作用下处于状态； 动平衡：物体在共点力作用下处于状态。 （2）“静止”和“v=0”的区别与联系 v=0时，如a=0，是静止，是平衡状态 如a0，不是静止，不是平衡状态 例2、物体在共点力作用下，下列说法中正确的是（） A、物体的速度等于零，物体就一定处于平衡状态 B、物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态 C、物体所受合力为零时，物体一定处于平衡状态 D、物体做匀加速运动时，物体一定处于平衡状态 即时训练：下列属于平衡状态的物体是（） A、在直轨道上高速行驶的磁悬浮列车 B、百米赛跑时，运动员起跑的瞬间 C、被乒乓球运动员击中的乒乓球与球怕相对静止时 D、乘客在加速行驶的列车中静止不动 2、共点力作用下物体的平衡条件： （1）共点力的平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合=0或F x合=0，F y合=0 （2）由平衡条件得出的结论： ①物体在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力必定是一对平衡力 ②物体在三个共点力的作用下处于平衡状态时，其中任意两个力的合力与第三个力等大反向 ③物体受n个共点力作用而处于平衡状态时，其中的任意一个力与其他n-1个力的合力一定等大反向 ④当物体处于平衡状态时，沿任意方向物体所受的合力为零 例 3、如图所示，在倾角为θ的斜面上，放置一个质量为m 的光滑小球，球被竖直的挡板挡住，斜面和木板对球的作用力分别是多大？ 即时训练：如图所示，细线的一端固定于A点，细线上挂一质量为m的物体，另一端B固定在墙上，当AO与竖直方向成θ角，OB沿水平方向时，则：AO及BO对O点的拉力分别是多大？ 3、动态平衡类问题 所谓动态平衡是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这一过程中物体又始终处于一系列的平衡状态。 例4、如图所示，把球夹在竖直墙面AC和木板BC之间，不计摩擦，在将板BC逐渐放置水平的过程中，球对墙的压力和球对板的压力如何变化?
力的合成与分解,物体平衡专题
一、力的合成 1．力的合成：求几个力的合力的过程． 合力既可能大于也可能小于任一分力．合力的效果与其所有分力的共同效果相同． 2．运算法则：力的合成遵循平行四边形定则． 3．讨论 (1)两个力F1、F2的合力的取值围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2； (2)两个力F1、F2的合力的大小随它们的夹角的增大而减小； (3)一条直线上的两个力的合成，在规定了正方向后，可利用代数法直接运算． 二、力的分解 1．力的分解：求一个力的分力的过程． 力的分解是力的合成的逆过程．力的分解原则是按照力的实际效果进行分解． 2．运算法则：平行四边形定则． 三、受力分析的步骤 1．确定研究对象，并把研究对象与周围环境隔离； 2．按一定的顺序分析研究对象所受到的其他物体对它产生的力，可按照：场力(重力、电场力、磁场力等)→弹力→摩擦力→其他力； 3．画出研究对象的受力图，标明各力的符号，需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形； 4．定性检验受力分析的准确性：根据画出的受力图，分析物体能否处于题目中给定的运动状态． 四、共点力作用下的物体的平衡 1．平衡状态：是指物体处于静止或匀速直线运动状态；平衡的标志是物体的加速度为零．2．平衡条件：作用在物体上的合力为零． 3．推论 (1)若物体处于平衡状态，则沿任意方向，物体受到的合力为零； (2)若物体在二力作用下处于平衡状态，则这两个力大小相等、方向相反； (3)若物体在三个力作用下处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反(且这三个力首尾相接构成封闭式三角形)； (4)若物体在n个力作用下而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余n－1个力的合力大小相等、方向相反； (5)若物体处于平衡状态，则将物体受到的力正交分解后，正交的两个方向上的合力均为零，即ΣFx＝0，ΣFy＝0； (6)如果物体受三个不平行的外力作用而平衡，则这三个力的作用线一定在同一平面上． 五、物体的平衡 1．平衡特征：物体的加速度为零(静止或匀速直线运动)． 2．解题方法 (1)物体受二力作用时，利用二力平衡条件解答； (2)物体受三力作用时，可用力的合成法、分解法、正交分解法等方法结合直角三角形、相似三角形等知识求解； (3)物体受三个以上力作用时，常用正交分解法、合成法等解题． 六、系统的平衡 1．平衡特征：系统每个物体的加速度均为零(静止或匀速直线运动)． 2．解题方法：一般对整体或隔离体进行受力分析，然后正交分解求解．
