第07講 共點(diǎn)力的平衡（課件）-【上好課】2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測（新教材新高考）

教師：XXX2025年高考一輪復(fù)習(xí)講練測新教材新高考新教材新高考第07講共點(diǎn)力的平衡

01考情分析目標(biāo)導(dǎo)航02知識導(dǎo)圖思維引航03考點(diǎn)探究考法突破04真題練習(xí)命題洞見目錄contents01考情分析目標(biāo)導(dǎo)航試題情境生活實(shí)踐類生活中的重力、彈力、摩擦力的平衡，牽引物體、船只、機(jī)器人學(xué)習(xí)探究類斜面以及各類接觸面目標(biāo)要求目標(biāo)一：熟練掌握受力分析的步驟，會靈活應(yīng)用整體法、隔離法并結(jié)合牛頓第三定律進(jìn)行受力分析。目標(biāo)二：理解共點(diǎn)力平衡的條件，會解決共點(diǎn)力平衡問題。2024?山東·高考物理試題

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2023?河北·高考物理試題考情分析考情分析02知識導(dǎo)圖思維引航思維導(dǎo)航共點(diǎn)力的平衡受力分析臨界極值四種方法：整體法、隔離法、狀態(tài)法、轉(zhuǎn)換法平衡狀態(tài)圖解法相似三角形法靈界狀態(tài)解題方法靜態(tài)平衡動態(tài)平衡分析順序：一重、二彈、三摩擦、四其他平衡條件解題方法物體靜止或做勻速直線運(yùn)動F合=0或Fx=0,Fy=0合成法、分解法、三角形法正弦定理或者單位元03考點(diǎn)探究考法突破整體與隔離法考點(diǎn)1靜態(tài)平衡考點(diǎn)2動態(tài)平衡考點(diǎn)3考望瞭點(diǎn)考點(diǎn)4臨界問題整體法將加速度相同的幾個相互關(guān)聯(lián)的物體看作一個整體進(jìn)行受力分析的方法隔離法將所研究的對象從周圍的物體中分離出來，單獨(dú)進(jìn)行受力分析的方法狀態(tài)法受力分析時，若一時不能確定某力是否存在或無法判斷該力的方向，可先分析物體的運(yùn)動狀態(tài)和除此力外物體所受的其他力，根據(jù)其他力與物體的運(yùn)動狀態(tài)是否相符來判斷轉(zhuǎn)換法在受力分析時，若不能確定某力是否存在，則(1)可以轉(zhuǎn)換為分析該力的反作用力，根據(jù)其反作用力是否存在，判斷該力是否存在(2)可以轉(zhuǎn)換為分析與該力相關(guān)的其他研究對象，通過對其他研究對象進(jìn)行受力分析，判斷該力是否存在考點(diǎn)一物體的受力分析知識點(diǎn)1受力分析的四種方法知識點(diǎn)2．受力分析的注意事項(xiàng)(1)不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆。養(yǎng)成按照一定順序?qū)ρ芯繉ο筮M(jìn)行受力分析的習(xí)慣。(2)涉及彈簧彈力時，要注意拉伸或壓縮可能性分析。分析摩擦力時要特別注意摩擦力的方向。(3)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、摩擦力有無及方向的常用方法。(4)善于轉(zhuǎn)換研究對象，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。考點(diǎn)一物體的受力分析知識點(diǎn)3受力分析的一般步驟確定研究對象先分析重力、靜

電力、磁場力和

牽引力等再分析接觸力中的彈力最后分析

摩擦力考點(diǎn)一物體的受力分析方法;整體法、隔離法檢查與研究對象

接觸的周圍物體畫出受力分析圖

考向1應(yīng)用整體法與隔離法處理受力分析問題

A

整體法入手分析2.如圖所示是翠鳥俯沖捕捉小魚的精彩畫面。如果整個俯沖過程翠鳥做加速直線運(yùn)動，用O表示翠鳥，G表示翠鳥受到的重力，F(xiàn)表示空氣對它的作用力，下列四幅圖中能正確表示此過程中翠鳥受力情況的是(

)翠鳥做加速直線運(yùn)動，根據(jù)平行四邊形定則分析可知只有A選項(xiàng)中，重力與F的合力的方向有可能與速度方向相同，B、C、D中合力的方向一定與速度方向有夾角，翠鳥不可能做直線運(yùn)動。所以A正確，B、C、D錯誤?？枷?

