《【临门一脚】高考物理三轮冲刺过关》预测02 受力分析与力的动态平衡问题 （解析版）

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2021 年高考物理【临门一脚】（全国通用）
预测 02 受力分析与力的动态平衡问题
概率预测 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆
题型预测 选择题☆ ☆ ☆ ☆ 计算题☆
考向预测
本专题命题重点是力的动态平衡；通过情境紧密联系生活，围绕物
理学科核心素养，考查考生从实际问题中构建物理模型的能力。一
般需要利用整体法和隔离法进行受力分析，题型一般为选择题。
1、解析法的应用
此法常用于可以较简捷列出平衡条件方程的情况或者正交分解的情况
（1）先受力分析，得出物体受哪几个力而处于平衡状态。
（2）建立直角坐标系，正交分解力，列平衡条件方程，或在力的三角形中结合三角形知
识列平衡条件方程。
（3）分析方程中的变量有哪些，分析题目信息得到这些物理量是如何变化的。
（4）把分析得到的变化的物理量代入方程，得到平衡条件下的受力动态变化情况。
2、图解法的应用
此处常用于物体受三个力作用，其中一个力大小、方向不变，另一个力的方向不变的情景 ，
思路如下：
（1）先受力分析，得出物体受几个力而处于平衡状态。
（2）分析题目给出的信息，判断物体受力的变化方式。
（3）把受力对应到几何图形中结合几何知识分析。
3、三角形相似法的应用
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，从几何形状来看，有
一个边大小不变，方向改变，还有一个边的大小、方向均不变。且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。
1、解决动态平衡问题的一般思路
化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值.
1
2、三力作用下动态平衡
3、四力作用下动态平衡
（1）在四力平衡中，如果有两个力为恒力，或这两个力的合力方向确定，为了简便可用
这两个力的合力代替这两个力，转化为三力平衡，例如：
如图，qE<mg，把挡板缓慢转至水平的过程中，可以用重力与电场力的合力 mg－qE 代替
重力与电场力.
如图，物体在拉力 F作用下匀速运动，改变 θ大小，求拉力的最小值，可以用支持力与摩
擦力的合力 F′代替支持力与摩擦力.（tan θ＝μ）
（2）对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法.
1．(多选)（2019·全国高考真题）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑
定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块 N．另一端与斜面上的物块 M相连，系统处于
静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动 N，直至悬挂 N的细绳与竖直方向成 45°．已知
M始终保持静止，则在此过程中（　　）
A．水平拉力的大小可能保持不变
B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
2
D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【答案】 BD
【解析】
如图所示，以物块 N为研究对象，它在水平向左拉力 F作用下，缓慢向左移动直至细绳与
竖直方向夹角为 45°的过程中，水平拉力 F逐渐增大，绳子拉力 T逐渐增大；
对M受力分析可知，若起初 M受到的摩擦力 f沿斜面向下，则随着绳子拉力 T的增加，则
摩擦力 f也逐渐增大；若起初 M受到的摩擦力 f沿斜面向上，则随着绳子拉力 T的增加，
摩擦力 f可能先减小后增加．故本题选 BD．
2．(多选)（2017·全国高考真题）如图，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
【答案】 AD
【解析】
以重物为研究对象，受重力 mg，OM 绳上拉力 F2，MN 上拉力 F1，由题意知，三个力合力
始终为零，矢量三角形如图所示，
3
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