【专题一】受力分析物体的平衡(含答案)
【专题一】受力分析物体的平衡 【考情分析】 1．本专题涉及的考点有：滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数；形变、弹性、胡克定律；力的合成和分解。 《大纲》对“滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数，形变、弹性、胡克定律”等考点均为Ⅰ类要求；对“力的合成和分解”为Ⅱ类要求。 力是物理学的基础，是高考必考内容。其中对摩擦力、胡克定律的命题几率较高。主要涉及弹簧类问题、摩擦力等，通过连接体、叠加体等形式进行考查。力的合成与分解、摩擦力的概念及变化规律是复习的重点。 2．本专题的高考热点主要由两个：一是有关摩擦力的问题，二是共点的两个力的合成问题。本章知识经常与牛顿定律、功和能、电磁场等内容综合考查。单纯考查本章的题型多以选择题为主，中等难度。 【知识交汇】 1．重力 （1）产生：重力是由于地面上的物体受地球的_____________而产生的，但两地得不等价，因为万有引力的一个分力要提供物体随地球自转所需的___________．而另一个分力即重力，如图所示． （2）大小：随地理位置的变化而变化 在两极：G F = 万 在赤道：G F F － = 万向 一般情况下，在地表附近G=________ （3）方向：竖直向下，并不指向地心． 2．弹力 （1）产生条件：①接触；②挤压；③____________． （2）大小：弹簧弹力F kx =，其它的弹力利用牛顿定律和___________求解．（3）方向：压力和支持力的方向垂直于_____________指向被压或被支持的物体，若接触面是球面，则弹力的作用线一定过___________．绳的作用力_________沿绳，杆的作用力__________沿杆．
力与物体的平衡
力与物体的平衡 【方法总结】 一、动态平衡：物体在缓慢．． 移动过程中，可认为其速度、加速度均为零，物体处于平衡状态． 二、共点力平衡条件的应用 （一）若物体所受的力在同一条直线上，则在一个方向上各力大小之和，与另一个方向上各力之和相等。 （二）若物体受三个力作用而平衡时 1. 三个力的作用线（或反向延长线）必交于一点，且三个力共面，称为汇交共面性。 2. 任两个力的合力与第三个力的大小相等，方向相反。 3. 三个力的矢量图必组成一个封闭的矢量三角形。 （三）若物体受到三个或三个以上力的作用而平衡时 一般运用正交分解法处理较方便，将物体所受的力分解到相互垂直的 x 轴与y 轴 上去，因为0F = , 则0x F = 、0y F =。 三、动态平衡问题分析的常用方法 (一)解析法：一般把力进行正交分解，两个方向上列平衡方程，写出所要分析的力与变化角度的关系，然后判断各力的变化趋势． (二)图解法：能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征：①物体一般受三个力作用；②其中有一个大小、方向都不变的力；③还有一个方向不变、大小变的力；④第三个力大小、方向都变。图解法指在同一图中作出物体在若干状态下的受力平衡图，再由动态力的合成（或分解）图，利用三角形的边长变化及角度来确定某些力的大小及方向的变化情况。 （三）相似三角形法 如果物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力三角形与几何三角形相似的方法． （四）求解动态平衡问题的两点技巧 (1)在用图解法求解动态平衡问题时，要确定好力的矢量三角形中哪个力是不变的，哪个力是变化的；对于变化的力，要明确其大小和方向的变化范围． (2)用“力三角形法”解决三力作用下物体的动态平衡问题的关键是要构建适当的力三角形．构建力三角形的一般原则：不移动大小和方向不变的力，移动大小和方向均变化的力，从动态变化中分析力的大小和方向的变化情况． 四、物体平衡中的临界、极值问题
专题三力物体的平衡
专题三力物体的平衡一、复习目标： 二、最新考纲： 三、要点精讲：
