受力分析共点力的平衡（讲）-2023年高考物理一轮复习（原卷版）

第二章相互作用

艮考纲考情

近5年考情分析

考题统计

等级要

考点要求20222021202020192018

求

三种常见的力I浙江1月卷・T4

浙江1月卷・T5

浙江6月卷可10II卷・T16

力的合成与分解广东卷・T3m卷・Ti7

II广东卷・T1DI卷・T16

湖南卷-T5

受力分析、共点力的浙江1月卷・T7

11湖南卷・T5I卷T19浙江卷・T9

平衡浙江6月卷・T3

实验二：探究弹力与

湖南卷・T11广东卷・T11I卷・T22

弹簧伸长的关系

实验三：验证力的平

浙江6月卷317

行四边形定则

1.物理观念:对力学中三种力的理解及认双。

2,科学思维

核心素养(1)绳上的“活结”与“夕匕结”问题(2)解决动态平衡问题的二种方法

3.科学态度与责任(1)生活中的平衡(2)非共面力作用下物体的平衡

4.科学探究：观察、论证、交流弹力与弹簧伸长量的关系

高考对本章的考查呈现出如下特点：

1.选择单个物体或多个物体为研究对象，进行受力分析，充分考虑各力的产生条件和

应用范围。利用合成法或分解法对力进行处理，应用平衡条件，建立等式求解

2.考查考生对本章知识的理解和掌握情况的同时，考查考生的情景分析能力，理解

命题规律

与反思质疑的能力，提取信息进行物理图景建构的能力，应用基本规律分析、推理和

计算的能力，科学探究能力

3.考查内容主要体现物理学科的核心素养中运动与相互作用观念、模型建构和科学推

理要素.

1.本章涉及的知识是高中物理的重要基砒，包含许多思想方法，它的应用几乎贯穿整

个高中物理。所以，不能因为本章内容独立考查的较少而有所忽视，恰恰相反，一定

要下大力气扎扎实实地学好本章的知识与方法，形成解决物理问题的基本思路。在本

章复习过程中多耗一些时间和精力是值得的。

备考策略

2.牢记基知识，熟练掌握基本方法，明确基本题型尽量多地积累不同物体，不

同环境、不同运动形式下的应用类型及有效解决问题的方法。明确物体的平衡条件、

临界条件，掌握好函数法、图象法、极限法、隔离法、整体法等解题方法。利用好力

的合成法、分解法、相似三角形法、矢量三角形法、正交分解法处理力的矢量问题。

色考点梳理

【网络构建】

专题2.3受力分析共点力的平衡

创考点梳理

【网络构建】

考点一受力分析

]概念

把研病象（指定物体）在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的示意

图，这个过程就是受力分析.

2.力学中的五种力

种类大小方向

（不同局度、纬度、星球，

重力竖直向卜

g不同）

弹簧弹力尸=左e为形变量）沿弹簧轴线

静摩擦力0<Ff/Rmax与相对运动趋势方向相反

滑动摩擦力产f布=〃尺与相对运动方向相反

万有引力沿质点间的连线

受力分析的一般顺序

先分析场力（重力，电场力，磁场力等），然后按接触面分析接触力（弹力、摩擦力），最后分析已知

力.

3.受力分析的基本步骤

明确研究对象

进行受力分析

画受力示意图

4.受力分析的四种方法

将加速度相同的儿个相互关联的物体作为一个整体进

整体法

行受力分析

将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受

隔离法

力分析

假设法在受力分析时，若不能俏定某力是否存在，可先对其作

出存在的假设，然后分析该力存在对物体运动状态的影

响来判断该力是否存在

对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律

动力学分析法

进行分析求解

5.受力分析的基本思路

6.受力分析的三个常用判据

(1)条件判据：不同性质的力产生条件不同，进行受力分析时最基本的判据是根据其产生条件。

(2)效果判据：有时候是否满足某力产生的条件是很难判定的，可先根据物体的运动状态进行分析，再运用

平衡条件或牛顿运动定律判定未知力。

(3)特征判据：从力的作用是相互的这个基本特征出发，通过判定其反作用力是否存在来判定该力是否存在。

考点二共点力作用下物体的平衡

।平衡状态

物体处于向状态或匀速直线运动状态.

2.平衡条件：

怎=0

F自=0或者L八

Fy=0

如图，小球静止不动，物块匀速运动.

