《高考物理一轮复习考点全攻关》专题（12）受力分析 共点力的平衡（解析版）

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2021 年高考物理一轮复习考点全攻关
专题（12）受力分析　共点力的平衡（解析版）
专题解读:
1.本专题是本章重要知识和规律的综合，特别是受力分析和平衡条件的应用，是高考的重点和热点．
2．高考对本专题内容的考查主要是在选择题中作为一个考查点出现，但近年在计算题中也作为一个力学
或电学考点命题．
3．用到的相关知识有：受力分析、力的合成与分解、共点力的平衡条件；用到的主要方法有：整体法与
隔离法、合成法、正交分解法等．
命题热点一：物体的受力分析
1．力学中的五种力
种类 大小 方向
重力 G＝mg(不同高度、纬度、星
球，g不同)
竖直向下
弹簧弹力 F＝kx(x为形变量)沿弹簧轴线
静摩擦力 0＜Ff静≤Ffmax 与相对运动趋势方向相反
滑动摩擦力 Ff滑＝μFN与相对运动方向相反
万有引力 F＝G沿质点间的连线
2.受力分析
(1)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)一般步骤
3．整体法与隔离法
整体法 隔离法
概念 将加速度相同的几个物体作为一个整
体来分析的方法
将研究对象与周围物体分隔开来分
析的方法
选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作用
力或系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用力
【例 1】如图 1所示，A、B、C三个物体处于平衡状态，则关于 A、B、C三个物体的受力个数，下列说法
正确的是(　　)
1
图1
A．A物体受到 4个力的作用 B．B物体受到 3个力的作用
C．C物体受到 3个力的作用 D．C物体受到 4个力的作用
【答案】C
解析　物体 C受重力、B的支持力和摩擦力 3个力的作用，选项 C正确，D错误；物体 B受重力、A的支
持力、C的压力和摩擦力 4个力的作用，选项 B错误；把 B、C看成一个整体，物体 A受重力、地面的支
持力以及 B、C整体的压力 3个力的作用，选项 A错误．
【变式 1】如图 2所示，两个质量均为 m的小球通过两根轻弹簧 A、B连接，在水平外力 F作用下，系统处
于静止状态，弹簧实际长度相等．弹簧 A、B的劲度系数分别为 kA、kB，且原长相等．弹簧 A、B与竖直方
向的夹角分别为 θ与45°.设A、B中的拉力分别为 FA、FB.小球直径相比弹簧长度可以忽略，重力加速度为
g.则(　　)
图2
A．tan θ＝ B．kA＝kB C．FA＝mg D．FB＝2mg
【答案】A
解析　对下面的小球进行受力分析，如图甲所示：
根据平衡条件得：F＝mgtan 45°＝mg，FB＝＝mg；
对两个小球整体受力分析，如图乙所示：
根据平衡条件得：tan θ＝，又 F＝mg，解得 tan θ＝，FA＝＝mg，由题意可知两弹簧的形变量相等，则有：
x＝＝，解得：＝＝，故 A正确，B、C、D错误．
命题热点二：静态平衡问题
1．共点力平衡
2
(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动．
(2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0.
(3)常用推论
① 若物体受 n个作用力而处于平衡状态，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．
② 若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形．
2．解题基本思路
确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论．
3．常用的方法
(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用假设法．
(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、图解法等．
【例 2】用卡车运输质量为 m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图 3
所示．两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为 30°和60°.重力加速度为 g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆
筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为 F1、F2，则(　　)
图3
A．F1＝mg，F2＝mg B．F1＝mg，F2＝mg
C．F1＝mg，F2＝mg D．F1＝mg，F2＝mg
【答案】D
解析　分析可知工件受力平衡，对工件受到的重力按照压紧斜面Ⅰ和Ⅱ的效果进行分解如图所示，
结合几何关系可知工件对斜面Ⅰ的压力大小为 F1＝mgcos 30°＝mg、对斜面Ⅱ的压力大小为 F2＝mgsin 30°
＝mg，选项 D正确，A、B、C错误．
【变式 2】如图 4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(　　)
图4
A. B. C．Tsin α D．Tcos α
3
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