2.受力分析的方法及要领 首先明确研究对象. 隔离法:将研究对象从周围环境中分离出来,使之与其它物体分隔开,分析周围其它物体对研究对象施加的力(而不是研究对象施加给其它物体的力). 整体法:在处理问题时,可根据需要将两个或多个相对位置不变的物体系作为一个整体,以整体为研究对象,分析周围其它物体对物体系施加的力.应用整体法时,只分析系统以外的物体对系统施加的力,系统内部各部分之间的相互作用均不再考虑. 假设法:在未知某力是否存在时,可先对其作出存在或不存在的假设,然后根据假设对物体的运动状态是否产生影响来判断假设是否成立. 注意: ①研究对象的受力图,通常只画出根据性质来命名的力,不要把按效果分解的力或合成的合力分析进去,受力图完成后再进行力的合成或分解. ②区分内力和外力时,要根据研究对象的选取范围. ③在难以确定某些受力情况时,可先根据物体的运动状态,再运用平衡条件或牛顿运动定律作出判断. 3.合力和分力的关系 合力与分力的作用效果是等效的,二者是“等效代替”关系,具有同物性和同时性的特点,二者的大小关系如下: (1)合力可大于、等于或小于任一分力. (2)当两分力大小一定时,合力随着两分力的夹角α增大而减小,减小而增大.合力的大小范围是∣F1一F2∣≤F合≤F1 + F2. (3)两分力间夹角α一定且其中一个分力大小也一定时,随另一分力的增大,合力F可能逐渐增大,也可 能逐渐减小，也可能先减小后增大.
(1)已知合力和它的两个分力的方向,求两个分力的大小,有唯一解;, (2)已知合力和其中一个分力(大小、方向),求另一个分力的大小和方向,有唯一解; (3)巳知合力和两个分力的大小,求两分力的方向: ①若F>F1+F2,无解; ②若F=F l+ F2,有唯一解,F l和F2跟F同向; ③若F=F l- F2,有唯一解, F l和F2与F反向; ④若∣F1一F2∣≤F合≤F1 + F2,有无数组解(若限定在某一平面内,则有两组解). (4)巳知合力F和F l的大小、F2的方向(F2与合力方向的夹角为θ): ①当F l 第1讲力与物体的平衡 选择题(每小题6分,共84分) 1.(多选)如图所示,木板C放在水平地面上,木板B放在C的上面,木板A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧测力计固定在竖直的墙壁上,A、B、C质量相等,且各接触面间动摩擦因数相等,用大小为F的力向左拉动C,使它以速度v匀速运动,三者稳定后弹簧测力计的示数为T。则下列说法正确的是( ) A.B对A的摩擦力大小为T,方向向左 B.A和B保持静止,C匀速运动 C.A保持静止,B和C一起匀速运动 D.C受到地面的摩擦力大小为F-T 2.(2018山西五市联考)如图所示,光滑的圆环固定在竖直平面内,圆心为O。三个完全相同的小圆环a、b、c穿在大环上,小环c上穿过一根轻质细绳,绳子的两端分别固定着小环a、b,通过不断调整三个小环的位置,最终三小环恰好处于平衡位置,平衡时a、b的距离等于绳子长度的一半。已知小环的质量为m,重力加速度为g,轻绳与c的摩擦不计。则( ) A.a与大环间的弹力大小为mg B.绳子的拉力大小为mg C.c受到绳子的拉力大小为3mg D.c与大环间的弹力大小为3mg 3.如图所示,在水平拉力F和三根等长的细线作用下,质量分别为m和2m的小球A、B处于静止状态,其中细线OA和OB同系于天花板上面的O点,细线AB连接两个小球,三根细线都拉直且细线OB恰好处于竖直方向,则细线OA和OB的张力之比为( ) A.1∶2 B.1∶1 C.1∶ D.∶1 4.如图所示,两根通电直导体棒用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O1、O2两点,已知O1、O2连线水平,导体棒静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ,保持导体棒中的电流大小和方向不变,在导体棒所在空间加上匀强磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度,下列分析正确的是( ) A.两导体棒中的电流方向一定相同 B.所加磁场的方向可能沿x轴正方向 C.所加磁场的方向可能沿z轴正方向 D.所加磁场的方向可能沿y轴负方向 5.(2018安徽A10联盟联考)(多选)如图所示,斜面体放在水平面上,C是斜面体斜面AB上的一点,AC部分粗糙,CB部分光滑,一物块在AC部分匀速下滑,此时斜面体对物块的作用力为F1、地面对斜面体的摩擦力为f1,物块在CB部分下滑时,斜面体对物块的作用力为F2、地面对斜面体的摩擦力为f2,整个过程斜面体始终处于静止,不计空气阻力,则( ) 2015—2020年六年高考物理分类解析 专题4、物体平衡 一．2020年高考题 1．