备战2026年高考物理（新高考）易错点02 力的突变与共点力平衡问题（4陷阱点5考点7题型）（原卷版）

易错点02不会分析力的突变与共点力平衡问题

目录

01易错陷阱

易错点一、对摩擦力的方向及突变性认识不足

易错点二、对弹力的产生与瞬时加速度分析

易错点三、混淆“死结”和“活结”和“轻杆、轻绳”连接体

易错点四、不会分析求解共点力的平衡

02易错知识点

知识点一、斜面上物体静摩擦力突变

知识点二、斜面体静摩擦力有无

知识点三、连接体的静态平衡分析

知识点四、共点力的平衡分析过程

知识点五、解决动态平衡问题的思路与方法

03举一反三——易错题型

题型一：弹力突变问题

题型二：摩擦力突变问题

题型三：一恒两向变（一力不变，两力方向都变）——相似三角形

题型四：一恒一向定（一力不变，一力方向不变）——有时有最小值

题型五：一恒一大小定（一力不变，一力的大小不变）——通常画圆

题型六：一恒两向夹角定（一力不变，另两力力的方向夹角不变）——可构造圆辅

助分析

题型七：一恒两大小定（一个力大小方向不变，另两个力大小总相等）

04易错题通关

易错点一、对摩擦力的方向及突变性认识不足

1.在分析摩擦力的方向时，一定要注意摩擦力方向的可变性，尤其是在分析静摩擦力的时候，二者

共速(转折点)的时刻往往是摩擦力方向发生突变的关键时刻。

2.摩擦力的的突变问题

“静静”物体在静摩擦力和其他力的作用下处于相对静止状态，当作用在物体上的其他力的合力

突变发生变化时，如果物体仍然保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将发生突变

“动静”在滑动摩擦力和其他力作用下，物体突然停止相对滑动时，物体将不受滑动摩擦力作用，

突变或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力

“静动”物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态，当其他力变化时，如果物体不再保

突变持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力

物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当两物体间的压力发生变化时，滑动摩擦力

“动动”

的大小随之而变；或者两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化，滑动摩擦力的方

突变

向也会随之而变

易错点二、对弹力的产生与瞬时加速度分析

1.绳产生的拉力、物体产生的支持力、杆产生的支持力或拉力本质都是因形变而产生弹力。

2.加速度可发生突变，速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变。

3.处理加速度突变的理论依据是牛顿第二定律。

根据牛顿第二定律，F=ma，加速度a与物体受到的合力F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，

F为该时刻物体所受的合力；加速度与合力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同

时消失。

易错点三、混淆“死结”和“活结”和“轻杆、轻绳”连接体

1.“死结”模型与“活结”模型

模型模型示例模型解读

“死结”模型“死结”可理解为把绳子分成

两段，且不可以沿绳子移动的

结点。“死结”两侧的绳因结而

变成了两根独立的绳，因此由

“死结”分开的两段绳子上的

弹力不一定相等

“活结“模型“活结可理解为把绳子分成两

段，且可以沿绳子移动的结点。

活结一般是由绳跨过滑轮或者

绳上挂一光滑挂钩而形成的。

绳子虽然因“活结而弯曲，但

实际上是同一根绳，所以由活

结”分开的两段绳子上弹力的

大小一定相等，两段绳子合力

的方向一定沿这两段绳子夹角

的平分线

2.“动杆”模型与“定杆”模型

模型模型示例模型解读

“动杆”模型对于一端有转轴或有铰链

的轻杆，其提供的弹力方

向一定是沿着轻杆的方向

“定杆“模型端固定的轻杆（如一端插

入”墙壁或固定于地面)，

其提供的弹力不一定沿着

轻杆的方向，力的方向只

能根据具体情况进

行分析，如根据平衡条件

或牛顿第二定律确定杆中

弹力的大小和方向

易错点四、不会分析求解共点力的平衡

1．平衡状态

(1)物体处于静止或匀速直线运动的状态．

(2)对“平衡状态”的理解

Δv

不管是静止还是匀速直线运动，速度保持不变，所以Δv＝0，a＝，对应加速度为零，速度为零不

Δt

代表a＝0.

