受力分析【四大题型】解析版-2025年高考物理专项复习（新高考）

第05讲受力分析

热点题型归纳

题型一力的合成

题型二力的分解

题型三受力分析

题型四共点力的平衡

考情分析

课标要求命题预测重难点

1.了解共点力的概念，知道

把力看成共点力的条件。

2.了解力的合成分解的作

用，会在实例中对力进行合

力的合成与分解。

成分解。

(1)在实例中对力进行合成分解。

共点力平衡条件及应用。

3.理解牛顿第三定律的内(2)理解受力分析中的临界条件。

索桥、千斤顶、刀、木楔的工

容，并能区分作用力和反作

(3)理解受力分析中的极值。

作原理。

用力与一对平衡力。

4.熟练掌握受力分析的步

骤，会灵活应用整体法、隔

离法并结合牛顿第三定律

进行受力分析。

题型分类•举一反三

题型一力的合成

【典型例题剖析】

【例1】一物体受到三个共面共点力尸1、巳、为的作用，三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),

则下列说法正确的是()

A.三力的合力有最大值Q+尸2+E，方向不确定

B.三力的合力有唯一值35，方向与西同向

C.三力的合力有唯一值2B，方向与西同向

D.由题给条件无法求合力大小

【答案】B

【详解】先以力丹和尸2为邻边作平行四边形，其合力与为共线，大小尸12=2个，如图所示，尸12再

与第三个力为合成求合力尸台，可得尸合=3尸3，故选瓦

【高考考点对接】

1.合力与分力

(1)定义：如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力叫作那几个力的合力，那

几个力叫作这个力的分力。

(2)关系：合力与分力是等效替代关系。

2.力的合成

(1)定义：求几个力的合力的过程。

(2)运算法则

①平行四边形定则：求两个互成角度的分力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边

形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。如图甲所示，Fi、尸2为分力，尸为合力。

②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的直向线曼为

合矢量。如图乙所示，Fi、6为分力，尸为合力。

3.两个共点力的合力大小的范围：比1二6口三2土6。

（1）两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小。

（2）当两个力反向时，合力最小，为同一当两个力同向时，合力最大，为耳十&。

【解题能力提升】

1.活结：当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时，绳上的力是相等的，即滑轮只改变力的方向，不改变力的大小。

2.死结：若结点不是滑轮，而是固定点时，称为“死结”，其两侧绳上的弹力大小不一定相等。

3.动杆：若轻杆用光滑的转轴或较链连接，当杆平衡时，杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则杆会转动。

