1、力与运动力与运动高考物理复习：力与物体的平衡高考物理复习：力与物体的平衡1(多选多选)(2019全国卷全国卷，19)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端如图，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，另一端与斜面上的物块块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，直至悬挂N的的细绳与竖直方向成细绳与竖直方向成45。已知。已知M始终保持静止，则在此过程中始终保持静止，则在此过程中()A水平拉力的大小可能保持不变水
2、平拉力的大小可能保持不变BM所受细绳的拉力大小一定一直增加所受细绳的拉力大小一定一直增加CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加所受斜面的摩擦力大小一定一直增加DM所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加BD 解析解析A错，错，B对：选对：选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动缓慢拉动N的过程中，水平拉力的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大。逐渐增大。C错，错，D对：对于对：对于M，受重力，受重力GM、支持力、支持力FN、绳的拉力、绳的拉力T以及斜面对它的摩擦力以及斜面对它
3、的摩擦力f。如图。如图乙所示，若开始时斜面对乙所示，若开始时斜面对M的摩擦力的摩擦力f沿斜面向上，则沿斜面向上，则TfGMsin，T逐渐增逐渐增大，大，f逐渐减小，当逐渐减小，当f减小到零后，再反向增大。若开始时斜面对减小到零后，再反向增大。若开始时斜面对M的摩擦力沿斜的摩擦力沿斜面向下，此时，面向下，此时，TGMsinf，当，当T逐渐增大时，逐渐增大时，f逐渐增大。逐渐增大。甲甲 乙乙 A D 4(2019天津卷，天津卷，2)2018年年10月月23日，港珠澳跨海大桥正式开通。为保持日，港珠澳跨海大桥正式开通。为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索以往船行习惯，在航道处建造了单面索(所有钢
4、索均处在同一竖直面内所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，斜拉桥，其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是()A增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布C解析解析A错：索塔对钢索竖直向上的作用
5、力跟钢索和桥体整体的重力平错：索塔对钢索竖直向上的作用力跟钢索和桥体整体的重力平衡。增加钢索数量，其整体重力变大，故索塔受到的压力变大。衡。增加钢索数量，其整体重力变大，故索塔受到的压力变大。B错：若索塔高错：若索塔高度降低，则钢索与竖直方向夹角度降低，则钢索与竖直方向夹角将变大，由将变大，由TcosG可知，钢索拉力可知，钢索拉力T将变将变大。大。C对：两侧拉力对称，合力一定在夹角平分线上，即竖直向下。对：两侧拉力对称，合力一定在夹角平分线上，即竖直向下。D错：若钢错：若钢索非对称分布，但其水平方向的合力为索非对称分布，但其水平方向的合力为0，合力仍竖直向下。，合力仍竖直向下。C 解析解析对气
6、球，受力分析如图所示，将绳的拉力对气球，受力分析如图所示，将绳的拉力T分解，在水平方向：风分解，在水平方向：风对气球的作用力大小对气球的作用力大小FTsin，选项，选项C正确。正确。1受力分析的基本步骤和技巧受力分析的基本步骤和技巧(1)步骤步骤明确研究对象明确研究对象(如一个点、一个物体或一个系统如一个点、一个物体或一个系统)，并将其隔离，分析周围，并将其隔离，分析周围物体对它施加的力。物体对它施加的力。按顺序找力：首先重力，其次弹力按顺序找力：首先重力，其次弹力(个数不多于周围与之接触的物体个个数不多于周围与之接触的物体个数数)，再次摩擦力，再次摩擦力(个数不多于弹力个数不多于弹力)，最后
7、分析电磁力。，最后分析电磁力。受力分析物体的平衡受力分析物体的平衡 核核 心心 知知 识识(2)技巧技巧善于转换研究对象，尤其是对摩擦力不易判定的情形，可以借助相接触善于转换研究对象，尤其是对摩擦力不易判定的情形，可以借助相接触物体的受力判定，再应用牛顿第三定律。物体的受力判定，再应用牛顿第三定律。假设法是判断弹力、摩擦力的存在及方向的基本方法。假设法是判断弹力、摩擦力的存在及方向的基本方法。2处理平衡问题的基本思路处理平衡问题的基本思路【典例【典例1】(多选多选)(2019山东省青岛市模拟山东省青岛市模拟)如图，固定在地面上的带凹槽如图，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成的长直杆与水平面
