1、专题二受力分析共点力平衡来源:Zxxk.Com受力分析来源:Zxxk.Com1概念把指定物体(或研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都分析出来，并画出物体受力的示意图的过程2顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力3步骤检查画出的每一个力能否找出它的施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态，否则，必然发生了漏力、多力或错力现象共点力的平衡共点力力的作用点在物体上的同一点或力的延长线交于一点的几个力叫做共点力，能简化成质点的物体受到的力可以视为共点力平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态(该状态下物体的加速度为零
2、)平衡条件物体受到的合外力为零，即F合0或对平衡条件的理解二力平衡两个力大小相等，方向相反，是一对平衡力三力平衡任意两个力的合力与第三个力等大反向n个力平衡任意n1个力的合力与余下的那个力等大反向1.图231(2014甘肃诊断)如图231，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静靠在竖直墙边，然后释放，它们同时沿墙面向下滑，已知mAmB，则物体B()A只受重力一个力B受到重力和一个摩擦力C受到重力、一个弹力和一个摩擦力D受到重力、一个摩擦力和两个弹力【解析】在竖直方向上A、B两物体都做自由落体运动，故B物体只受重力作用，A对【答案】A2.图232(多选)(2013南京模拟)将一物块分成相等的
3、A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止则()A绳子上的拉力可能为零B地面受到的压力可能为零C地面与物块间可能存在摩擦力DA、B之间可能存在摩擦力【解析】A、B两部分之间的相互作用力大小恰好等于A部分的重力时，绳子拉力为零，故选项A正确；绳子拉力的最大值等于A部分的重力大小，故B部分始终压在地面上，地面受到的压力不会等于零，选项B错误；由于绳子处于竖直状态，A、B之间的相互作用力一定在竖直方向上，物块整体相对于地面无相对运动趋势，故地面与物块之间不会存在摩擦力，选项C错误；绳子的拉力大小小于A部分的重力时，A部分有沿分界面向下运动的趋势
4、，此时A受B沿分界面向上的静摩擦力作用，故选项D正确【答案】AD3如图233所示，人向右匀速推动水平桌面上的长木板，在木板翻离桌面以前，则()图233A木板露出桌面后，推力将逐渐减小B木板露出桌面后，木板对桌面的压力将减小C木板露出桌面后，桌面对木板的摩擦力将减小D推力、压力、摩擦力均不变【解析】在木板翻离桌面以前，由其竖直方向受力分析可知，桌面对木板的支持力等于重力，所以木板所受到的摩擦力不变，又因为长木板向右匀速运动，所以推力等于摩擦力，不变综上所述，选项D正确【答案】D4如图234所示，两个光滑金属球a、b置于一个桶形容器中，两球的质量mamb，对于图中的两种放置方式，下列说法正确的是(
5、)来源:学&科&网图234A两种情况对于容器左壁的弹力大小相同B两种情况对于容器右壁的弹力大小相同C两种情况对于容器底部的弹力大小相同D两种情况两球之间的弹力大小相同【解析】由几何知识可知，两种情况下两球球心的连线互相平行，也就是说，下面小球对上面小球弹力的方向相同上面小球受到的弹力的竖直方向上的分力大小等于重力，水平方向上的分力等于对左壁的弹力，显然a球在上面时对左壁的弹力大，两球之间的弹力也大，A、D两项错误；将两球看做整体分析可知，在同一容器里对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力，所以是b球在下面时对右壁作用力大，而对底部的作用力大小相同，B项错误，C项正确来源:学科网ZXXK【答案】C受力
6、分析的常用方法1.整体法与隔离法整体法隔离法概念将运动状态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注意问题受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用力一般隔离受力较少的物体2.假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其做出存在或不存在的情况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在如图235所示，物体B的上表面水平，当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时，斜面保持静止不动，则下列判断正确的有()图235A物体B的上表面一定是粗糙的B物体B、C
7、都只受4个力作用C物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右D水平面对物体C的支持力小于三物体的重力大小之和【解析】当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时，斜面保持静止不动，A、B、C均处于平衡状态，A受重力、B的支持力作用，A、B没有摩擦力，物体B的上表面可以是粗糙的，也可以是光滑的，A错；B受重力、C施加的垂直斜面的弹力和沿斜面向上的摩擦力以及A的压力作用，取A、B、C为整体，由平衡知水平面对C无摩擦力作用，水平面对C的支持力等于三物体重力大小之和，C受重力、B的压力和摩擦力、水平面的支持力作用，所以B对，C、D错【答案】B受力分析的技巧(1)明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等)，并将