4.定杆：若轻杆被固定，不发生转动，则杆受到的弹力方向不一定沿杆的方向。

【跟踪变式训练】

【变式1-1]（2023•重庆卷T）矫正牙齿时，可用牵引线对牙施加力的作用。若某颗牙齿受到牵引线的

两个作用力大小均为F，夹角为a（如图），则该牙所受两牵引力的合力大小为（）

aa

A.2Fsin—B.277cos-

22

C.FsinaD.Feosa

【答案】B

a

【详解】根据平行四边形定则可知，该牙所受两牵引力的合力大小为厂合=2FCOSQ,故选B。

【变式1-2]如图甲所示，轻绳跨过固定在水平横梁2C右端的光滑定滑轮挂住一个质量为%的物

体，ZJC5=3O。；图乙所示的轻杆8G一端用钱链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG

与水平方向成30。角，轻杆的G点用细绳G尸拉住一个质量为加2的物体，重力加速度为g，则下列说法

正确的是（）

甲乙

A.图甲中2c对滑轮的作用力大小为些

2

B.图乙中HG杆受到绳的作用力大小为机2g

C.细绳/C段的拉力Ke与细绳EG段的拉力的大小之比为1：1

D.细绳4C段的拉力为。与细绳EG段的拉力尸EG的大小之比为如：2加2

【答案】D

【详解】题图甲中是一根绳跨过光滑定滑轮，绳中的弹力大小相等，两段绳的拉力大小都是如g,互

成120。角，则合力的大小是的g,方向与竖直方向成60。角斜向左下方，故3c对滑轮的作用力大小也

是如g,方向与竖直方向成60。角斜向右上方，A选项错误；题图乙中8G杆受到绳的作用力大小为Ji

FAC冽i

机2g,B选项错误；题图乙中尸EGsin30。=冽2g,得尸EG=2/2g,则---=---,C选项错误，D选项正确。

FEG2m2

【变式1-3】三个共点力大小分别是尸1、尸2、尸3,关于它们合力厂的大小，下列说法正确的是（）

A.尸大小的取值范围一定是0攵WQ+B+居

B.尸至少比尸1、尸2、尸3中的某一个力大

C.若尸1/2/3=368,只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零

D.若Q：尸2：吕=3：6：2,只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零

【答案】C

【详解】三个大小分别是尸1、巳、尸3的共点力合成后的最大值一定等于尸1+尸2+尸3,但最小值不一定

等于零，只有当某一个力的大小在另外两个力的合力范围内时，这三个力的合力才可能为零，选项A错

误；合力可能比三个力都大，也可能比三个力都小，选项B错误；合力能够为零的条件是三个力的矢量

箭头能组成首尾相接的三角形，任意两个力的和必须大于第三个力，选项C正确，D错误。

题型二力的分解

【典型例题剖析】

【例2】某同学周末在家大扫除，移动衣橱时，无论怎么推也推不动，于是他组装了一个装置，如图

所示，两块相同木板可绕/处的环转动，两木板的另一端点2、C分别用薄木板顶住衣橱和墙角，该同

学站在该装置的/处。若调整装置/点距地面的高力=14cm时，B、C两点的间距£=96cm,2处衣橱

恰好移动。已知该同学的质量为机=50kg,重力加速度大小取g=9.8m/s2,忽略/处的摩擦，则此时衣

橱受到该装置的水平推力大小为（）

A.875NB.1650N

C.840ND.1680N

【答案】C

【详解】该同学站在4点时，重力产生两个作用效果力尸I、尸2,如图所示

设为、入与竖直方向夹角为仇则-=6=(^'在8点分分解如图所示'

YY12.L

则水平推力为尸=Qsin9=—tan仇由几何关系得tan0=一,

22h

联立可得P=^=840N,故选C。

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【高考考点对接】

1.力的分解是力的合成的逆运算，遵循的法则：平行四边形定则或三角形定则。

2.分解方法

(1)按力产生的效果分解

①根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向。

②再根据两个分力方向画出平行四边形。

③最后由几何知识求出两个分力的大小和方向。

(2)正交分解

将力沿相互垂直的两个坐标轴分解，从而求出沿坐标轴方向上的合力，列平衡方程或牛顿第二定律。

①建立坐标系的原则：在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上);

在动力学中，往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。

②多个力求合力的方法：把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。

x轴上的合力E="I+&2+&3+...

y轴上的合力Fy=Fyl+Fy2+Fy3+...

2

合力大小F=y/Fx+F^

若合力方向与x轴夹角为仇则tan8=」。

Fx

【跟踪变式训练】

【变式2-1](2022•辽宁卷-4)如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝

OM、ON与竖直方向夹角分别为a、£（a>£）。用p、6分别表示（W、ON的拉力，贝女）

O

O

A.尸1的竖直分力大于尸2的竖直分力

B.尸1的竖直分力等于尸2的竖直分力

C./1的水平分力大于尸2的水平分力

D.居的水平分力等于尸2的水平分力

【答案】D

【详解】对结点O受力分析可得，水平方向有Fix=F2x,即艮的水平分力等于F2的水平分力，选项C

F\x/*2x

错误，D正确；F=-F=-因为a>£,故为尸尸2〉，选项A、B错误。

iytana2ytan§

【变式2-2]如图所示为一侧耳朵佩戴口罩的示意图，一侧的口罩带是由直线/2、弧线BCD和直线

DE组成的。假若口罩带可认为是一段劲度系数为左的弹性轻绳，在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了x,