8、成30角，轻质环角，轻质环a套在杆上，置于凹槽内质量为套在杆上，置于凹槽内质量为m的小的小球球b通过一条细绳跨过固定定滑轮与环通过一条细绳跨过固定定滑轮与环a连接。连接。a、b静止时，细绳与杆间的夹角静止时，细绳与杆间的夹角为为30，重力加速度为，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是，不计一切摩擦，下列说法正确的是()BD 典典 例例 探探 究究在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，若物体受到三力处于平解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解
9、，若物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据几衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据几何关系列式求解。何关系列式求解。1(多选多选)(2019河北省张家口市模拟河北省张家口市模拟)如图所示，将一质量为如图所示，将一质量为m可视为质点可视为质点的物块置于固定水平桌面上，物块与桌面之间的动摩擦因数为的物块置于固定水平桌面上，物块与桌面之间的动摩擦因数为0.75。现用跨过。现用跨过轻质定滑轮的细线拉动物块，使物块从细线与水平方向成轻质定滑轮的细线拉动物块，使物块从细线与水平方向成30的位置运动到细的位置运动到细线与水平方向成线与
10、水平方向成45的位置，运动过程中物块始终保持匀速直线运动。若重力的位置，运动过程中物块始终保持匀速直线运动。若重力加速度为加速度为g，sin370.6，cos370.8，细线与定滑轮之间的摩擦力不计，则，细线与定滑轮之间的摩擦力不计，则细线拉力细线拉力F和物块与桌面之间摩擦力和物块与桌面之间摩擦力Ff大小变化范围正确的是大小变化范围正确的是()类类 题题 演演 练练 AD 整体法和隔离法的应用技巧整体法和隔离法的应用技巧(1)不涉及系统内力时，优先考虑应用整体法，即不涉及系统内力时，优先考虑应用整体法，即“能整体、不隔离。能整体、不隔离。”(2)同样应用同样应用“隔离法隔离法”，也要先隔离，也
11、要先隔离“简单简单”的物体，如待求量少、或受的物体，如待求量少、或受力少、或处于两端处的物体。力少、或处于两端处的物体。(3)将将“整体法整体法”与与“隔离法隔离法”有机结合、灵活应用。有机结合、灵活应用。(4)各各“隔离体隔离体”间的关联力，表现为作用力与反作用力，对整体系统则是间的关联力，表现为作用力与反作用力，对整体系统则是内力。内力。整体法与隔离法在静态平衡中的应用整体法与隔离法在静态平衡中的应用 核核 心心 知知 识识【典例【典例2】(2019山东省济宁市模拟山东省济宁市模拟)如图所示，质量为如图所示，质量为m的长木板放在水的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力平地面
12、上，站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子，三者都保持静止。人和推箱子，三者都保持静止。人和箱子的质量也均为箱子的质量也均为m，重力加速度为，重力加速度为g。下列说法正确的是。下列说法正确的是()A人对长木板的压力大小为人对长木板的压力大小为mgB长木板对地面的压力大于长木板对地面的压力大于3mgC箱子受到的摩擦力的方向水平向左箱子受到的摩擦力的方向水平向左D地面对长木板的摩擦力的方向水平向左地面对长木板的摩擦力的方向水平向左C 典典 例例 探探 究究解析解析人用斜向下的力推箱子，对人受力分析：受重力和木板的支持力，人用斜向下的力推箱子，对人受力分析：受重力和木板的支持力，箱子的支持力斜向左上
13、箱子的支持力斜向左上(推力的反作用力推力的反作用力)，木板对人摩擦力，人在竖直方向受力，木板对人摩擦力，人在竖直方向受力平衡有：箱子的竖直分力和木板的支持力的合力等于人的重力，故木板的支持平衡有：箱子的竖直分力和木板的支持力的合力等于人的重力，故木板的支持力小于力小于mg，根据牛顿第三定律知人对木板的压力小于，根据牛顿第三定律知人对木板的压力小于mg；故；故A错误；对三个物错误；对三个物体整体受力分析：受重力和支持力，根据平衡条件，支持力等于重力；根据牛体整体受力分析：受重力和支持力，根据平衡条件，支持力等于重力；根据牛顿第三定律，支持力等于压力；故压力等于重力，为顿第三定律，支持力等于压力；
