新高考物理一輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)練習(xí)難點(diǎn)03 受力分析　共點(diǎn)力平衡（原卷版）

難點(diǎn)03受力分析共點(diǎn)力平衡一、受力分析1．受力分析的一般步驟2．整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來(lái)分析的方法將研究對(duì)象與周圍物體分隔開(kāi)來(lái)分析的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力或求系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力3.受力分析的三個(gè)技巧(1)不要把研究對(duì)象所受的力與研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力混淆．(2)除了根據(jù)力的性質(zhì)和特點(diǎn)進(jìn)行判斷，假設(shè)法是判斷彈力、摩擦力有無(wú)及方向的常用方法．(3)善于轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，尤其是彈力、摩擦力的方向不易判定的情形，可以分析與其接觸物體的受力，再應(yīng)用牛頓第三定律判定．【例1】（2019·浙江·高三階段練習(xí)）如圖所示，一個(gè)圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上有一個(gè)小物體在隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。分析小物體受到的力，下列說(shuō)法正確的是（）A．重力和支持力 B．重力和靜摩擦力C．重力、支持力和靜摩擦力 D．重力、支持力、靜摩擦力和向心力【例2】(2022·湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)高三月考)如圖所示，a、b兩個(gè)小球穿在一根粗糙的固定桿上(球的小孔比桿的直徑大)，并且通過(guò)一條細(xì)繩跨過(guò)定滑輪連接．已知b球質(zhì)量為m，桿與水平面成θ角，不計(jì)滑輪的一切摩擦，重力加速度為g.當(dāng)兩球靜止時(shí)，Oa段繩與桿的夾角也為θ，Ob段繩沿豎直方向，則下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)一定受到4個(gè)力的作用B．b只可能受到2個(gè)力的作用C．繩子對(duì)a的拉力有可能等于mgD．a(chǎn)的質(zhì)量一定為mtanθ二、共點(diǎn)力的平衡條件及應(yīng)用1．共點(diǎn)力的平衡(1)平衡狀態(tài)：物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)．(2)平衡條件：F合＝0或Fx＝0，F(xiàn)y＝0.(3)常用推論①若物體受n個(gè)作用力而處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個(gè)力與其余(n－1)個(gè)力的合力大小相等、方向相反．②若三個(gè)共點(diǎn)力的合力為零，則表示這三個(gè)力的有向線段首尾相接組成一個(gè)封閉三角形．2．處理共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的基本思路確定平衡狀態(tài)(加速度為零)→巧選研究對(duì)象(整體法或隔離法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作討論．1.求解共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的常用方法：（1）．合成法：一個(gè)力與其余所有力的合力等大反向，常用于非共線三力平衡．（2）．正交分解法：Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0，常用于多力平衡．（3）．矢量三角形法，把表示三個(gè)力的有向線段構(gòu)成一個(gè)閉合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形．2.單個(gè)物體受到三個(gè)力平衡，通常采用合成法，三個(gè)力構(gòu)成矢量三角形求解；單個(gè)物體受到四個(gè)及以上的力，通常采用正交分解法求解，建立坐標(biāo)系應(yīng)使盡可能多的力與坐標(biāo)軸重合，使需要分解的力盡可能少．【例3】（2022·寧夏·銀川一中模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，豎直墻壁O處用光滑鉸鏈鉸接一輕質(zhì)桿的一端，桿的另一端固定小球（可以看成質(zhì)點(diǎn)），輕繩的一端懸于P點(diǎn)，另一端與小球相連。已知輕質(zhì)桿長(zhǎng)度為R，輕繩的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，且R<L<2R。A、B是墻上兩點(diǎn)，且OA=OB=R?，F(xiàn)將輕繩的上端點(diǎn)P沿墻壁緩慢下移至A點(diǎn)，此過(guò)程中輕繩對(duì)小球的拉力F1及輕質(zhì)桿對(duì)小球的支持力F2的大小變化情況為（）A．