8、其从周围环境中隔离，分析周围物体对它施加的力(2)按顺序找力(一“重”二“弹”三“摩”四“其他”)：首先分析重力，其次分析弹力(弹力个数不多于周围与之接触的物体数)，再次分析摩擦力(摩擦力个数不多于弹力个数)，最后分析其他物体施加的力(不要多力和少力，合力和分力不要重复)(3)画好受力图后，要按顺序检查，防止多力和少力【迁移应用】1. (多选)如图336所示，力F垂直作用在矩形物体B上，矩形物体A靠在倾斜的墙面上，物体A、B接触，均保持静止现增大外力F，两物体仍然静止，则下列说法中正确的是()AA物体受5个力B墙面对A的摩擦力增大CB对A的摩擦力不变来源:Z&xx&k.ComDB物体受4个力图
9、236【解析】对B物体单独分析，受到重力GB、外力F、物体A的弹力FAB，将各力沿垂直于墙面和平行于墙面分解，由物体A静止，处于平衡状态，可知物体A对物体B有平行墙面向上的静摩擦力的作用，大小为GB沿平行墙面方向的分力，故D正确；当F增大时，平行墙面方向上的力不变，静摩擦力仍等于GB沿平行墙面方向的分力，由作用力与反作用力的关系可知B对A的摩擦力不变，C正确；同理，对A、B整体分析可知，整体受到重力GAB、外力F、墙面的弹力N，墙面的静摩擦力(大小等于整体重力沿平行墙面方向的分力)，当F增大时，墙面对A的摩擦力不变，B错误；综上分析可知A物体受重力、墙面的弹力和摩擦力，B物体的弹力和摩擦力共5
10、个力的作用，A正确【答案】ACD平衡条件的应用1.处理平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件力的三角形法对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力图解法在对物体进行受力分析(一般受三个力)的基础上，若满足有一个力大小、方向均不变，另有一个
11、力方向不变时，可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法，图解法也常用于求极值问题.2.处理平衡问题的两点说明(1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法 (2013新课标全国卷)如图237，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F20)由此可求出()A物块的质量B斜面的倾角C物块与斜面间的最大静摩擦力D物块对斜面的正压力图237【解析】当物块所受
12、外力F为最大值F1时，具有向上的运动趋势由平衡条件可得：F1mgsin fm；同理：当物块所受外力F为最小值F2时，具有向下的运动趋势，即F2fmmgsin .联立解得fm，F1F22mgsin ，由于m或斜面的倾角未知，故选项C正确；选项A、B、D错误【答案】C【迁移应用】2. (多选)如图238所示，形状相同的物块A、B，其截面为直角三角形，相对排放在粗糙水平地面上，光滑球体C架在两物块的斜面上，系统处于静止状态已知物块A、B的质量都是M，60，光滑球体C质量为m，则以下说法中正确的是()图238A地面对物块A的摩擦力大小为mgB地面对物块A的摩擦力大小为mgC物块A对球体C的弹力大小为m
13、gD物块A对地面的压力大小为Mgmg【解析】对球体C进行受力分析，如图所示，由平行四边形定则可知，FN1FN2GCmg，选项C错误；对物块A受力分析，如图所示：将FN2进行正交分解得：FxFN2sin 60，fFx，则fmg；故地面对物块A的摩擦力为mg，选项A错误，B正确；FyFN2cos 60，在竖直方向上：FNGAFy，则FNMgmg；由牛顿第三定律可知，物块A对地面的压力大小为Mgmg，选项D正确【答案】BD3.如图239所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()AF
14、1先增大后减小，F2一直减小BF1先减小后增大，F2一直减小CF1和F2都一直减小DF1和F2都一直增大图239【解析】小球受力如图甲所示，因挡板是缓慢转动，所以小球处于动态平衡状态，在转运过程中，此三力(重力、斜面支持力、挡板弹力)组成矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小、方向均不变，斜面对其支持力方向始终不变)，由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小，挡板对小球的弹力先减小后增大，再由牛顿第三定律知B对甲乙【答案】B滑轮模型与死结模型图2310甲中，因为绳上挂的是一个轻质光滑挂钩，它可以无摩擦地滑动(即是“活结”)，所以挂钩两侧的绳(其实是同一根绳)的形变相同，拉力也必然相等图23
15、10乙中，用三根轻绳连接于一点(即“死结”)，三根轻绳中的拉力不相等甲乙图2310如图2311甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体，ACB30；图2311乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上，另一端P通过细绳EP拉住，EP与水平方向也成30角，轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体，g取10 m/s2，求：甲乙图2311(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EP的张力FEP之比；(2)横梁BC对C端的支持力；(3)轻杆HP对P端的支持力【审题指导】(1)图甲中轻绳AD跨过固定的定滑轮，AC、CD两段绳子的拉力大小相等，都等于M1所受的重力的