则：小球尸合=F—mg=0.

物块F、=F]—Ff=0,氏=&+月一〃吆=0.

3.平衡条件的几条重要推论

1.二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反.

2.三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三

个力大小相等，方向相反.

3.多力平衡：如果物体受多个共点力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相

等，方向相反.

4.解决平衡问题的常用方法

方法内容

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

合成法

等，方向相反

效果分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

解法他两个力满足平衡条件

正交分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

解法组，每组力都满足平衡条件

力的三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

角形法的矢量三角形，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

考点三静态平衡

1.处理静态平衡问题的常用方法总结

方法内容

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

合成法

等，方向相反

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

分解法

他两个力满足平衡条件

正交分物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力分解为相互垂直的

1.三个力中，有一个力为恒力（大小方向均不变）

2.其余两个力方向、大小均在变

3.有一个角恒定不变

考点五衣钩（正Y）模型

模

型理解为绳子的结点可以移动，一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形

概成的。绳弹力一定相等，它们合力的方向一定沿两绳的角平分线。

述

（2017•天津卷，8）如图所示，轻质不可伸长

（多选）（2016•全国卷I,19）如图，

的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上

一光滑的轻滑轮用细绳悬挂

的b两点,

于O点；

Mn%,//4///■

高考示例（

请判别个是

“死

结”哪个

是“活（2016•全国卷II,14）质量为m的物体用轻

（2016•全国卷HL17）如图,两个

结”？）绳48悬挂于天花板上。

轻环〃和b套在位于竖直面内的

J一段固定圆弧上

-O

B

□八、

由平衡方程可以看出物体的受力

原创解法

与几何关系相互制约

考点六连接体的平衡问题

一、平衡问题中的整体法和隔离法

1.整体法：解决物体的平衡问题时，应先对物体进行受力分析，当分析相互作用的两个或两个以上物体的受

力恃况及分析外力对系统的作用时，或者当系统内各物体具有相同大小的加速度或相同的运取状态且不需

要考虑系统内物体间的相互作用力时.，宜用整体法；

2.隔离法：而在分析系统内各物体（或•个物体各部分）间的相互作用时或者当系统内各部分的加速度大小、

运动状态不同时常用隔离法。运用隔离法选择研究对象分析物体受力时，应按照由易到难的原则。

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。

4.整体法与隔离法的应用

二、轻杆连接体模型及其求解方法归纳

【问题】如图，求〃?大小？

方法一、正弦定理法方法三、重心法

对〃“、〃?2受力分析，三力平衡可以整体为研究对象，以圆心为转动以整体为研究对象，整体受重力和

构成矢量三角形，根据正弦定理轴，两圆弧的支持力的力臂均为零,两圆弧的支持力，根据三力平衡必

有，轻杆弹力的力臂相等，力乘以力臂共点，因此整体的重心必过圆心正

根据等腰三角形有：仇二仇等值反向。根据转动平衡知:动力乘下方。所以有mvRsin0\=mrRsinOi»

联立解得〃=〃?以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即•：〃，：m2=sinp：sina

/•mi：m^sinfi：sinam\g'Rsina=mig'Rsinp»

•Zrn\,rnz-sinP：sina

三、轻环穿杆问题

五、斜劈加外力平衡模型总结

D题型剖析

高频考点一受力分析

例1、如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，。为球心。一质量为〃?的小滑块，在水平力厂的作用

下静止于P点。设滑块所受支持刀为尸N，。尸与水平方向的夹角为凡重力加速度为g，下列关系正确的是

()

A.F=-AB.F=/^tan0

Util(/

ma

c.FN=温告5D.FN=/^lan0

【变式训练】图所示，物体A靠在竖直的墙面。上，在竖直向上的力/作用下，A、8物体保持静止，则物

体A受力分析示意图正确的是()

ABCD

高频考点二共点力作用下物体的平衡

例2、】如图所示，两根轻弹簧。、》的上端固定在竖直墙壁上，下端连接在小球上.当小球静止时，弹簧

与竖直方向的夹角分别为53。和37。.已知。、〃的劲度系数分别为h、心，sin53o=0.8,则。、b两弹簧

的伸长量之比为（）

A也B也C独D也

3k04AlJ4k2'3k2

【变式训练】灯笼，又称灯彩，是一种古老的中国传统工艺品。每年的农历正月十五元宵节前后，人们都

挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围。如图6是某节日挂出的一只灯笼，轻绳心。将灯笼悬挂于。点。绳