應(yīng)用狀態(tài)法解決情境化問題中的受力分析問題A直線運(yùn)動的條件是合外力必須與速度共線?？枷?

應(yīng)用轉(zhuǎn)化法解決疊加體中的受力分析問題

AD

整體法入手分析受力分析的三個技巧(1)不要把研究對象所受的力與研究對象對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、摩擦力的有無及方向的常用方法。(3)善于轉(zhuǎn)換研究對象，尤其是在彈力、摩擦力的方向不易判定的情形中，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?？键c(diǎn)二考點(diǎn)二共點(diǎn)力的靜態(tài)平衡③最后由幾何知識求出兩個分力的大小和方向。知識點(diǎn)1.共點(diǎn)力的平衡(1)平衡狀態(tài)：物體______或做______________。靜止勻速直線運(yùn)動

000(3)常用推論

大小相等、方向相反②若三個共點(diǎn)力的合力為零，則表示這三個力的有向線段首尾相接組成一個______三角形。封閉考點(diǎn)二考點(diǎn)二共點(diǎn)力的靜態(tài)平衡知識點(diǎn)2.求解共點(diǎn)力平衡問題的常用方法(1)合成法：一個力與其余所有力的合力等大反向，常用于非共線三力平衡。

(3)矢量三角形法：把表示三個力的有向線段構(gòu)成一個閉合的三角形，常用于非特殊角的一般三角形。知識點(diǎn)3

多物體的靜態(tài)平衡問題(1).多物體平衡問題的常用解題方法(2).整體法和隔離法的靈活選擇(1)當(dāng)分析相互作用的兩個或兩個以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時，宜用整體法。(2)在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體各部分)間的相互作用時，宜用隔離法。(3)整體法和隔離法不是獨(dú)立的，對一些較復(fù)雜問題，通常需要多次選取研究對象，交替使用整體法和隔離法。考點(diǎn)二考點(diǎn)二共點(diǎn)力的靜態(tài)平衡整體法整體法是指將相互關(guān)聯(lián)的各個物體看成一個整體的方法。整體法的優(yōu)點(diǎn)在于只需要分析整個系統(tǒng)與外界的關(guān)系，避開了系統(tǒng)內(nèi)部繁雜的相互作用。隔離法隔離法是指將某物體從周圍物體中隔離出來，單獨(dú)分析該物體的方法。隔離法的優(yōu)點(diǎn)在于能把系統(tǒng)內(nèi)各個物體所處的狀態(tài)、物體狀態(tài)變化的原因以及物體間的相互作用關(guān)系表達(dá)清楚。

考向1解答靜態(tài)平衡問題的三種常用方法對甲圖中小球受力分析，如圖(1)所示。小球處于平衡狀態(tài)，由合成法可得拉力F1＝mg，F(xiàn)甲＝mg，故A正確，C錯誤；對乙圖中小球受力分析，如圖(2)所示，小球處于平衡狀態(tài)，由合成法可得F2＝mgtan60°＝3mg，F(xiàn)乙＝mgcos60°＝2mg，故B、D錯誤。

方法一合成法A

(1)(2)考向1解答靜態(tài)平衡問題的三種常用方法法二正交分解法對甲圖中小球受力分析，建立坐標(biāo)系，分解F1和F甲，如圖0所示，x軸方向：F1sin60°＝F甲sin60°y軸方向：F1cos60°＋F甲cos60°＝mg聯(lián)立解得F1＝F甲＝mg，故A正確，C錯誤；對乙圖中小球受力分析，建立坐標(biāo)系，分解F乙，如圖(4)所示，x軸方向：F2＝F乙sin60°y軸方向：F乙cos60°＝mg聯(lián)立解得F2＝mg，F(xiàn)乙＝2mg，故B、D錯誤。(3)