此时48段与水平方向的夹角为37。，段与水平方向的夹角为53。，弹性绳涉及的受力均在同一平面

内，忽略一切摩擦，已知5也37。=0.6,337。=0.8,则下列说法正确的是（）

A.口罩带对耳朵的作用力方向与水平方向夹角为37。

B.口罩带对耳朵的作用力方向与水平方向夹角为53。

C.耳朵受到的口罩带的作用力为2船

D.耳朵受到的口罩带的作用力为宣弓a

5

【答案】D

【详解】弹性轻绳被拉长了X,同一根轻绳拉力大小相等，即"8=/小=依，将KB、&E分别正交分

77

解，如图，则"=KBCOS37O+&£COS53O=/,Fy=FABsin37°+7^£sin53°=-^,则耳朵受到的口罩带

的作用力/=乂瓦干7=4线，设作用力方向与水平方向夹角为仇tan0=*=1,即作用力方向与水

5Fx

平方向夹角为45。，故D正确。

【变式2-3】（2021•重庆卷-I）如图所示，人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为尸，该力与水平方

向的夹角为30。，则该力在水平方向的分力大小为（）

I-J3

A.2FB.J3FC.FD.-F

2

【答案】D

【详解】沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则有该力在水平方向的分力大小为尸cos30。

A

=0,故选D。

2

题型三受力分析

【典型例题剖析】

【例3】（多选）（2024•广东茂名市林尘中学月考）物体静止在固定的斜面上，如图所示，则下述说法中正

确的是（）

A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力

B.物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力

C.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力

D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力

【答案】BC

【详解】物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，故A错误；斜面对物体

的作用力是支持力和摩擦力的合力，与重力平衡，所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平

衡力，故B正确；物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力，故C正确；物

体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力，垂直于斜面向下的力不是对斜面的压

力，故D错误。

【高考考点对接】

1.牛顿第三定律的内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反,作用在同一条直线

上。

2.表达式：尸=一尸

3.一对平衡力与作用力和反作用力的比较

名称

一对平衡力作用力和反作用力

两个相互作用的不

作用对象同一个物体

同物体

不一定同时产生、同一定同时产生、同时

作用时间

时消失消失

力的性质不一定相同一定相同

作用效果可相互抵消不可抵消

【解题能力提升】

整体法和隔离法的选择

1.当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法。

2.在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时，宜用隔离法。

3.整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离

法。

【跟踪变式训练】

【变式3-1]（2023•安徽淮南市第二中学检测）两相同的楔形木块A、B叠放后分别以图甲、乙两种方

式在水平外力K和竖直外力尸2作用下，挨着竖直墙面保持静止状态，则在此两种方式中，木块B受力

个数之比为（

甲乙

A.1：1B.4：3

C.5：3D.5：4

【答案】C

【详解】题图甲中，根据整体法可知，木块B除了受重力外，一定受到墙面水平向右的弹力和竖直向

上的静摩擦力，隔离B分析，其一定还受到A的弹力，隔离A分析，A受到重力、水平向左的推力、B

对其垂直于接触面斜向右下的弹力，这样的三个力不可能使A平衡，所以A一定还要受到B对其沿接

触面斜向右上的静摩擦力才能平衡，可知B一定受到A沿接触面斜向左下的静摩擦力，故B共受5个

力的作用；题图乙中，根据整体法可知B与墙面间既无弹力也无摩擦力，所以B受重力和A的弹力及

摩擦力共3个力的作用。则在此两种方式中，木块B受力个数之比为5：3,故选C。

【变式3-2］（2024•上海市建平中学月考）如图所示是厨房用来悬挂厨具的小吸盘，其原理是排开吸盘

与墙壁之间的空气，依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上，可用来悬挂比较轻的厨具，安装

拆卸都很方便，以下说法正确的是（）

A.墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上

B.大气压变大，吸盘受到的摩擦力也变大

C.吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力

D.空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力

【答案】D

【详解】墙壁对吸盘的作用力有竖直向上的摩擦力和水平方向的支持力，合力方向不是竖直向上，故

A错误；吸盘受到的摩擦力与吸盘和物体所受重力大小相等，不会变化，故B错误；吸盘与墙壁之间有

水平方向和竖直方向两对作用力与反作用力，故C错误；空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一

对平衡力，故D正确。

【变式3-3］（2023•广东卷2）如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁

面可视为斜面，与竖直方向夹角为凡船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力入、摩擦力

”和磁力下的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（）

F

A.Ff=GB.F=FN

C.Ff=Gcos9D.F=GsinO

【答案】c

【详解】如图所示，将机器人（包括磁铁）重力垂直于斜面方向和沿斜面方向分解。沿斜面方向，由平

衡条件得吊=Gcosa故A错误，C正确；垂直斜面方向，由平衡条件得尸=6$亩9+FN，故B、D错

误。

题型四共点力的平衡

【典型例题剖析】

【例4】（2023•浙江6月选考）如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静

置其上，a、6为相切点，乙aOb=90°,半径。6与重力的夹角为37。。已知sin37。=0.6,cos37°=0.8,

则圆柱体受到的支持力入、入大小为（)

