2026年高考物理二轮复习（上海）题型02 共点力平衡（题型专练）（原卷版）

题型02共点力平衡

目录

第一部分题型解码高屋建瓴，掌握全局

第二部分考向破译微观解剖，精细教学

典例引领方法透视变式演练

题型01静态平衡问题

题型02动态平衡问题

题型03临界极值问题

第三部分综合巩固整合应用，模拟实战

共点力平衡是高考力学核心考点，近三年常以选择题、计算题形式独立考查或融入电磁学综合

题。其作用在于强化受力分析能力，为动力学、能量问题奠基。

典型命题：静态计算（三力汇交）、动态分析（力随角度变化）、临界极值（最大静摩擦力）、

连接体平衡。

核心能力：精准受力分析，灵活选用正交分解/矢量三角形法，判断临界状态。

思维误区：漏画约束力（如支持力）、方向误判（摩擦力方向）、研究对象混淆（整体与隔离法错

用）、平衡条件误用（非共点力问题）。

题型01静态平衡问题

【典例】（2024上海市黄浦区二模）如图（a）为救灾工作中消防员从顶楼直降到某一楼层的瞬间，如图（b）

所示O点为轻绳悬挂点且保持固定，脚与竖直墙接触点为A，人的重心在B，A与B中间部分可简化为轻

杆。初始时OBA90，消防员在缓慢下降过程中AB长度以及AB与竖直方向的夹角均保持不变。墙对轻

杆的弹力大小的变化规律是，轻绳上拉力大小的变化规律是。（均选择：A．“逐

渐减小”、B．“逐渐增大”、C．“先减小后增大”）

处理平衡问题常用的方法

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等，方向

合成法

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，则其分力和其他两个力

分解法

满足平衡条件

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两组，每

正交分解法

组力都满足平衡条件

解答静态平衡问题的基本思路

【变式1】（2023上海市静安区二模）如图，三根轻绳一端分别系住A、B、C三个物体，它们的另一端分

别通过光滑定滑轮系于O点，整个装置处于平衡状态时，Oa与竖直方向成37°，Ob处于水平状态。已知B

物体的质量为m，则A物体的质量为；如果将左边的滑轮a缓慢水平向左移动距离s，最终整

个装置仍处于平衡状态，重力加速度为g，则装置的机械能变化的大小为。（取sin37=0.6，

cos37=0.8.）

【变式2】光滑水平面上，细线一端固定在O点，另一端与小球相连，小球受到两个相互垂直的水平拉力F1

和F2，细线始终水平，F1与细线的夹角为（为钝角），小球始终处于平衡状态。则下列说法正确的是

（）

A．保持拉力F2恒定不变，F1方向不变，大小逐渐增加，则小球受到细线的拉力逐渐减小

B．只增加细线的长度，保持三个力方向不变，则F2减小

C．若保持角和F2不变，将拉力F1沿顺时针方向缓慢转动，则小球受到细线的拉力将逐渐增大

D．若保持角和F2不变，将拉力F1沿顺时针方向缓慢转动，则小球受到细线的拉力将逐渐减小

题型02动态平衡问题

【典例】（2025上海徐汇区二模）某同学使用如图装置验证机械能守恒定律。当地重力加速度大小为g。

4．测量挡光片宽度宜选用（）

A．厘米刻度尺B．游标卡尺C．螺旋测微器

5．用水平推力从最低点缓慢推高摆锤的过程中，推力F与轻质连杆对摆锤的拉力T的变化情况为（）

A．F增大，T减小B．F、T都增大

C．F减小，T增大D．F、T都减小

6．将摆锤从图示位置静止释放，读取并记录各挡光片的对应高度h和摆锤经过各挡光片的挡光时间t，测

得各挡光片的宽度均为d。利用实验数据，以h为横坐标，以为纵坐标绘制图线，当图线为斜率

大小近似为g的倾斜直线时，可认为摆锤下摆过程中机械能守恒。

7．摆锤以大小为v的速度经过最低点后，在制动装置作用下静止于连杆与竖直方向夹角为位置。已知摆

锤质量为m、摆长为L，求刹停过程中制动装置对摆锤做功W。

1.定义：物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个状

态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡.