(4)

(3)(4)盡量讓多的力落在坐標(biāo)軸上1．合成法：物體受三個共點(diǎn)力的作用而平衡，則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等，方向相反。2．效果分解法：物體受三個共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個力按作用效果分解，則其分力和其他兩個力滿足平衡條件。3.正交分解法：物體受到三個或三個以上共點(diǎn)力的作用而平衡時，將物體所受的力沿互相垂直的方向分解，每個方向上的力都滿足力的平衡條件。2．(2024·德州高三聯(lián)考)如圖所示，一玻璃清潔工人坐在簡易的小木板BC上，通過樓頂?shù)幕喓洼p質(zhì)繩索OA在豎直平面內(nèi)緩慢下降。工人兩腿并攏伸直，腿與豎直玻璃墻的夾角β＝53°，在下降過程中β角保持不變。玻璃墻對腳的作用力始終沿腿方向，小木板BC保持水平且與玻璃墻平行。某時刻輕繩OA與豎直玻璃墻的夾角α＝37°，連接小木板的兩等長輕繩AB、AC的夾角θ＝120°，且與OA在同一傾斜平面內(nèi)。已知工人及工具的總質(zhì)量m＝60kg，小木板的質(zhì)量可忽略不計(jì)。工人在穩(wěn)定且未擦墻時，下列說法正確的是(g取10m/s2)(

)A．從該時刻起，工人在緩慢下移的過程中，腳對墻的作用力增大B．從該時刻起，工人在緩慢下移的過程中，繩OA的彈力增大C．此時若工人不觸碰輕繩，小木板受的壓力大小為360ND．此時若工人不觸碰輕繩，繩AB的張力大小為600N考向1解答靜態(tài)平衡問題的三種常用方法把工人與小木板視為整體(可看作質(zhì)點(diǎn))B考向1解答靜態(tài)平衡問題的三種常用方法受到豎直向下的重力、墻對腳的作用力F1和輕繩OA的拉力F2，處于平衡狀態(tài)，三力可組成力的矢量三角形，如圖甲所示，由于α＝37°，β＝53°，此時若工人不觸碰輕繩，F(xiàn)1＝mgsinα，小木板受的壓力大小等于mg－F1cosβ＝384N，故C錯誤；連接小木板的兩等長輕繩AB、AC的夾角θ＝120°，所以繩AB的張力大小T＝＝480N，D錯誤。工人緩慢下移的過程中，輕繩OA與豎直方向的夾角減小，墻對腳的作用力方向不變，兩力之間的夾角由90°逐漸減小，由圖可知，繩OA的彈力逐漸增大，墻對腳的作用力逐漸減小，由牛頓第三定律可知腳對墻的作用力逐漸減小，故A錯誤，B正確。對受三個共點(diǎn)力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移使三力組成一個首尾依次相接的矢量三角形，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識求解未知力。

考向2應(yīng)用整體法和隔離法解決多物體靜態(tài)平衡問題

D注意A受到的幾個彈力的方向

注意牛頓第三定律的運(yùn)用P與擋板接觸后放開手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)，則說明Q對P有豎直向上的磁力，則Q對P的磁力方向斜向左上方，其大小大于GP，根據(jù)牛頓第三定律可知，P對Q的磁力方向斜向右下方，A、B錯誤；對P和Q的整體受力分析，豎直方向電子秤對Q的支持力大小等于GP＋GQ，即Q對電子秤的壓力大小等于GP＋GQ，C錯誤，D正確?？枷?應(yīng)用整體法和隔離法解決多物體靜態(tài)平衡問題