A.F°=0.6G,30.4G

B.30.4G,Q,=0.6G

C.F“=0.8G,Fb=0.6G

D.Fa=0.6G,Fb=0.SG

【答案】D

【详解】对光滑圆柱体受力分析如图，由题意有Fa=Gsin37o=0.6G,FA=Gcos37°=0.8G,故选D。

【高考考点对接】

1.共点力的平衡

(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动。

(2)平衡条件：产合=Q或E=。，Fy=0o

(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5—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。

【跟踪变式训练】

【变式4-1]如图，一物块在水平拉力厂的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持厂的大小不变,

而将方向变成与水平面成60。角，物块也恰好做匀速直线运动。则物块与桌面间的动摩擦因数为()

A.2-73B.—C.—D.—

v632

【答案】C

【详解】当尸水平时，根据平衡条件得尸=〃mg；当保持尸的大小不变，而方向与水平面成60。角时,

A

由平衡条件得Feos60°^^mg-Fsm60°),联立解得〃=?，故选项C正确。

【变式4-2](2023•江西宜春市检测)如图所示，倾角为a的斜面固定在水平面上，在斜面和固定的竖直

挡板之间有两个匀质球P、Q,P球的质量是Q球质量的三倍，各接触面均光滑，系统处于静止状态，

若P、Q两球的球心连线与竖直方向的夹角为分下列说法正确的是()

A.4tana=tan4

C.2tana=tanPD.tana=tan4

【答案】A

【详解】以P、Q两球整体为研究对象，受力如图甲所示，由平衡条件可得尸2=4〃?gtana

隔离Q球，受力如图乙所示，由平衡条件可得尸2="zgtan£,解得4tana=tan£,故选A。

【变式4-3］（2024•广东省模拟）如图为挂在架子上的双层晾衣篮。上、下篮子完全相同且保持水平，每

个篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成，两篮通过四根等长的轻绳与钢圈的四等分点相连，上

篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上。晾衣篮的有关尺寸如图所示，则图中上、下各一根绳中的张力