(2020高考全国理综III卷)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上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α和β。若α=70°，则β等于 A．45°B．35°C．60°D．70° 【参考答案】B 【名师解析】题述悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处，对结点受力分析，设固定在墙上细绳的拉力为F，由平衡条件，2mgcosβ=F，Fsinβ=mgsinα，联立解得β=35°，选项B正确。 2.（2020年7月浙江选考）如图是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远 镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓 慢移动时，氦气球对其有大小为5 6 mg、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感 觉，若将人视为质点，此时工作人员（） A．受到的重力大小为1 6 mg B．受到的合力大小为1 6 mg C ．对球面的压力大小为 16mg D ．对球面的作用力大小为16 mg 【参考答案】D 【名师解析】工作人员受到的重力大小为mg ，选项A 错误；当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，可认为处于平衡状态，受到的合力大小为零，选项B 错误；由平衡条件，mg= 5 6 mg +F ，解得望远镜球面对工作人员的作用力F = 1 6 mg ，由牛顿第三定律可知，工作人员对球面的作用力大小为 1 6 mg ，选项D 正确；工作人员对球面的作用力大小是压力和摩擦力的合力，选项C 错误。 3．（12分） （2020高考全国理综I ）我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F 可用2F kv =描写，k 为系数；v 是飞机在平直跑道上的滑行速度，F 与飞机所受重力相等时的v 称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为51.2110kg ?时，起飞离地速度为66 m/s ；装载货物后质量为51.6910kg ?，装载货物前后起飞离地时的k 值可视为不变。 （1）求飞机装载货物后的起飞离地速度； （2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m 起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。 【名师解析】：（1）设飞机装载货物前质量为m 1，起飞离地速度为v 1；装载货物后质量为m 2，起飞离地 速度为v 2，重力加速度大小为g 。飞机起飞离地应满足条件 211kv g m =① 2 22kv g m =② 由①②式及题给条件得278m/s v =③ （2）设飞机滑行距离为s ，滑行过程中加速度大小为a ，所用时间为t 。由匀变速直线运动公式有 222v as =④ v 2=at ⑤ 物体的受力（动态平衡）分析及典型例题 令狐采学 受力分析就是分析物体的受力，受力分析是研究力学问题的基础，是研究力学问题的关键。 受力分析的依据是各种力的产生条件及方向特点。 一.几种常见力的产生条件及方向特点。 1.重力。 重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，只要物体在地球上，物体就会受到重力。 重力不是地球对物体的引力。重力与万有引力的关系是高中物理的一个小难点。 重力的方向：竖直向下。 2.弹力。 弹力的产生条件是接触且发生弹性形变。 判断弹力有无的方法：假设法和运动状态分析法。 弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与施力物体恢复形变的方向相同。 弹力的方向的判断：面面接触垂直于面，点面 接触垂直于面，点线接触垂直于线。 【例1】如图1—1所示，判断接触面对球有无 弹力，已知球静止，接触面光滑。图a 中接触面对 球无弹力；图b 中斜面对小球有支持力。 【例2】如图1—2所示，判断接触面MO 、ON 对球有无弹力，已知球静止，接触面光滑。水平面 ON 对球有支持力，斜面MO 对球无弹力。 【例3】如图1—4所示，画出物体A 所受的弹力。 a 图中物体A 静止在斜面上。 b 图中杆A 静止在光滑的半圆形的碗中。 c 图中A 球光滑，O 为圆心，O ＇为重心。 