F1和F2均增大 B．F1保持不變，F(xiàn)2先增大后減小C．F1和F2均減小 D．F1先減小后增大，F(xiàn)2保持不變【例4】（2022·四川·遂寧安居育才卓同國(guó)際學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，輕繩MN的兩端固定在水平天花板上，物體m1系在輕繩MN的某處，懸掛有物體m2的光滑輕滑輪跨在輕繩MN上。系統(tǒng)靜止時(shí)的幾何關(guān)系如圖。則m1與m2的質(zhì)量之比為（）A．1：1 B．1：2 C．1：SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0：2【例5】（2022·安徽·合肥市第六中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，橫截面為直角三角形的斜劈A與光滑的小球B放置在水平面與粗糙的豎直墻壁之間，斜劈A的一個(gè)底面與墻壁接觸，其斜面緊靠小球B。水平向右指向球心的力F作用在B上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)F減小時(shí)，系統(tǒng)仍保持靜止。則下列說(shuō)法正確的是（）A．墻面對(duì)斜劈A的摩擦力可能增大B．斜劈A對(duì)豎直墻壁的壓力可能增大C．斜劈A所受合力減小D．小球B對(duì)地面的壓力一定不變【例6】（2022·全國(guó)·高三課時(shí)練習(xí)）如圖所示，在豎直放置的穹形支架上，一根長(zhǎng)度不變且不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)輕質(zhì)光滑滑輪懸掛一重物G?，F(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點(diǎn)，另一端從B點(diǎn)沿支架緩慢地向C點(diǎn)靠近（C點(diǎn)與A點(diǎn)等高）。則在此過(guò)程中繩中拉力大?。ǎ〢．先變大后不變 B．先變大后變小C．先變小后不變 D．先變小后變大一、單選題1.（2022·廣東·潮州市湘橋區(qū)鐵鋪中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，兩輕彈簧a、b懸掛一小鐵球處于平衡狀態(tài)，a、b彈簧均與豎直方向成30°角，a、b的勁度系數(shù)分別為k1、k2.則兩彈簧的伸長(zhǎng)量x1與x2之比為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．2SKIPIF1<0 D．2SKIPIF1<02．（2022·遼寧·高考真題）如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。蛛絲SKIPIF1<0與豎直方向夾角分別為SKIPIF1<0。用SKIPIF1<0分別表示SKIPIF1<0的拉力，則（）A．SKIPIF1<0的豎直分力大于SKIPIF1<0的豎直分力 B．SKIPIF1<0的豎直分力等于SKIPIF1<0的豎直分力C．SKIPIF1<0的水平分力大于SKIPIF1<0的水平分力 D．SKIPIF1<0的水平分力等于SKIPIF1<0的水平分力3．（2022·河北·高考真題）如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的SKIPIF1<0點(diǎn)，將木板以底邊SKIPIF1<0為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中（）A．圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大B．圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小C．兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小D．兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變4.（2022·湖南岳陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，質(zhì)量為SKIPIF1<0的物塊A靜置于水平臺(tái)面上，質(zhì)量為SKIPIF1<0的半球體C靜置于水平地面上，質(zhì)量為m的光滑小球B（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在半球體C上，P點(diǎn)為三根輕繩PA、PB、PO的結(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)在圖示位置處于靜止?fàn)顟B(tài)，P點(diǎn)位于半球體球心的正上方，PO豎直，PA水平，PB剛好與半球體相切且與豎直方向的夾角SKIPIF1<0。已知物塊A與臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，重力加速度大小為g，則（）A．繩SKIPIF1<0的拉力大小為SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0受到的摩擦力大小為SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0受到的摩擦力大小為SKIPIF1<0D．