《高三物理备考》2.力学中的平衡问题
力学中的平衡问题
打卡： 2020
高考物理备考第
2
小时 编写：陈庆威
第一步：【知识方法】
一、静态平衡
1．共点力作用下物体的平衡条件：物体处于平衡状态 (静止或匀速直线运
动)时，作用在物体上所有力的合力为零．
2．三力平衡：如果物体仅受三个力作用而处于平衡状态，则其中任意两个
力的合力与第三个力大小相等、方向相反．
3．多力平衡：任一方向上合力为零；建立直角坐标系后，两个坐标轴上的
合力均为零．
二、动态平衡
1．问题的特点
通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体状态在变化过
程中可认为其速度、加速度均为零，始终处于平衡状态，这种平衡称为动态平
衡。
2．解题常用方法
(1)“解析法”：如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析
法，建立平衡方程，根据自变量的变化确定因变量的变化。
(2)“图解法”：如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均
不变，并且还有另一个力的方向不变，此时可用图解法，画出不同状态下力的
矢量图，判断各个力的变化情况。
(3)“相似三角形法”：此法是图解法的特例，一般研究对象受绳(杆)或其
他物体的约束，且物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不变，
1
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。
(4)“矢量圆”：该情况试题的特点是已知两个力的合力和夹角一定，求两
个力的变化情况。
第二步：【例题精选】
【例题 1】（2020·全国高三）岳阳某些农村一大家人过春节时常用简易灶做
菜，如图甲所示，将一个球形铁锅用三个轻小石块支起用柴火烧菜，铁锅边缘
水平，小石块成正三角形放在水平灶台上，石块到铁锅球心的连线与竖直方向
的夹角均成 30°，已知锅与菜的总质量为 9kg，不计铁锅与石块间的摩擦，重力
加速度 g=10m/s2，则下列说法正确的是
A．灶台对每个石块的作用力均竖直向上
B．灶台受到每个石块的压力为 90N
C．每个石块与铁锅之间的弹力大小为
D．灶台对每个石块的摩擦力为 10N
【例题 2】(2019·江西)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
【例题 3】(2019·武汉)两个质量均为
m
的
A
、
B
小球用轻杆连接，
A
球与固定
在斜面上的光滑竖直挡板接触，
B
球放在倾角为
θ
的斜面上，
A
、
B
均静止，
B
球没有滑动趋势，则
A
球对挡板的压力大小为(重力加速度为
g
)( )
2
A．
mg
tan
θ
B．
C． D．2
mg
tan
θ
【例题 4】（2020·全国高三）如图所示，在水平放置 的
木棒上的 M、N两点，系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小金属
环。现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度，则关于轻绳对 M、N两点
的拉力F1、F2的变化情况，下列判断正确的是
A．F1和F2都变大 B．F1变大，F2变小
C．F1和F2都变小 D．F1变小，F2变大
【例题 5】(多选)(2017·全国卷Ⅰ·T21)如图所示，柔软轻绳
ON
的一端
O
固
定，其中间某点
M
拴一重物，用手拉住绳的另一端
N
。初始时，
OM
竖直且
MN
被
拉直，
OM
与
MN
之间的夹角为
α
。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角
α
不变。在
OM
由竖直被拉到水平的过程中( )
A．
MN
上的张力逐渐增大
B．
MN
上的张力先增大后减小
C．
OM
上的张力逐渐增大
D．
OM
上的张力先增大后减小
【例题 6】（2019·河南高三）如图所示，圆弧面AB 与倾角为 的斜面BC 固定
在水平面上，质量为 m的物块与质量分布均匀的大球 O通过绕过定滑轮的轻绳
和与斜面平行的轻弹簧连接，弹簧的劲度系数为k，系统处于静止状态时，滑
轮左侧的轻绳恰好沿水平方向，OO′与水平面夹角为 α.重力加速度大小为 g，不
计一切摩擦.求：
(1)弹簧的伸长量x；
(2)圆弧面AB 对大球 O的弹力 F的大
3
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