【例4】如图1—6所示，小车上固定着一根弯 成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m 的 球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方 向：（1）小车静止；（2）小车以加速度a 水平向 右加速运动；（3）小车以加速度a 水平向左加速 图1—1 a b 图1—2 图1—4 a b c 运动；（4）加速度满足什么条件时，杆对小球的 弹力沿着杆的方向。 3.摩擦力。 摩擦力的产生条件为：（1）两物体相互接触，且接触面粗糙；（2）接触面间有挤压；（3）有相对运动或相对运动趋势。 摩擦力的方向为与接触面相切，与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。 判断摩擦力有无和方向的方法：假设法、运动状态分析法、牛顿第三定律分析法。 【例5】如图1—8所示，判断下列几种情况下物体A与接触面间有、无摩擦力。 图a中物体A静止。图b中物体A沿竖直面下滑，接触面粗糙。图c中物体A沿光滑斜面下滑。 图d中物体A静止。 图1—8 图a中无摩擦力产生，图b中无摩擦力产生，图c中无摩擦力产生,图d中有摩擦力产生。 【例6】如图1—9所示为皮带传送装置，甲为主动轮，传动过程中皮带不打滑，P、Q分别为两轮 专题一力与运动 第1讲力与物体的平衡 一、单项选择题 1.如图1所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的A、B两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环。现将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对A、B两点拉力F A、F B的变化情况，下列说法正确的是( ) 图1 A．F A变小，F B变小 B．F A变大，F B变大 C．F A变大，F B变小 D．F A变小，F B变大 解析柔软轻绳上套有光滑小铁环，两侧轻绳中拉力相等。将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，A、B两点之间的水平距离减小，光滑小铁环两侧轻绳间夹角2α减小，由2F cos α＝mg可知，轻绳中拉力F减小，轻绳对A、B两点的拉力F A和F B都变小，选项A正确。 答案 A 2．如图2所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力F N的变化情况是( ) 图2 A．F增大，F N减小 B．F增大，F N增大 C．F减小，F N减小 D．F减小，F N增大 解析某时刻小球的受力如图所示，设小球与半球面的球心连线跟竖直方向的夹角为α， 则F＝mg tan α，F N＝mg cos α ，随着挡板向右移动，α越来越大，则F和F N都要增大。 答案 B 3．如图3所示，绝缘水平桌面上放置一长直导线a，导线a的正上方某处放置另一长直导线b，两导线中均通以垂直纸面向里的恒定电流。现将导线b向右平移一小段距离，若导线a始终保持静止，则( ) 图3 A．导线b受到的安培力方向始终竖直向下 B．导线b受到的安培力逐渐减小 C．导线a对桌面的压力减小 D．导线a对桌面的摩擦力方向水平向左 解析导线a、b均处在对方产生的磁场中，故两导线均会受到安培力作用，由“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，当导线b未移动时，其受到的安培力方向竖直向下指向导线a，当导线b向右平移一小段距离后，导线b受到的安培力仍会指向导线a，选项A 错误；由于导线a、b之间的距离增大而导线中的电流不变，故两导线之间的相互作用力减小(安培力F＝BIl)，选项B正确；导线b向右平移后导线a的受力情况如图所示，由于导线a始终在桌面上保持静止，所以有F N＝G－F sin θ，因为安培力F减小，sin θ减小，所以桌面对导线a的支持力增大，由牛顿第三定律可知，导线a对桌面的压力增大，选项C 错误；由图可知，桌面对导线a的静摩擦力方向水平向左，故导线a对桌面的摩擦力方向水平向右，选项D错误。 答案 B 4．