例如，竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬间速度为零，但这一状态不可能保持，因而上抛物

体在最高点不能称为静止，即速度为零不等同于静止．

2．共点力平衡的条件

(1)共点力平衡的条件是合力为0.

(2)表示为：F合＝0；或将各力分解到x轴和y轴上，满足Fx合＝0，且Fy合＝0.

二力平衡：若物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力一定等大、反向、共线．

①三力平衡：若物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力等大、

②反向、共线．

多力平衡：若物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中任意一个力与其余所有力的合力等

③大、反向、共线．

(3)当物体受三个力平衡，将表示这三个力的有向线段依次首尾相连，则会构成一个矢量三角形，表

示合力为0.

知识点一、斜面上物体静摩擦力突变

【模型构建】如图所示，一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上。

m

θ

1.试分析m受摩擦力的大小和方向

【解析】：假设斜面光滑，那么物体将在重力和斜面支持力的作用下沿斜面下滑。说明物体有沿斜面

向下运动的趋势，物体一定受到沿斜面向上的静摩擦力作用。由平衡条件易得：

2.若斜面上放置的物体沿着斜面匀速下滑时，判断地面对静止斜面有无摩擦力。�=𝑚𝑠��

【解析】：因地面对斜面的摩擦力只可能在水平方向，只需考查斜面体水平方向合力是否为零即可。

斜面所受各力中在水平方向有分量的只有物体A对斜面的压力N和摩擦力f。若设物体A的质量为

m，则N和f的水平分量分别为

，方向向右，，方向向左。

�可�见=斜�面�在𝑐水��平𝑠方��向所受合力为零�。�=无�左�右𝑠运��动�的��趋�势，地面对斜面无摩擦力作用。

3.如图，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的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2>0）。

设斜面倾角为θ，斜面对物块的静摩擦力为f。

(1).当时斜面对物块无静摩擦力

(2).当�=𝑚𝑠��时物块有相对于斜面向上运动的趋势静摩擦力方向向下平衡方程为：

�>𝑚𝑠���=�+

�随�着𝑠F��的增大静摩擦力增大，当静摩擦力达到最大值时外力F取最大值F1时，由平衡条件可得：

F1=f+mgsinθ---------------------(1)；

(3).当时物块有相对于斜面向下运动的趋势静摩擦力方向向上平衡方程为：

�<𝑚𝑠���+�=

�随�着𝑠F�的�增大静摩擦力减小当静摩擦力减小为0时突变为(2)中的情形，随着F的减小静摩擦力增大，

当静摩擦力达到最大值时外力F取最小值F2时，由平衡条件可得：f+F2=mgsinθ----------------(2)；

联立(1)(2)解得物块与斜面的最大静摩擦力f=(F2-F1)/2.

知识点二、斜面体静摩擦力有无

1.自由释放的滑块能在斜面上匀速下滑时，m与M之间的动摩擦因数μ＝gtanθ．

2．自由释放的滑块在斜面上：

(1)静止或匀速下滑时，斜面M对水平地面的静摩擦力为零；

(2)加速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向右；

(3)减速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向左．

3．自由释放的滑块在斜面上匀速下滑时，M对水平地面的静摩擦力为零，这一过程中再在m上加

上任何方向的作用力，(在m停止前)M对水平地面的静摩擦力依然为零．

4．悬挂有物体的小车在斜面上滑行：

(1)向下的加速度a＝gsinθ时，悬绳稳定时将垂直于斜面；

(2)向下的加速度a＞gsinθ时，悬绳稳定时将偏离垂直方向向上；

(3)向下的加速度a＜gsinθ时，悬绳将偏离垂直方向向下．

知识点三、连接体的静态平衡分析

1.轻杆连接体问题

【问题】如图，求m1：m2大小

方法一、正弦定理法方法二、力乘力臂法方法三、重心法

对m1、m2受力分析，三力平以整体为研究对象，以圆心为转动以整体为研究对象，整体受重力

衡可构成矢量三角形，根据轴，两圆弧的支持力的力臂均为和两圆弧的支持力，根据三力平

正弦定理有，零，轻杆弹力的力臂相等，力乘以衡必共点，因此整体的重心必过

力臂等值反向。根据转动平衡知圆心正下方。所以有

对m1：:

�1��

𝑠��1=𝑠��动力乘以动力臂等于阻力乘以阻m1·Rsinθ1=m2·Rsinθ2，m1：

对m2：

�2��

力臂，即m1g·Rsinα=m2g·Rsinβ。m2=sinβ：sinα∴

𝑠��2=𝑠��

根据等腰三角形有：θ1=θ2

m1：m2=sinβ：sinα

∴

联立解得m1gsinα=m2gsinβ

m1：m2=sinβ：sinα

∴

2．轻环穿杆问题

FNFNFNFN

f

μ

T2

θT

TT

T1

轻环穿光滑杆，二力平衡，轻环穿粗糙杆，三力平衡，轻环穿光滑大圆环，拉力沿径向

拉力垂直杆最大夹角tanθ=μ

知识点四、共点力的平衡分析过程

1．共点力

作用于物体的同一点或作用线相交于一点的几个力。

2．平衡状态

物体保持静止或匀速直线运动的状态。

3．共点力的平衡条件

Fx＝0，

(1)F合＝0或者

Fy＝0。

(2)平衡条件的推论

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，其中任何一个力与其余两个力的

合力大小相等，方向相反；并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。

③多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的

合力大小相等，方向相反。

4.静态平衡与动态平衡：

（1）静态平衡模型

物体保持静止或匀速直线运动的状态，物体受到的各个力不变。

（2）动态平衡模型

①物体受到的力在发生动态变化，但物体保持静止或匀速直线运动的状态

②物体“缓慢”运动时，可把物体看作平衡状态处理，物体所受合力为0.

知识点五、解决动态平衡问题的思路与方法

1.解决问题切入思路

（1）解析法

对研究对象进行受力分析，先画出受力示意图，再根据物体的平衡条件列式求解，得到因变量

与自变量的函数表达式(通常为三角函数关系)，最后根据自变量的变化确定因变量的变化。

(2)图解法

不需要列式计算，通过画图分析求解。对于三个力作用下的平衡问题，通常

①一个力大小、方向均不变，另一个力方向不变，通常画闭合三角形。

②一个力是恒力，另两个力方向的夹角保持不变的情况，可构造圆，来解决。恒力对应的圆心

角不变。

③当一个力是恒力，另一个力大小不变时，也可画圆来分析处理。

题型一：弹力突变问题

【例1】（多选）如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，

橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是（）

A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变

B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin

C．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为θ

�

D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为�g�s�i�n

θ

【变式1-1】（多选）如图所示，A，B两球质量相等，光滑斜面的倾角为，图甲中A、B两球用轻

弹簧相连，图乙中A，B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜θ面垂直，轻弹簧、轻杆均

与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有（）

A．图甲中AB球的加速度一定相等

B．图甲中B球的加速度为0

C．图乙中轻杆的作用力一定为零

D．图乙中两球的加速度一定为gsin

【变式1-2】（多选）如图甲、乙所示，θ细绳拴一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上的轻质

铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平。已知重

力加速度为g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。下列结论正确的是（）

A．甲、乙两种情境中，小球静止时，细绳的拉力大小均为

4

𝑚

B．甲图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g3

C．乙图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为

5

�

D．甲、乙两种情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小3均为

5

�

【变式1-3】（多选）如图，两个质量均为m的相同物块A、B叠3放在轻弹簧上，处于静止状态，轻

弹簧下端固定在地面上，劲度系数为k。现对A物块施加竖直向上的恒力F＝1.6mg，下列说法正

确的是（）

A．力F作用瞬间，A、B间的弹力为0.2mg

B．A、B刚分离时，A的加速度大小为g

C．A、B刚分离时，弹簧的弹力为1.6mg

D．从F开始作用到A、B刚分离，弹簧的形变量减小了

2𝑚

5�

题型二：摩擦力突变问题

【例2】用一个水平推力F＝Kt（K为恒量，t为时间）把一重为G的物体压在竖直的足够高的平整

墙上，如图所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力f随时间t变化关系是下图中的哪一个（）

A．B．C．D．

【变式2-1】如图a所示，质量为m的半球体静止在倾角为的平板上，当从0°缓慢增大到90°

的过程中，半球体所受摩擦力Ff与的关系如图b所示，θ已知半球体始终θ没有脱离平板，半球体

θ

与平板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度为g，则（）

3

4

A．0～q段图象可能是直线B．q～段图象可能是直线

�

2

C．qD．P

�3𝑚

==

【变式2-26】如图所示，足够长的传送带与水平面间的夹5角为，以速度v0逆时针匀速转动．在传送

带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送θ带间的动摩擦因数＜tan，选沿传送

带向下为正方向，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是（μ）θ

A．B．C．D．

题型三：一恒两向变（一力不变，两力方向都变）——相似三角

形

【例3】如图所示，为质量均可忽略的轻绳与轻杆组成系统，轻杆A端用铰链固定，滑轮在A点正

上方（滑轮大小及摩擦力均可不计），轻杆B端吊一重物G现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力