用手使P的左端與玻璃擋板靠近時，感受到P對手有靠向玻璃擋板的力，即Q對P有水平向左的磁力D處理多物體平衡問題的技巧(1)合理選擇研究對象：在分析兩個或兩個以上物體間的相互作用時，一般采用整體法與隔離法進(jìn)行分析，在使用時有時需要先整體再隔離，有時需要先隔離再整體，交替使用整體法和隔離法。(2)轉(zhuǎn)移研究對象：用隔離法直接分析一個物體的受力情況不方便時，可轉(zhuǎn)移研究對象，先隔離分析相互作用的另一個物體的受力情況，再根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力情況。

考向3立體空間共點(diǎn)力的平衡問題

B三根繩子對稱，在水平方向抵消，取豎直方向分力。

考向3立體空間共點(diǎn)力的平衡問題對滑塊受力分析，以沿斜面和垂直于斜面方向建立坐標(biāo)軸

B

考點(diǎn)三動態(tài)平衡問題知識點(diǎn)1

動態(tài)平衡問題的常見類型動態(tài)平衡是指物體的受力狀態(tài)緩慢發(fā)生變化，但在變化過程中，每一個狀態(tài)均可視為平衡狀態(tài)。常用方法：圖解法、解析法、相似三角形法、輔助圓法、正弦定理法。1.“一力恒定，另一力方向不變”的動態(tài)平衡問題(1)一個力恒定，另一個力始終與恒定的力垂直，三力可構(gòu)成直角三角形，可作不同狀態(tài)下的直角三角形，分析力的大小變化，如圖甲所示。(2)一力恒定，另一力與恒定的力不垂直但方向不變，作出不同狀態(tài)下的矢量三角形，確定力大小的變化，在變化過程中恒力之外的兩力垂直時，會有極值出現(xiàn)，如圖乙所示?？键c(diǎn)三動態(tài)平衡問題2.“一力恒定，另兩力方向均變化”的動態(tài)平衡問題一力恒定(如重力)，其他二力的方向均變化，但二力分別與繩子、兩物體重心連線方向等平行，即三力構(gòu)成的矢量三角形與繩長、半徑、高度等實(shí)際幾何三角形相似，則對應(yīng)邊比值相等?；臼噶繄D，如圖所示

3.一力恒定，另外兩力方向均變化，但兩力方向夾角保持不變的動態(tài)平衡問題利用正弦定理或利用輔助圓，恒力為圓的一條弦，恒力所對應(yīng)角的頂點(diǎn)在圓上移動，可保持圓心角不變，根據(jù)不同位置判斷各力的大小變化。考點(diǎn)三動態(tài)平衡問題知識點(diǎn)2

解決動態(tài)平衡常用方法1.解析法

對研究對象進(jìn)行受力分析，先畫出受力示意圖，再根據(jù)物體的平衡條件，得到因變量與自變量的關(guān)系表達(dá)式(通常要用到三角函數(shù))，最后根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。2.圖解法此法常用于求解三力平衡且有一個力是恒力、另有一個力方向不變的問題。一般按照以下流程解題：3.相似三角形法

在三力平衡問題中，如果有一個力是恒力，另外兩個力方向都變化，且題目給出了空間幾何關(guān)系，多數(shù)情況下力的矢量三角形與空間幾何三角形相似，可利用相似三角形對應(yīng)邊成比例進(jìn)行計(jì)算。受力分析畫不同狀態(tài)下的平衡圖確定力的變化化動為靜靜中求動考點(diǎn)三動態(tài)平衡問題4.做題流程受力分析畫不同狀態(tài)下的平衡圖構(gòu)造矢量三角形確定力的變化化動為靜靜中求動定量計(jì)算定性分析根據(jù)矢量三角形邊長關(guān)系確定矢量大小變化三角函數(shù)關(guān)系正弦定理找關(guān)系求極值相似三角形

考向1應(yīng)用解析法解決動態(tài)平衡問題D

以小環(huán)O為對象，由于小環(huán)O兩側(cè)輕繩1的張力大小總是相等，則小環(huán)O兩側(cè)輕繩1的張力合力沿∠MON平分線，根據(jù)受力平衡可知，輕繩2的延長線始終平分∠MON，故B正確