如图4所示，粗糙水平地面上的长方体物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是( ) 物体的平衡专题（一）—— 平衡态的受力分析专题 常用方法： 1、静态平衡：正交分解法 2、动态平衡：类型一 特点：三力中有一个不变的力，另有一个力的方向不变 解决方法：矢量三角形 类型二 特点：三力中只有一个不变的力，另两力方向都在变 解决方法：相似三角形（力三角和几何三角的相似） 特殊类型 特点：三力中只有一个不变的力，另两力方向都在变，但这两力的夹角 不变 解决方法：边角关系解三角形（如果夹角是直角，一般利用三角函数性质， 如果夹角非直角，一般会用到正弦定理） 注：动态平衡方法一般适用于三力平衡，若非三力状态，可先通过合成步骤变成三力平衡状态。 3、系统有多个物体的分析，整体法与隔离法 【例题1】如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一质量为m 的光滑小球，球被竖 直的木板挡住，则球对挡板的压力和球对斜面的压力分别是多少？ 【例题2】如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球．当它们处于平衡状态时，质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=60°两小球的质量比12m m 为（ ） A ． 33 B ．32 C ．23 D ．22 【例题3】如图，电灯悬挂于两干墙之间，要换绳OA ，使连接点A 上移，但保 持O 点位置不变，则在A 点向上移动的过程中，绳OA 的拉力如何变化？ 【例题4】用等长的细绳0A 和0B 悬挂一个重为G 的物体，如图所示，在保持O 点位置不变的前提下，使绳的B 端沿半径等于绳长的圆弧轨道向C 点移动，在移动的过程中绳OB 上张力大小的变化情况是（ ） A ．先减小后增大 B ．逐渐减小 C ．逐渐增大 D ．OB 与OA 夹角等于90o 时，OB 绳上张力最大 【例题5】重G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。若挡板逆时针 缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F 1、F 2 各如何变化？ 【专题一】力物体平衡高考试题 1.(95)两个物体A和B,质量分别为M和m,用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止于水平地面上,如图1所示.不计摩擦,A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为( ) A.mg,(M-m)g; B.mg,Mg; C.(M-m)g,Mg; D.(M+m)g,(M-m)g. 2．(97)图中重物的质量为m，轻细线AO和BO的A、B端是固定的。 平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为θ。AO的拉力F 1 和BO的 拉力F 2 的大小是（） 3．(98上海)有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直 向下，表面光滑。AO上套有小环P，OB套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图4-2-24所示。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将P环移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的 支持力N和细绳上拉力T的变化情况是 A．N不变，T变大 B．N不变，T变小 C．N变大，T变大 D．N变大，T变小 4、(98)三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它 们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定。 若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳 （A）必定是OA （B）必定是OB （C）必定是OC （D）可能是OB，也可能是OC 5．(99)如图所示，两木块的质量分别为m 1和m 2 ，两轻质弹簧的劲度 系数分别为k 1和k 2 ，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个 系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为 A.m 1g/k 1 B.m 2 g/k 1 C.m 1 g/k 2 D.m 2 g/k 2 6．