F将B端缓慢释放（均未断）到AB杆转到水平位置前，以下说法正确的是（）

A．绳子受到的拉力越来越大

B．绳子受到的拉力越来越小

C．AB杆受到的压力越来越大

D．AB杆受到的压力越来越小

题型四：一恒一向定（一力不变，一力方向不变）——有时有最

小值

【例4】（多选）如图所示，质量为m的电灯悬挂于两墙之间，OA水平，OB与竖直方向的夹角为

30°，改变绳OA的长度，使连接点A向上移动，但保持O点、B点位置不变，则A点上移时

（）

A．OA绳的拉力逐渐减小

B．当A点处于在某位置时，OA绳的拉力可能为0.4mg

C．A点在任何位置，OA绳的拉力都不可能为0.4mg

D．OA绳的拉力先减小后增大

题型五：一恒一大小定（一力不变，一力的大小不变）——通常

画圆

【例5】如图所示，在“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧测

力计，分别用F1和F2拉两个弹簧测力计，将这端的结点拉至O点．现让F1大小不变，方向沿顺

时针方向转动某一角度，且F1始终处于PO左侧，要使这端的结点仍位于O点，则关于F的大

小和图中的角，下列说法中错误的是（）

θ

A．增大F2的同时增大角

B．增大F2的同时减小θ角

C．增大F2而保持角不θ变

θ

D．减小F2的同时增大角

θ

题型六：一恒两向夹角定（一力不变，另两力力的方向夹角不变）

——可构造圆辅助分析

【例6】如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N，初

始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为（＞），现将重物向右上方缓慢拉起，

�

并保持夹角不变，在OM由竖直被拉到水平的过程中（αα）2

α

A．MN上的张力逐渐增大

B．MN上的张力先增大后减小

C．OM上的张力逐渐增大

D．OM上的张力先减小后增大

题型七：一恒两大小定（一个力大小方向不变，另两个力大小总

相等）

【例7】如图所示，光滑轻质挂钩下端悬挂质量为m的重物，跨在长度为L的轻绳上，开始时绳子

固定在框架上等高的A、B两点，与水平方向的夹角为，绳子的拉力为F。现保持绳长不变，将

绳子右端从B点沿竖直方向缓慢移至C点，再从C点沿θ水平方向向左缓慢移至D点。关于绳子

拉力的变化。下列说法正确的是（）

A．从B移至C的过程中，拉力F变小

B．从B移至C的过程中，拉力F不变

C．从C移至D的过程中，拉力F不变

D．从C移至D的过程中，拉力F变大

1.（2022•深圳二模）冰雪运动爱好者利用无人机牵引，在光滑水平冰面上匀速滑行，如图所示。

牵引绳与竖直方向成角，人所受空气阻力恒定。则（）

θ

A．角越大，绳子对人的拉力越大

B．θ角越大，冰面对人的支持力越大

C．空θ气对无人机的作用力可能沿着绳子方向

D．无人机对绳的拉力与绳对人的拉力是一对相互作用力

2.（2022•凤阳县校级三模）如图所示，水平传送带上放一物体，当传送带向右以速度v匀速传动

时，物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态，此时弹簧的伸长量为Δx；当传送带向右的

速度变为2v时，物体处于静止状态时弹簧的伸长量为Δx′．则关于弹簧前、后的伸长量，下

列说法中正确的是（）

A．弹簧伸长量将减小，即Δx′＜Δx

B．弹簧伸长量将增加，即Δx′＞Δx

C．弹簧伸长量不变，即Δx′＝Δx

D．无法比较Δx′和Δx的大小

3.（2024•五华区校级模拟）打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸。结构

示意图如图所示，设图中刚好有50张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动

并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为1，纸张与纸张之间、

纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为2，工作时搓纸轮给第1张纸μ的压力大小为F。打印

机正常工作时，下列说法正确的是（）μ

A．第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向右

B．若1＝2，则进纸系统不能进纸

C．第μ50张μ纸与摩擦片之间的摩擦力为2（F+50mg）

D．第20张纸与第21张纸之间的摩擦力μ大小可能为2（F+20mg）

4.（2024•通州区一模）如图1所示，磁铁将一张厚纸μ片压在竖直磁性黑板上保持不动。若将这张

厚纸片两次折叠后仍能被该磁铁压在黑板上保持不动，如图2所示。图1中黑板对厚纸片的摩

擦力为F1，最大静摩擦力为F1max，图2中黑板对厚纸片的摩擦力为F2。最大静摩擦力为F2max

下列判断正确的是（）

A．F1＞F2B．F1＜F2

C．F1max＞F2maxD．F1max＜F2max

5.（2024•辽宁一模）高空走钢丝杂技表演在越接近钢丝末端时，钢丝绳会倾斜得越厉害，行走也

越缓慢。一位杂技演员正在进行走钢丝表演，对该演员在甲、乙两位置时，下列说法正确的是

（）

A．在甲位置时钢丝对演员的作用力小于在乙位置时钢丝对演员的作用力

B．在甲位置时演员受到的合外力小于在乙位置时演员受到的合外力

C．在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力

D．在甲位置时钢丝对演员的摩擦力大于在乙位置时钢丝对演员的摩擦力

6.（2024•宁河区校级二模）春节贴“福”字是民间由来已久的风俗，新春佳节临近，某同学正写

“福”字，他在水平桌面上平铺一张红纸，并在红纸左侧靠近边缘处用“镇纸”压住以防止打

滑，整个书写过程中红纸始终保持静止，则该同学在书写过程中（）

A．提笔静止时，手对毛笔的摩擦力大小与握力成正比

B．向下顿笔时，毛笔对红纸的压力大于红纸对毛笔的支持力

C．向右行笔时，红纸对“镇纸”的静摩擦力方向向右

D．向右行笔时，红纸对桌面的静摩擦力方向向右

7.（2024•浙江一模）如图，两根相互平行的长直木棍AB和CD，两端固定。一个外径D0＝10cm、

质量m＝20kg的管状铸件恰能从木棍上端匀速滑下，已知两木棍间距d＝8cm，与水平面的夹

角＝37°，忽略木棍粗细，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则（）

α

A．木棍对铸件弹力的合力为80N

B．每根木棍与铸件间的摩擦力为60N

C．若仅稍增大AB与CD间距离，木棍对铸件弹力的合力增大

D．若仅稍减小AB与CD间距离，铸件将沿木棍减速下滑

8.（2024•西安模拟）如图AO、CO为不可伸长的轻绳，BO为可绕B点自由转动的轻质细杆，

杆长为L，A、B两点的高度差也为L。在O点用轻绳CO悬挂质量为m的重物，杆与绳子的

夹角＝30°，下列说法正确的是（）

α

A．轻绳AO、CO对O点作用力的合力沿杆由O指向B

B．轻杆对O点的力垂直BO斜向右上

C．轻绳AO对O点的拉力大小为mg

D．轻杆BO对B点的力大小为

9.（2024•龙岗区校级三模）如图所3�示�，在竖直墙壁上固定水平轻杆OB，B为铰链装置，OA为

轻质细绳且与水平方向夹角＝30°，小球质量为m，通过轻绳系于O点，初始时整个装置处

于静止状态，现保证O点位θ置不变，逐渐减小绳OA的长度，使绳的上端由A点缓慢移动至C

点。已知重力加速度为g，不计所有摩擦，则下列说法正确的是（）

A．初始时OA绳的拉力大小为mg

B．移动过程中OA绳的拉力大小3逐渐增大

C．移动过程中OB杆的弹力逐渐减小

D．最终OA绳的拉力大小减小至0

10.（2024•姜堰区校级模拟）燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示，这是a、b两款不同的

燃气灶支架，它们都是在一个圆圈底座上等间距地分布有五个支架齿，