。与水平方向的夹角为〃，绳〃水平。灯笼保持静止，所受重力为G,绳〃、〃对0点拉力分别为西、g，

下列说法正确的是（）

A・尸产蓊尸2=研

B.Fi=Gsin0,F2=Gtan0

C.Fi和尸2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力

D.R和尸2的合力与地球对灯笼的引力是一对相互作用力

高频考点三静态平衡

例3、将一个半球体置于粗糙水平地面上，半球的正上端有一光滑的小滑轮，柔软光滑的轻绳绕过滑轮，两

端分别系有质最为如=0.4kg、取=0.2kg的物体A、8（两物体和滑轮均可看成质点，故可认为轻绳与半球

体表面处处平行）时，整个装置处于静止状态，装置的截面图如图12所示。已知此时A与半球的球心。的

连线与水平线的夹角0=53。,3与半球的球心。的连线与水平线的夹角〃=37。,其他条件不变，取g=10m/s2,

则（sin370=0.6,cos37°=0.8）（）

A.轻绳中的拉力大小为1.2NB.半球体对3的支持力大小为1.6N

C.A受到的摩擦力大小为0.8ND.地面对半球体的摩擦力为零

【变式训练】如图所示，质量为〃，的光滑球体夹在竖直墙和斜面体之间静止，斜面体质量也为如倾角为

45。，斜面体与水平地面间的动摩擦因数为//（0.5<//<1）,斜面体与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，

若增加球体的质量，且使斜面体静止不动，则可增加的最大质量为（）

高频考点四动态平衡

三力动态平衡模型（一）矢量三角形法类

例4、如图所示，A是一均匀小球，B是一;圆弧形滑块，最初A、B相切于圆弧形滑块的最低点，一切摩

擦均不计，开始8与A均处于静止状态，用一水平推力产将滑块8向右缓慢推过一段较小的距离，在此过

程中（）

A.墙壁对球的弹力不变B.滑块对球的弹力增大

C.地面对滑块的弹力增大D.推力F减小

【变式训练】质量为〃?的物体用轻绳悬挂于天花板上，用水平力尸拉着绳的中点0,使04段绳偏离竖

直方向一定角度，如图7所示.设绳0A段拉力的大小为户r，若保持0点位置不变，则当力尸的方向顺时

针缓慢旋转至竖直方向的过程中（）

A.产先变大后变小，国逐渐变小B.尸先变大后变小，尸「逐渐变大

C.尸先变小后变大，后逐渐变小D.尸先变小后变大，再逐渐变大

三力动态平衡模型（二）相似三角形法类

例5、如图所示，光滑大球固定不动，它的正上方有一个定滑轮，放在大球上的光滑小球（可视为质点）用细

绳连接，并绕过定滑轮，当人用力尸缓慢拉动细绳时，小球受支持力为尸N，小球未脱离大球，则FN、”的

变化情况是（）

A.都变大B.&不变，/变小C.都变小D.尸N变小，尸不变

【变式训练】如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为用的小球套在

圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移

动过程中，手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力区的大小变化情况是（）

A.尸不变，尸N增大B.尸不变，尸N减小

C.F减小,人不变D.尸增大，人减小

三力动态平衡模型（三）单位圆或正弦定理发类型

例6、如图，柔软轻绳ON的一端。固定，其中间某点M拴一篁物，用手拉住绳的另一端N,初始时，OM

竖直且MN被拉直，0M与MN之间的夹角为a（a>§.现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角a不变.在

OM由竖直被拉到水平的过程中（)

o

A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小

C.0M上的张力逐渐增大D.上的张力先增大后减小

【变式训练】如右图所示，一圆环位于竖直平面内，圆环圆心处的一小球，OP、0Q为两根细绳，一端与

球相连另一端固定在圆环上。0P呈水平，0Q与竖直方向成30。角，现保持小球位置不动，将圆环沿顺

时针方向转过90°角，则在此过程中

A.OP绳所受拉力增大B.。尸绳所受拉力先增大后减小

C.OQ绳所受拉力先减小后增大D.OQ绳所受拉力先增大后减小

高频考点五衣钩（正Y）模型

例7、如图所示，轻质不可伸长的麻衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩

是光滑的，挂于绳上处于静止状态,如果只人为改变一个条件,当衣架静止时，下列说法正确的是［