(00广东)S l 和S 2 表示劲度系数分别为h l 和k 2 的两根弹簧，k 1 ＞k 2 ；a和b A 练习1 物体的平衡问题 一、知识点击 物体相对于地面处于静止、匀速直线运动或匀速转动的状态，称为物体的平衡状态，简称物体的平衡．物体的平衡包括共点力作用下物体的平衡、具有固定转动轴的物体的平衡和一般物体的平衡． 当物体受到的力或力的作用线交于同一点时，称这几个力为共点力．物体在共点力作用下，相对于地面处于静止或做匀速直线运动时，称为共点力作用下物体的平衡．当物体在外力的作用下相对于地面处于静止或可绕某一固定转动轴匀速转动时，称具有固定转动轴物体的平衡．当物体在非共点力的作用下处于平衡状态时，称一般物体的平衡． 解决共点力作用下物体的平衡问题，或具有固定转动轴物体的平衡问题，或一般物体的平衡问题，首先把平衡物体隔离出来，进行受力分析，然后根据共点力作用下物体的平衡条件：物体所受的合外力为零，即∑F＝0（如果将力正交分解，平衡的条件为：∑Fx =0、∑Fy=0）；或具有固定转动轴的物体的平衡条件：物体所受的合力矩为零，即∑M＝0；或一般物体的平衡条件：∑F＝0；∑M＝0列方程，再结合具体问题，利用数学工具和处理有关问题的方法进行求解． 物体的平衡又分为随遇平衡、稳定平衡和不稳定平衡三种． 一、稳定平衡：如果在物体离开平衡位置时发生的合力或合力矩使物体返回平衡位置，这样的平衡叫做稳定平衡．如图1—1（a）中位于光滑碗底的小球的平衡状态就是稳定的． 二、不稳定平衡：如果在物体离开平衡位置时发生的合力或合力矩能使这种偏离继续增大，这样的平衡叫做不稳定平衡，如图1—1(b)中位于光滑的球形顶端的小球，其平衡状态就是不稳定平衡． 三、随遇平衡：如果在物体离开平衡位置时，它所受的力或力矩不发生变化，它在新的位置上仍处于平衡，这样的平衡叫做随遇平衡，如图1-1（c）中位于光滑水平板上的小球的平衡状态就是随遇的． 第一讲力与物体平衡 ——课前自测诊断卷 考点一受力分析 1.[考查共点力的平衡条件] (2019·江苏高考)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为( ) A. T sin α B. T cos α C．T sin αD．T cos α 解析：选C 对气球，受力分析如图所示，将绳的拉力T分解，在水平方向：风对气球的作用力大小F＝T sin α，选项C正确。 2．[考查多个物体的平衡、弹力的方向判断] 如图所示，三个形状不规则的石块a、b、c在水平桌面上成功地叠放在一起。下列说法正确的是( ) A．石块b对a的支持力一定竖直向上 B．石块b对a的支持力一定等于a受到的重力 C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力 D．石块c对b的作用力一定竖直向上 解析：选D 由题图可知，a与b的接触面不是水平面，可知石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是一对平衡力，故A、B错误；以三个石块作为整体研究，整体受到的重力与支持力是一对平衡力，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；选取a、b作为整体研究，根据平衡条件，石块c对b的作用力与其重力平衡，则石块c对b的作用力一定竖直向上，故D正确。 3．[考查摩擦力的有无及方向判断] (2019·苏锡常镇二模)小明将一辆后轮驱动的电动小汽车，按图示方法置于两个平板小车上，三者置于水平实验桌上。当小明用遥控器启动小车向前运动后，他看到两个平板小车也开始运动，下列标出平板小车的运动方向正确的是( ) 解析：选C 用遥控器启动小车向前运动，后轮是主动轮顺时针转动，所以左侧平板小车对后轮的摩擦力向右，后轮对左侧平板小车的摩擦力向左；前轮是从动轮，所以右侧平板小车对前轮的摩擦力向左，前轮对右侧平板小车的摩擦力向右。因此左侧小车向左运动，右侧小车向右运动。故C项正确，A、B、D三项错误。 4．[考查力的合成与分解] (2019·苏锡常镇二模)帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力。下列图中能使帆船获得前进动力的是( )精品-2019高考物理二轮复习第1讲力与物体的平衡专题训练
专题04 物体平衡(解析版)
物体的受力(动态平衡)分析及典型例题
高考物理复习专题一力与运动第讲力与物体的平衡提升训练
物体的平衡专题(一)：平衡态受力分析
专题力物体平衡高考试题
练习物体的平衡问题
(江苏专用)2020高考物理二轮复习专题一力与运动第一讲力与物体平衡——课前自测诊断卷【带答案】