14、故压力等于重力，为3mg；故；故B错误；人用力错误；人用力F向右推箱子，对箱子受力分析：受推力、重力、支持力、静摩擦力，根据平衡向右推箱子，对箱子受力分析：受推力、重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，箱子受到的摩擦力方向向左，与推力的水平分力平衡，故条件，箱子受到的摩擦力方向向左，与推力的水平分力平衡，故C正确；对三个正确；对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，不受摩擦力，否则不平衡，故地面对物体的整体受力分析，受重力和支持力，不受摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有摩擦力，故木板没有摩擦力，故D错误。错误。2(2019宁夏银川模拟宁夏银川模拟)如图所示，一质量为如图所示，一质量为m的滑
15、块置于倾角的滑块置于倾角30，质量为质量为M的直角三角形斜劈的底端，现通过一质量不计的细绳给滑块施加一方的直角三角形斜劈的底端，现通过一质量不计的细绳给滑块施加一方向沿斜面向上的拉力向沿斜面向上的拉力F，大小为，大小为mg，使滑块沿斜面匀速上滑，整个过程中斜劈，使滑块沿斜面匀速上滑，整个过程中斜劈处于静止状态，若斜劈与滑块、斜劈与地面间的动摩擦因数均为处于静止状态，若斜劈与滑块、斜劈与地面间的动摩擦因数均为，已知重力加，已知重力加速度大小为速度大小为g。则。则()类类 题题 演演 练练 B1动态平衡：动态平衡：物体在缓慢移动过程中，可认为其速度、加速度均为零，物物体在缓慢移动过程中，可认为其速
16、度、加速度均为零，物体处于平衡状态。体处于平衡状态。2动态平衡问题常用的一个重要推论：动态平衡问题常用的一个重要推论：三个或三个以上的共点力平衡，某三个或三个以上的共点力平衡，某一个力与其余力的合力等大反向。一个力与其余力的合力等大反向。共点力作用下物体的动态平衡共点力作用下物体的动态平衡 核核 心心 知知 识识【典例【典例3】(2019四川省泸州市模拟四川省泸州市模拟)如图所示，站在水平台上不移动的如图所示，站在水平台上不移动的人通过定滑轮装置将一光滑小球缓慢由坡底拉上固定平台，已知定滑轮恰好处人通过定滑轮装置将一光滑小球缓慢由坡底拉上固定平台，已知定滑轮恰好处于坡顶的正上方一定高度处，其大
17、小可忽略不计，小球上升过程，滑轮与人之于坡顶的正上方一定高度处，其大小可忽略不计，小球上升过程，滑轮与人之间的那段绳一直保持水平，不计绳的重力以及绳与滑轮间的摩擦，则小球上升间的那段绳一直保持水平，不计绳的重力以及绳与滑轮间的摩擦，则小球上升过程中下列说法正确的是过程中下列说法正确的是()A水平台对人的支持力逐渐变大水平台对人的支持力逐渐变大B水平台对人的摩擦力逐渐变大水平台对人的摩擦力逐渐变大C斜坡对小球的支持力逐渐变大斜坡对小球的支持力逐渐变大D斜坡对小球的支持力先变小后变大斜坡对小球的支持力先变小后变大B 典典 例例 探探 究究解决动态平衡问题的常用方法解决动态平衡问题的常用方法应用此种
18、方法的研究对象是：受三力而处于动态平衡的物体或受四力，但应用此种方法的研究对象是：受三力而处于动态平衡的物体或受四力，但可转化为三力，两个恒力合成为一个力，如支持力和滑动摩擦力合成一个力。可转化为三力，两个恒力合成为一个力，如支持力和滑动摩擦力合成一个力。(1)图解法：物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，另图解法：物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，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。力的变化情况。(2)解析法：物体受到多个力的作用，可进行正交分解
19、，利用解析法，建立解析法：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。平衡方程，根据自变量的变化确定因变量的变化。(3)相似三角形法：物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不相似三角形法：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。法。(4)转圆法：物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向都不变，另转圆法：物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向都不变，另外两个力的方向都发生变化，但之间
20、的夹角保持不变，可利用圆中弦确定，对外两个力的方向都发生变化，但之间的夹角保持不变，可利用圆中弦确定，对应的圆周角也确定的方法解题。应的圆周角也确定的方法解题。3(2019重庆模拟重庆模拟)如图所示，一质量为如图所示，一质量为m、电荷量为、电荷量为q的带电小球，用长的带电小球，用长为为L、伸长可忽略的绝缘细线悬挂于竖直平面的、伸长可忽略的绝缘细线悬挂于竖直平面的O点，竖直平面内有一方向斜向点，竖直平面内有一方向斜向上、与水平面成上、与水平面成45角的匀强电场。开始时小球静止在角的匀强电场。开始时小球静止在A点，细线恰好水平。现点，细线恰好水平。现用方向保持竖直向下的拉力用方向保持竖直向下的拉力