考向1應(yīng)用解析法解決動態(tài)平衡問題2.(2024·昆明高三“三診一模”)果農(nóng)設(shè)計(jì)分揀橙子的簡易裝置如圖所示。兩細(xì)桿間上窄下寬、與水平地面所成的夾角相同。橙子從裝置頂端由靜止釋放，大小不同的橙子會在不同位置落到不同的水果筐內(nèi)。橙子可視為球體，假設(shè)細(xì)桿光滑，不考慮橙子轉(zhuǎn)動帶來的影響。某個橙子從靜止開始下滑到離開細(xì)桿的過程中，受到每根細(xì)桿的支持力(

)AA.變大

B.變小

C.不變

D.無法確定

根據(jù)對稱性可知，兩個細(xì)桿對橙子的支持力大小相等，方向均垂直于細(xì)桿且過橙子的重心1.對研究對象進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖。2.根據(jù)物體的平衡條件列式，得到因變量與自變量的關(guān)系表達(dá)式(通常要用到三角函數(shù))。3.根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。

考向2應(yīng)用圖解法解決動態(tài)平衡問題對貨物A受力分析，其動態(tài)圖如圖所示:貨物緩慢向上移動，則拉力方向與豎直方向的夾角減小，由圖可知，繩子的拉力越來越大。同時，玻璃棚對貨物的支持力變小，由牛頓第三定律知，貨物A對玻璃棚的壓力越來越小。故C項(xiàng)正確。

CA.貨物A對玻璃棚的壓力不變

B.貨物A對玻璃棚的壓力越來越大C.繩子的拉力越來越大

D.繩子的拉力越來越小

考向2應(yīng)用圖解法解決動態(tài)平衡問題

CA.力F先變大后變小

B.地面對斜面體的支持力一直變大C.地面對斜面體的摩擦力一直變小

D.斜面體對小球的支持力一直變大作出小球受力的矢量三角形

考向3應(yīng)用相似三角形法解決動態(tài)平衡問題

A

小球受重力、輕繩的拉力和輕桿的支持力，由于平衡，三個力可以構(gòu)成矢量三角形，如圖所示。

考向3應(yīng)用相似三角形法解決動態(tài)平衡問題

C

小球沿圓環(huán)緩慢上移可看成小球始終受力平衡，對小球進(jìn)行受力分析，作出受力示意圖

考向4應(yīng)用矢量圓法(正弦定理法)解決動態(tài)平衡問題

BA.右手對鉛球的彈力增大

B.右手對鉛球的彈力先增大后減小C.左手對鉛球的彈力增大

D.左手對鉛球的彈力先增大后減小方法一:矢量圓法以鉛球?yàn)檠芯繉ο笫苤亓、右手對鉛球的彈力為F1和左手對鉛球的彈力為F2，受力分析如圖所示

考點(diǎn)四

平衡中的臨界與極值問題知識點(diǎn)1.臨界、極值問題特征(1)臨界問題：當(dāng)某物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語言敘述。①由靜止到運(yùn)動，摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力。

(2)極值問題：平衡物體的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值?？键c(diǎn)四

平衡中的臨界與極值問題知識點(diǎn)2.解決極值和臨界問題的三種方法極限法正確進(jìn)行受力分析和變化過程分析，找到平衡的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn)；臨界條件必須在變化中尋找，不能在一個狀態(tài)上研究臨界問題，要把某個物理量推向極大或極小數(shù)學(xué)分析法通過對問題的分析，根據(jù)平衡條件列出物理量之間的函數(shù)關(guān)系(畫出函數(shù)圖像)，用數(shù)學(xué)方法求極值(如求二次函數(shù)極值、公式極值、三角函數(shù)極值)物理分析法根據(jù)平衡條件，作出力的矢量圖，通過對物理過程的分析，利用平行四邊形定則進(jìn)行動態(tài)分析，確定最大值和最小值考向1應(yīng)用物理分析法解決平衡中的臨界極值問題

選定研究對象作出力的矢量圖，若只