2022届新高考物理冲刺精准复习 力与运动

2022届新高考物理冲刺精准复习

力与运动

考点分析

无论新旧高考，力与运动都是考查的重点。物体运动和力学作为高中物理学

习的基础知识，在高考的试题中，一直是紧密联系的。高考命题突出受力分析、

力的合成与分解的考查，通过牛顿第二定律将分析出的力与物体运动状态结合起

来，把物体运动、力学、电场和磁场融为一个整体。题型一般为单项选择题、多

选题和计算题。

知识结构

万有引力、

电场力（库含力）F=ma

安培力.雌兹，1

常见的力

弹力（胡克定律）

分析方法

学习目标

1.能够准确判断出物体运动情况和物体受力情况。

2.将物体运动情况和物体受力情况一一对应。

3.能够运用牛顿第二定律将力与运动联系起来。

4.熟练掌握力与运动的解题技巧。

第一讲力与平衡物体

一、核心思路

方向

重力、弹力、摩擦力、电场力.菽

常见的力

安培力、洛伦兹力

力

与

平

衡

物体平衡条件：合力为零、某一方向合力为零

物

体

对象选取置产于平衡状态的物体■

.♦计算各种力的大，计算顺序：

“重力一电场力、磁j场J力一弹力一摩擦力］

丝丝］窜入别求出各个方向(水平、翌直)上霸

受力分析

■b.根据合力为零呼等式，由等式求出未知量

^法则］

应用方法1J於篙形法则］

❹正交分解法I

二、重点知识

1.熟悉各个力的特点，会判断各个力的方向，会计算各个力的大小。

(1)弹力与接触面或接触点的切面垂直，指向受力物体。

(2)重力竖直向下，大小与物体质量有关，固定不变。

(3)处于“恰好静止”“恰好不滑动”时，物体间的摩擦力为最大静摩擦力，一般

认为等于滑动摩擦力。

(4)接触面或接触点间是否有摩擦力，要根据物体间的相对运动或平衡条件决

定。

(5)电场力方向与电场线方向平行具体方向与电荷种类有关；洛伦兹力与带电

粒子运动方向垂直。

2.物体受到多个共点力平衡时，格=0、%=0、格=0。一般应用正交分解，在

两个方向分别列等式。

3.遇到“物体缓慢移动”“轻轻将物体移至”等词语，物体处于动态平衡状态，可认

为在移动过程中的每一时刻都受力平衡。

4.动态平衡：物体在缓慢移动过程中，可以认为物体处于平衡状态，其所受合力

为零.

5.带电物体在复合场中除了受到重力、弹力和摩擦力外，还涉及电磁学中的电场

力、安培力或洛伦兹力.电磁场中的平衡问题也遵循合力为零这一规律.

三、考点分析

考点1受力分析

【例1】如图所示，斜面体置于水平地面上，对物体Q施加一个沿斜面向上的力

F,使斜面体上叠放的两物体P、。一起沿斜面向下做匀速运动，P、。没有相对

滑动，则下列说法正确的是（）

A.物体。受力的个数一定为3B.物体P受力个数一定为5

C.斜面体受力的个数一定为4D.斜面体一定受地面的摩擦力

答案：D

解析：物体。有可能受重力、摩擦力、支持力、拉力，4个力，选项A错误；

物体P有可能受重力、。的压力，斜面的摩擦力和支持力，4个力，选项B错误;