21、F将小球沿圆弧缓慢拉到最低点将小球沿圆弧缓慢拉到最低点B后再由静止释放，后再由静止释放，以下判断正确的是以下判断正确的是()A小球从小球从A到到B的过程中，绳子拉力逐渐变大的过程中，绳子拉力逐渐变大B小球从小球从B到到A的过程，机械能增加了的过程，机械能增加了mgLC小球从小球从B到到A的过程，电势能增加了的过程，电势能增加了2mgLD若小球运动到若小球运动到A点时，细线突然断裂，小球将做匀变速直线运动点时，细线突然断裂，小球将做匀变速直线运动 类类 题题 演演 练练 A4(2019包河区模拟包河区模拟)如图所示，竖直绝缘墙壁上的如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一个固定的质点处有一个固定的质点
22、A，在，在Q的上方的上方P点用丝线悬挂着另点用丝线悬挂着另 个质点个质点B。A、B两质点因带同种电荷而相两质点因带同种电荷而相斥，致使悬线与竖直方向成一角度，由于缓慢漏电使斥，致使悬线与竖直方向成一角度，由于缓慢漏电使A、B两质点带的电荷量逐两质点带的电荷量逐渐减少，在电荷漏完之前渐减少，在电荷漏完之前A、B未接触，下列说法正确的是未接触，下列说法正确的是()AA、B之间的库仑力先变大后变小之间的库仑力先变大后变小BA、B之间的库仑力一直变大之间的库仑力一直变大C丝线的拉力一直不变丝线的拉力一直不变D丝线的拉力先变大后变小丝线的拉力先变大后变小 类类 题题 演演 练练 C 类类 题题 演演 练
23、练 AD 解析解析以重物为研究对象，受重力以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力绳上拉力FOM，MN上拉力上拉力FMN，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，在，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，在FMN转至水平转至水平的过程中，的过程中，MN上的张力上的张力FMN逐渐增大，逐渐增大，OM上的张力上的张力FOM先增大后减小，所以先增大后减小，所以A、D正确，正确，B、C错误。错误。1电磁场中平衡问题的规律电磁场中平衡问题的规律(1)带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力电场电场力、安培力或
24、洛伦兹力。力学中用到的图解法和正交分解法等仍然可以用在电力、安培力或洛伦兹力。力学中用到的图解法和正交分解法等仍然可以用在电场的平衡中。场的平衡中。(2)如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为则一定是匀速直线运动，因为F洛洛v。电磁学中的平衡问题电磁学中的平衡问题 核核 心心 知知 识识2电磁场中平衡问题的处理方法电磁场中平衡问题的处理方法与纯力学问题的分析方法一样，学会把电磁学问题力学化，分析方法是：与纯力学问题的分析方法一样，学会把电磁学问题力学化，分析方法是：【典例【典例4】(
25、2019北京朝阳区模拟北京朝阳区模拟)如图所示，如图所示，A、B是两个带电小球，质是两个带电小球，质量相等，量相等，A球用绝缘细线悬挂于球用绝缘细线悬挂于O点，点，A、B球用绝缘细线相连，两细线长度相球用绝缘细线相连，两细线长度相等，整个装置处于水平向右的匀强电场中，平衡时等，整个装置处于水平向右的匀强电场中，平衡时B球恰好处于球恰好处于O点正下方，点正下方，OA和和AB绳中拉力大小分别为绳中拉力大小分别为TOA和和TAB。则。则()A两球的带电量相等两球的带电量相等BTOA2TABC增大场强，增大场强，B球上移，仍在球上移，仍在O点正下方点正下方D增大场强，增大场强，B球左移，在球左移，在O
26、点正下方的左侧点正下方的左侧C 典典 例例 探探 究究6(2019河北省张家口市模拟河北省张家口市模拟)如图所示，两个劲度如图所示，两个劲度系数均为系数均为k的轻弹簧顶端固定并与电路相连，下端用轻导线的轻弹簧顶端固定并与电路相连，下端用轻导线与长度为与长度为L的导体棒相连，导体棒水平放置且垂直于匀强的导体棒相连，导体棒水平放置且垂直于匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。断开开关，导体棒静止磁场，磁场方向垂直纸面向外。断开开关，导体棒静止时，弹簧的形变量为时，弹簧的形变量为x1；接通电源后，导体棒水平静止；接通电源后，导体棒水平静止时，弹簧的形变量为时，弹簧的形变量为x2，电流表示数为，电流表示数为I。忽略电流产生的。忽略电流产生的磁场作用。则该匀强磁场的磁感应强度大小为磁场作用。则该匀强磁场的磁感应强度大小为()类类 题题 演演 练练 D