16、大小(2)图乙中P为“死结”，PQ的拉力等于M2所受重力，EP所受的力和PQ所受的力不相等【解析】题图甲和题图乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的竖直细绳拉力大小等于物体的重力分别以C点和P点为研究对象，进行受力分析如图(a)和(b)所示(a)(b)(1)图(a)中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力FACFCDM1g，图(b)中由FEPsin 30FPQM2g得FEP2M2g，所以.(2)图(a)中，根据几何关系得：FCFACM1g100 N，方向和水平方向成30角斜向右上方(3)图(b)中，根据平衡条件有FEPsin
17、30M2g，FEPcos 30FP所以FPM2g173 N，方向水平向右【答案】(1)12(2)100 N，方向与水平方向成30角斜向右上方(3)173 N，方向水平向右【即学即用】如图2312所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直，杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重量为G的物体BO段细线与天花板的夹角为30，系统保持静止，不计一切摩擦下列说法正确的是()图2312A细线BO对天花板的拉力大小是Ba杆对滑轮的作用力大小是Ca杆和细线对滑轮的合力大小是GDa杆对滑轮的作用力大小是G【解析】细线对天花板的拉力等于物体的重
18、力G；以滑轮为研究对象，两段细线的拉力都是G，互成120，因此合力大小是G，根据共点力的平衡条件，a杆对滑轮的作用力大小也是G，方向与竖直方向成60角斜向右上方；a杆和细线对滑轮的合力大小为零【答案】DA组双基题组1.如图2313所示，在水平力F的作用下，木块A、B保持静止若木块A与B的接触面是水平的，且F0.则关于木块B的受力个数可能是()A3个或4个B3个或5个C4个或5个D4个或6个图2313【解析】木块B一定受重力和A对它的压力；将A、B看作整体，因整体保持静止，所以B一定受斜面的支持力；隔离木块A对其受力分析，因A静止，故A一定受B的静摩擦力，从而B也一定受A的静摩擦力；斜面对木块B
19、的静摩擦力可能有，也可能无综上所述，正确答案为C.【答案】C2. (多选)(2014厦门模拟)A、B两物块如图2314叠放，一起沿固定在水平地面上倾角为的斜面匀速下滑则()AA、B间无摩擦力BB与斜面间的动摩擦因数 tan CA、B间有摩擦力，且B对A的摩擦力对A做负功DB对斜面的摩擦力方向沿斜面向下图2314【解析】选取A为研究对象，对其受力分析可知，物体A除了受到竖直向下的重力GA和垂直A、B接触面向上的弹力FN作用外，肯定还受到平行于A、B接触面指向左上方的摩擦力Ff的作用，如图所示根据受力图可知，B对A的摩擦力Ff与运动方向之间的夹角小于90，所以摩擦力Ff对A做正功，故选项A、C均错
20、误；选取A、B组成的系统为研究对象，该系统始终处于平衡状态，对其受力分析，根据力的平衡条件易得，斜面对整体的滑动摩擦力方向沿斜面向上，根据牛顿第三定律可知B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下，故选项D正确；沿斜面方向有(mAmB)gsin (mAmB)gcos ，解得tan ，故选项B正确【答案】BD3(2014衡水中学调研)如图2315所示，质量为m的物体置于倾角为的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为，先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推力之比为()图2315Acos sin Bcos sin C1ta
21、n D1tan 【解析】第一次推力F1mgsin mgcos ，由F2cos mgsin (mgcos F2sin )，解得第二次推力F2，两次的推力之比cos sin ，选项B正确【答案】BB组高考题组4(2013重庆高考)如图2316所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角.若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()图2316AGBGsin CGcos DGtan 【解析】运用力的平衡条件，可求得椅子对人的作用力选人为研究对象，人受到重力和椅子各部分对他的作用力的合力，根据力的平衡条件可知，椅子对他的作用力的合力与重力等大、反向，故选项A正确【答案】A5
22、. (2013天津高考)如图2317所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是()AFN保持不变，FT不断增大BFN不断增大，FT不断减小CFN保持不变，FT先增大后减小DFN不断增大，FT先减小后增大图2317【解析】推动斜面时，小球始终处于平衡状态，根据共点力的平衡条件解决问题选小球为研究对象，其受力情况如图所示，用平行四边形定则作出相应的“力三角形OAB”，其中OA的大小、方向均不变，AB的方向不变，推动斜面时，
23、FT逐渐趋于水平，B点向下转动，根据动态平衡，FT先减小后增大，FN不断增大，选项D正确【答案】D6(2013山东高考)如图2318所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为()图2318A.4B4 C12D21【解析】这是典型的平衡模型，解题的要点是对两小球进行受力分析、列平衡方程，若取两小球作为一个整体来研究会更方便解法1：分别对两小球受力分析，如图所示FAsin 30FBsin 0FBsin FC0FBFB得FA2FC，即弹簧A、C的伸长量之比为21，选项D正确解法2：将两球作为一个整体，进行受力分析，如图所示由平衡条件知即FA2FC又FAFA，则FA2FC故选项D正确【答案】D版权所有：高考资源网()