斜面体受重力、P的压力和摩擦力、地面的支持力和摩擦力，5个力，选项C错

误；整个系统处于受力平衡状态，所以斜面体一定受地面摩擦力，选项D正确。

【例2】如图所示，在光滑的圆弧轨道上，小球经过圆弧部分的最高点A时，恰

好不脱离轨道，此时小球受到的作用力为（）

A.重力、弹力和向心力B.重力和弹力

C.重力和向心力D.重力

答案：D

解析：经过圆弧轨道的最高点时小球恰好不脱离轨道，说明此时重力完全充当向

心力，圆弧轨道对小球没有作用力，故小球只受重力作用，所以D正确。

［变式训练］

1.质量均为根的分两木块叠放在水平面上，如图所示，。受到斜向上与水平

面成。角的力Fi的作用，8受到斜向下与水平面成，角等大的力F2的作用，两

力在同一竖直平面内，此时两木块保持静止，重力加速度大小为g,则（）

A.a一定受到四个力的作用B.水平面对b的支持力可能大于2mg

C.a、匕之间一定存在静摩擦力D力与水平面之间一定存在静摩擦力

2.在如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图中，滑轮光滑且所受的重力忽略不计，滑

轮的轴。安装在一根轻木杆P上，一根轻绳而绕过滑轮，。端固定在墙上，h

端下面挂一质量为胴的重物。当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中木

杆P与竖直方向的夹角均为仇乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四幅图

中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为所则以下判断正确的是（）

A.F,\=FB=FC=F»^.FD>FA=FH>FCC.F,、=FC=F»>FBD.FC>F,=FB>FD

考点2静态平衡

【例3】如图所示，电灯的重力G=10N,AO绳与顶板间的夹角为45°,80绳水平，A0

绳的拉力为用，BO绳的拉力为弓，则（）

A.E、=10&NB.E=10NC.F„=10^ND.a=10N

答案：AD

解析：结点。受力如图所示，考虑到F与心垂直，正交分解AO绳的拉力最方便，如图所

示，

gsin45°=尸

用cos45°=弓

代入数值解得行=10应N,fs=10N,故选项A、D正确。

【例4】物体甲放在斜面体乙上，斜面体放在粗糙的水平地面上，甲和乙均处于静止状态,

如图所示在物体甲上施加力足且尸大小恒定，方向由水平向右开始顺时针旋转，逐渐变为

垂直斜面向下，整个过程中，甲和乙始终保持静止状态.则在此过程中，下列判断正确的是

>

甲

/乙

777777777777777"

A.地面对斜面体的摩擦力一定逐渐增大B.地面对斜面体的摩擦力一定逐渐减小

C.物体甲受到的摩擦力一定逐渐增大D.物体甲受到的摩擦力一定逐渐减小

答案：B

解析：对甲和乙组成的系统，初始时刻受力分析如图甲所示，根据平衡条件知，地面对斜面

体的摩擦力大小等于力尸的水平分量，在力F由水平向右逐渐变为垂直斜面向下的过程中，

力厂的水平分量逐渐减小，则地面对斜面体的摩擦力一定逐渐减小，故A错误，B正确.以

甲为研究对象，除摩擦力外，甲受到重力、力F和支持力，初始时刻受力分析如图乙所示,

由于力F沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量的大小关系不确定，开始时甲受到的

摩擦力方向可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，还可能恰好为零.若开始时甲受到的摩擦

力方向沿斜面向上，改变力F的方向，力尸沿斜面向上的分量逐渐变小到零的过程中，摩

擦力逐渐变大；若开始时甲受到的摩擦力方向沿斜面向下，改变力F的方向，力下沿斜面

向上的分量逐渐变小到零的过程中，摩擦力先变小到零后又反向变大；若开始时甲受到的摩

擦力为零，改变力尸的方向，力尸沿斜面向上的分量逐渐变小到零的过程中，摩擦力逐渐

变大，故C、D错误.