大小之比为（）

A.1：1B.2：1C.5：2D.5：4

【答案】C

【详解】设一个篮子的质量为“，连接下篮的绳子的拉力为鸟2,对下篮，根据平衡条件得4尸丁2=

mg,

解得尸T2=些，设连接上篮的绳子的拉力为Fn，绳子与竖直方向夹角为仇对两个篮整体由平衡条件得

4

245FTI5

4FTICOS6=2mg,根据几何关系得sin—=0.6,则cos6=0.8,联立解得户n=-冽g，则=-,故C

408FT22

正确，A、B、D错误。

综合过关检测

1.用两根等长轻绳将木板挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小

段，但仍保持两绳等长且悬点不变。木板静止时，为表示木板所受合力的大小，尸2表示单根轻绳对木板

拉力的大小，则维修后（）

A.尸1不变，尸2变大B.B不变,B变小

C.三变大,且变大D.D变小,尸2变小

【答案】A

【详解】由于木板始终处于静止状态，因此维修前后合力分都是零，保持不变，两轻绳各剪去一段后

长度变短，悬挂木板时轻绳与竖直方向的夹角变大，根据力的合成知，合力不变，两分力夹角变大时,

两分力的大小变大，故A正确，B、C、D错误。

2.（多选）（2023•四川绵阳市盐亭中学一模）图甲、乙、丙、丁所示的四种情况是某一质点在同一平面内同时

受到的三个共点力，若坐标纸中每格边长表示1N的大小的力，则下列关于质点所受的合力的说法中正

确的是（）

A.图甲中质点所受的合力大小是12N,方向水平向右

B.图乙中质点所受的合力等于0

C.图丙中质点所受的合力大小是8N,方向竖直向上

D.图丁中质点所受的合力大小等于5N

【答案】AC

【详解】题图甲知Q、尸2的合力为8N,水平向右，与尸3方向一致，则3个力的合力为12N,方向

水平向右，故A正确；对题图乙，尸3与尸2的合力与尸1大小相等，方向相同，所以3个力的合力为6N,

方向水平向右，故B错误；题图丙中，将尸3与西正交分解，则水平方向大小相等，方向相反；竖直方

向合力为5N,则3个力的合力大小为8N,方向竖直向上，故C正确；题图丁中，将尸3与尸2正交分解，

水平方向合力大小为1N,竖直方向合力为4N,所以3个力的合力在水平方向的大小为1N,在竖直方

向为3N,由勾股定理求得合力大小等于N,故D错误。

3.（多选）（2024•河北衡水市武强中学检测）如图，家用小型起重机拉起重物的绳子一端固定在起重机斜臂顶

端，另一端跨过动滑轮/和定滑轮8之后与电动机C相连。起重机正将重为G的重物匀速竖直上拉，

忽略绳子与滑轮的摩擦以及绳子和动滑轮力的重力，乙48c=60。，贝1（）

A.绳子对定滑轮2的作用力方向竖直向下

B.绳子对定滑轮B的作用力方向与BA成30。角斜向下

C.绳子对定滑轮2的作用力大小等于G

D.绳子对定滑轮2的作用力大小等于走G

2

【答案】BD

【详解】绳子对定滑轮3的作用力为2/和2C两段绳子弹力的合力，方向不可能竖直向下，故A错

误；重物匀速运动，则任意段绳子的弹力等于重物重力的一半，即9。由平行四边形定则可知，合力方

2

向沿乙42c的角平分线，与R4夹角为30。斜向下，大小为回，故B、D正确，C错误。

2

4.（2024•湖北襄阳市第一中学月考）在药物使用中应用到很多物理知识。甲、乙两图分别是用注射器取药的

情景和针尖刺入瓶塞的示意图，针尖的顶角很小，医生沿着注射器施加一个较小的力尸，针尖会对瓶塞

产生很大的推力。现只分析图乙的针尖倾斜侧面与水平侧面对瓶塞产生的两个推力，贝!］（）

甲乙

A.针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的

B.针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比水平侧面的推力大

C.若下一定，使用顶角越小的针尖，则倾斜侧面对瓶塞产生的推力就越小

D.针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力尸N=FCOS6

【答案】B

【详解】将力尸分解在垂直于针尖的两个侧面的方向上，如图所示，由几何关系知，针尖在倾斜侧面

FF

上对瓶塞的推力乐比水平侧面的推力尺，大，故A错误，B正确；由三角函数得&=——，尸N'=——，

sin0tan6

若厂一定，使用顶角越小的针尖，则倾斜侧面对瓶塞产生的推力就越大，故C、D错误。

5.（多选）（2023•海南海口市联考）如图所示，三段不可伸长的细绳。4、OB、OC的结点为O,在。点竖直

悬挂一质量为%=5kg的重物，4、5两端点均固定，重物处于静止状态，此时。2是水平的，与水

平方向的夹角为6=45。，重力加速度g取10m/s2,则（）

A.OC绳上的拉力大小为50及N

B.08绳上的拉力大小为50N

C.Q4绳上的拉力大小为50N

D.04绳上的拉力大小为50及N

【答案】BD

【详解】对结点。受力分析可得Froc=/«g=50N,^=^06=50N,FTOA=-^-=V2wg=5072

sin9

N,故选B、Do

6.（多选）如图所示，在水平力厂作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且层0,则B的

受力个数可能为（）

A.3个B.4个C.5个D.6个

【答案】BC

【详解】先对A、B整体受力分析，受重力、水平力R斜面的支持力；当水平力尸平行斜面向上的

分力大于重力沿斜面向下的分力时，有上滑趋势，此时受到沿斜面向下的静摩擦力；当水平力尸平行斜

面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力时，有下滑趋势，此时受到沿斜面向上的静摩擦力；当水平力

尸平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时，无相对滑动趋势，此时与斜面间无摩擦力；再对A

受力分析，受水平力尸、重力、支持力和向左的静摩擦力，共4个力；最后对B受力分析，受重力、A

对它的压力、向右的静摩擦力和斜面对B的支持力，若