地面對(duì)SKIPIF1<0的支持力大小為SKIPIF1<05．（2022·湖北·襄陽(yáng)五中模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球用兩根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線OA和OB連接后掛在天花板和墻上，AOM水平，OB傾斜，ON豎直，A、B、O、M、N各點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)?，F(xiàn)對(duì)小球施加一大小恒定、方向由OM逐漸變化至ON方向的力F，則此過(guò)程中，兩細(xì)線上的拉力大小變化情況為（）A．細(xì)線OA上的拉力先增大后減小B．細(xì)線OA上的拉力一直減小C．細(xì)線OB上的拉力先增大后減小D．細(xì)線OB上的拉力一直減小6．（2021·河北·衡水市第十四中學(xué)高三階段練習(xí)）如圖所示，半徑相同、質(zhì)量分布均勻的圓柱體E和半圓柱體M靠在一起，E、M之間無(wú)摩擦力，E的重力為G，M下表面粗糙，E、M均靜止在水平地面上，現(xiàn)過(guò)E的軸心施以水平作用力F，可緩慢地將E拉離平面一直滑到M的頂端，整個(gè)過(guò)程中，M始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)該過(guò)程的分析，下列說(shuō)法不正確的是（）A．地面所受M的壓力不變B．地面對(duì)M的摩擦力逐漸增大C．開(kāi)始時(shí)拉力F最大，且為SKIPIF1<0G，以后逐漸減小為0D．E、M間的壓力開(kāi)始時(shí)最大，且為2G，以后逐漸減小到G二、多選題7．（2022·遼寧·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在光滑水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)給物塊A施加一個(gè)水平向左的拉力，物塊A和B仍保持相對(duì)靜止一起向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（

）A．物塊B對(duì)A的摩擦力方向水平向左 B．物塊B受到的摩擦力大小等于FC．物塊A和B各受到四個(gè)力的作用 D．物塊B對(duì)物塊A的支持力是由于物塊B形變引起的8．（2021·全國(guó)·高三專題練習(xí)）如圖所示，兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45°，日光燈保持水平，所受重力為G。則（）A．兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小等于GB．兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力C．兩繩的拉力大小均為SKIPIF1<0GD．兩繩的拉力大小均為SKIPIF1<09．（2022·廣東汕頭·二模）圖甲為小張站在階梯電梯上隨電梯勻速上行，圖乙為小李站在斜面電梯上隨電梯勻速下行，下列說(shuō)法正確的是（）A．階梯電梯對(duì)小張沒(méi)有摩擦力作用B．斜面電梯對(duì)小李沒(méi)有摩擦力作用C．階梯電梯對(duì)小張的作用力方向豎直向上D．斜面電梯對(duì)小李的作用力方向豎直向上10．（2022·福建·模擬預(yù)測(cè)）如圖，懸掛甲物體的細(xì)線拴牢在一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩上O點(diǎn)處；繩的一端通過(guò)光滑的定滑輪與物體丙相連，另一端通過(guò)光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量相等。系統(tǒng)平衡時(shí)，O點(diǎn)兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若β=55°，則（）A．α>β B．α<β C．丙的質(zhì)量小于甲的質(zhì)量 D．丙的質(zhì)量大于甲的質(zhì)量三、解答題11．（2022·全國(guó)·高三專題練習(xí)）如圖所示，質(zhì)量為M的木楔傾角為SKIPIF1<0，在水平面上保持靜止，當(dāng)將一質(zhì)量為m的木塊放在木楔斜面上時(shí)，它正好勻速下滑。如果用與木楔斜面成SKIPIF1<0角的力F拉著木塊，木塊能勻速上升，已知木楔在整個(gè)過(guò)程中始終靜止。（1）當(dāng)SKIPIF1<0為多大時(shí)，F(xiàn)有最小值，求此時(shí)SKIPIF1<0的大小及F的最小值；（2）當(dāng)SKIPIF1<0＝SKIPIF1<0時(shí)，木楔對(duì)水平面的摩擦力是多大？12．（2022·福建·漳州立人學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，輕桿的上端可繞光滑鉸鏈O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，小球固定在輕桿上SKIPIF1<0點(diǎn)，用細(xì)繩連接小物塊與小球，繩子穿過(guò)鉸鏈正下方的小孔P，現(xiàn)用手沿繩方向拉住小球，使小球和物塊保持靜止，此時(shí)SKIPIF1<0，SKIPIF1