归纳总结：

(1)静态平衡的一般步骤：

确定平衡状态一选择研究对象一受力分析T建立平衡方程一求得未知量

(2)常用方法：

①合成法：物体受三力作用而平衡时，任意两个力的合力一定与第三个力等大、

反向

②正交分解法：物体受三个或三个以上力的作用时，将所有力分解为相互垂直的

两组，每组力分别平衡。

［变式训练】

3.如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角

都为45。，日光灯保持水平，所受重力为G,则（）

A.两绳对日光灯拉力的合力大小为GB.两绳的拉力和日光灯所受的重力不

是共点力

C.两绳的拉力大小分别为和坐GD.两绳的拉力大小分别为？和？

2222

4.如图所示，在一内壁光滑的半圆球壳内有两个可视为质点的小球用一劲度系数

为k的轻弹簧连接着，已知球壳固定且内半径为R,两小球质量均为m。两小球

与弹簧静止时处在同一水平线上，小球与球壳球心连线与水平方向成8角，弹簧

形变在弹性限度范围内，则弹簧的原长为（）

ktan02ktan0

C.•“琢•+2Rcos0D.———+2Rcos6

ktan02ktan0

考点3动态平衡

【例5】某同学在书房设计的吊灯如图所示，水平直杆4?固定在墙上，

为两条轻绳，。为结点，“朋=30。，N"?A=60。。现将。6绳缓慢加长且上端沿

水平杆缓慢右移到八处，此过程中保持结点。不动，则（）

A.04绳与绳的合力逐渐增大B.Q4绳所受拉力逐渐减小

c.oq绳所受拉力逐渐增大D.绳所受拉力先减小后增大

答案：C

解析：以结点。为研究对象，OA绳与。6绳的合力F与吊灯的重力冲大小相等,

方向相反，保持不变，A错误；根据正弦定理有「=一」=刍,得

si.n（“1如80：-0-a）、sinasin。

Z=•mg，T2=_"?g，由于初态e+a=90。，6端右移过程中，sin（，+a）

sin（，+aa）\sin（9公+a）

逐渐减小，sina逐渐增大，sin。不变，则小（均逐渐增大，C正确，BD错误。

［例6］如图所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑,

重力为G,其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半,a静止

在平面上.现过a的轴心施以水平作用力F,可缓慢地将a拉离平面一直滑到b的

顶端,对该过程分析，则应有（）

A.拉力厂先增大后减小，最大值是G

B.开始时拉力尸最大为8G,以后逐渐减小为0

C.a,b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G

D.a、8间的压力由0逐渐增大,最大为G

答案：BC

解析：对于a球:a球受到重力G、拉力/和匕球的支持力N,由平衡条件

得:/=Ncos。，

Nsin6=G

则得:F=Gcot8,N=2

sin。

根据数学知识可以知道，e从30。增大到90。/和N均逐渐减小，当8=30。/有最

大值为小~G,N有最大值为2G，故BC正确.所以BC选项是正确的.

［例7］如图所示，一小段钢管套在竖直固定的直杆尸。上，一段铁棒焊接在钢

管上，铁棒与竖直杆成一定的角度，一段轻绳一端连接在铁棒的A端，一端连

接在竖直杆上的B点，光滑挂钩吊着重物悬挂在轻绳上，系统处于静止状态。

当将钢管缓慢向上移动时，则轻绳上的拉力大小（）

A.一直增大B.一直减小C.保持不变D.先减小后增大

答案：C

解析：本题考查物体平衡条件的应用、力的合成与分解。挂钩两边的轻绳拉力大

小相等，根据受力分析可知，挂钩两边的轻绳与竖直方向的夹角相等，设为仇

设轻绳拉力大小为忆则2FcosO=mg,钢管在移动过程中，48两点的水平距

离不变，由几何关系可知，轻绳与竖直方向的夹角不变，则F不变，C项正确。

归纳总结:

（1）三角形法则：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，此时可用三角形法则求解，根据力的矢

量图，判断各个力的变化情况。

（2）解析法：如果把物体受到的多个力合成、分解后，能够找到力的边角

关系，则应选择解析法，每一方向建立平衡方程，根据自变量的变化（一般都要

用到三角函数）确定因变量的变化.

（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

它物体的约束，且物体受到三个力的作：用，其中的一个力大小、方向均不变，

另外两个力的方向都发生变化。

（4）正弦定理法：此法是在其中一个力的大小、方向均不变，另外两个力

的方向都发生变化，且已知两个力的夹角的情况下用正弦定理的方法求解.

［变式训练］

5.质量为机的物体用轻绳A3悬挂于天花板上，用水平力尸拉着绳的中点0,使

0A段绳偏离竖直方向一定角度，如图所示。设绳0A段拉力的大小为T,若保

持。点位置不变，则在力尸的方向顺时针缓慢旋转至竖直方向的过程中（）

A/先变大后变小，T逐渐变小B/先变大后变小，T逐渐变大

C.F先变小后变大，T逐渐变小D.F先变小后变大，T逐渐变大

6.如图所示，杆的8端用钱链固定在竖直墙上,另一端C为一滑轮。重物G上

系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡.若将绳的A端沿墙缓慢向下移

（BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计），则（）

A.绳的拉力增大杆受绳的压力增大B.绳的拉力不变杆受绳的压力增大

C.绳的拉力不变,8C杆受绳的压力减小D.绳的拉力不变,8C杆受绳的压力不变

考点4临界极值问题

【例8】如图所示，细绳与NO所能承受的最大拉力相同，长度MO>NO,则

在不断增加重物G重力的过程中（绳X不会断）（）

A.ON绳先被拉断B.OM绳先被拉断

C.ON绳和OM绳同时被拉断D.因无具体数据，故无法判断哪条绳先

被拉断

答案：A

解析：按照力的作用效果将OC绳对结点。的拉力分解，如图所示，

心。与。用绳的拉力相等，％,与QV绳的拉力相等，且用“>£”“，因此QV绳先被

拉断，故A正确。

【例9】在光滑水平面上有一辆小车A,其质量外=2.0kg,小车上放一个物体8,

其质量，诙=LOkg。如图1所示，给B一个水平推力产，当F增大到稍大于3.0N

时，48开始相对滑动。如果撤去F,对A施加一水平推力一，如图2所示。

要使48不发生相对滑动，则F'的最大值匕加为（）。

图1图2

A.2.0NB.3.0NC.6.0ND.9.0N

答案：C

解析：根据图1,设48间的静摩擦力达到最大值K11m时，系统的加速度为

根据牛顿第二定律，对43整体有尸=（%+%”，对A有41rax=心明代入数据

解得盘**=2.0N。根据图2所示情况，设48刚开始滑动时系统的加速度为"，

根据牛顿第二定律，以B为研究对象有耳…="/'，以48整体为研究对象有

0.=（啊+%”'，代入数据解得联x=6.0N,C项正确。

归纳总结：

（1）解题流程：

①对物体初始状态受力分析，明确所受各力的变化特点。

②由关键词判断可能出现的现象或状态变化。

③据初始状态与可能发生的变化间的联系，判断出现变化的临界条件或可能

存在的极值条件。

④选择合适的方法求解。

（2）解决临界与极值问题的常用方法

①解析法：利用物体受力平衡写出未知量与已知量的关系表达式，根据已知

量的变化情况来确定未知量的变化情况，利用临界条件确定未知量的临界值。

②图解法：根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化，确定未知

量大小、方向的变化，确定未知量的临界值。

［变式训练］

7.如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、。两点，48两端被悬挂在

水平天花板上，相距2L,现在。点上悬挂一个质量为根的重物，为使绳保

持水平，在。点上可施加力的最小值为（重力加速度大小为g）（）

C.-mg

答案以及解析

变式训练答案

变式I答案：AC

解析：。受重力、支持力、拉力以及〃对。的静摩擦力而处于平衡状态，选项A、

C正确；对整体分析，B与B大小相等，方向相反，两力相互抵消，则水平面

对。无摩擦力，选项D错误；水平面对人的支持力0=2mg,选项B错误。

变式2答案：B

解析：轻绳上的拉力等于重物所受的重力，烟，设滑轮两侧轻绳之间的夹角为夕,

根据共点力平衡的条件知，滑轮受到木杆P的弹力F与滑轮两侧轻绳拉力的合

力平衡，即F=2wgcos],由夹角关系可得上＞居=及，选项B正确。

变式3答案：AC

解析：两绳拉力的作用线与重力作用线的延长线交于一点，这三个力为共点力，

选项B错误；由于日光灯在两绳拉力和重力作用下处于平衡状态，所以两绳的

拉力的合力与重力G