2.分析动态平衡问题的方法

方法步骤

(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式；

解析法

(2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况

(1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化；

图解法

(2)确定未知量大小、方向的变化

(1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角

相似三角形法形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式；

(2)确定未知量大小的变化情况

【变式1】(24-25高一上·浙江嘉兴·期末)一根细线系着一个质量为m的小球，细线上端固定在横梁上。给小

球施加力F，小球平衡后细线跟竖直方向的夹角为，如图所示。现将F的方向由图示位置逆时针旋转至竖

直方向的过程中，小球始终在图中位置保持平衡，则（）

A．绳子拉力一直增大B．F一直减小

C．F的最小值为mgsinD．F的最小值为mgtan

【变式2】（2023上海市静安区二模）如图，可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从底部经a点爬到b点，

蚂蚁经过这两点所受摩擦力Ffa、Ffb和弹力FNa、FNb的情况是（）

A．Ffa>Ffb，FNa>FNb

B．Ffa>Ffb，FNa<FNb

C．Ffa<Ffb，FNa>FNb

D．Ffa<Ffb，FNa<FNb

题型03临界与极值问题

【典例】．(24-25高一上·上海曹杨第二中学·月考)如图所示，质量mA2kg物体A置于水平地面上，质量

mB1kg物体B置于A上，并用水平细绳将其与竖直墙面相连。A与B、A与地面间的动摩擦因数均为

0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平力F将A向右拉出：

(1)求B物体受到的摩擦力大小；

(2)为了能将A向右拉出，求水平力F的最小值Fmin。

一、临界问题

当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不

出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述.

二、极值问题

平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题.一般用图解法或解析法进行分析.

三、临界、极值问题方法总结

1.极限法：首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点；临界条件必须在变

化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而要把某个物理量推向极端，即极大和极小.

2.数学分析法：通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(画出函数图象)，用数

学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值).

3.物理分析方法：根据物体的平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则

进行动态分析，确定最大值与最小值.

【变式1】(24-25高一上·上海曹杨第二中学·期中)一根绳子能承受的最大拉力为250N，若两人沿相反方向

拉绳，当每人用力达到N时，绳子会被拉断。若绳的一端被固定，一人用力拉绳子的另一端，则

此人用力达到N时，绳子会被拉断。

【详解】[1][2]绳子能承受的最大拉力是250N，两个沿相反方向拉绳子和将绳的一端固定在墙上，一个

人用力拉绳子另一端，其最终效果是一样的，当绳子被拉断时，其所用的拉力都是250N，绳子会被拉

断。

【变式2】(25-26高一上·广西柳州铁一中学·期中)如图所示，粗糙水平面上放置一半径为R的四分之一圆柱

体，圆柱体只有圆弧表面光滑，其他部分粗糙。光滑轻滑轮C（大小可忽略不计）用轻杆固定在圆心O的

正上方，轻质细线一端固定在A点，另一端跨过滑轮连接质量为m23kg的小球（可视为质点），小球置

于四分之一圆柱体圆弧表面上D点，CDR，且CD与竖直方向成30角，物块B通过光滑轻质圆环悬挂

在细线上静止于P点，AP与竖直方向成60角，此时圆柱体恰处于平衡状态。已知A、P、C、D在同一竖

直面内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g10m/s2。

(1)求细线的拉力；

(2)求物块B的质量m1；

(3)若四分之一圆柱体的质量为m233kg，求圆柱体与地面之间的动摩擦因数。

第19届杭州亚运会我国运动员获得了201枚金牌，远超第二名日本。亚运会以及奥运会上众多的运动项目

都蕴含着丰富的动力学知识。

1．如图，运动员在平衡木上缓慢做花样动作的过程中（）

A．重心位置一定不变

B．不论是双手还是单手撑在平衡木上，平衡木对人的作用力都不变

C．若运动员双手支撑，则两只手臂的夹角越大，每只手所受平衡木的支持力越大

D．若运动员双手支撑，则两只手臂的夹角越大，每只手所受平衡木的支持力越小

2．本届杭州亚运会上跳水运动员全红婵表演水花消失术，惊呆了所有的评委和观众。在跳水过程中（）

A．运动员从跳台上跳起，上升过程中，处于超重状态

B．运动员到达最高点时，处于平衡状态

C．运动员在下降过程中，处于失重状态

D．运动员起跳时，跳板的支持力大于她对跳板的压力

3．运动员在水平跳台上做原地纵跳时，在快速下蹲后立即蹬伸的过程中，人受到的地面支持力的变化情况

（如图，G为重力，F为支持力）用Ft图像表示，则下图正确的是（）

A．B．

C．D．

4．蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动，属于体操运动的一种，有“空中芭

蕾”之称。将蹦床运动简化为如图所示。A为某次下落运动员的最高点，B为运动员下落过程中刚接触蹦床

时的位置，C为运动员到达的最低点。运动员自A落至C的运动过程中，下列说法错误的是（）

A．A至B，运动员加速运动

B．B至C，运动员减速运动

C．运动员在C点，速度为零，加速度不为零

D．运动员在最低点C的加速度大于g

中午不睡，下午崩溃。午休20分钟的“囊萤映雪”还不如“养精蓄锐”。尽管午睡时间可能并不长，但人们还

是想出了多种多样的休息方式

5．(25-26高三上·上海晋元高级中学·期中)如图1所示，某同学在教室午睡。他趴在了一个午睡枕上进行午

休。午睡枕的所受到的压力是由于________的形变

A．人B．午睡枕

6．(25-26高三上·上海晋元高级中学·期中)另一同学选择在花园用吊床午睡。如图2所示，当他午睡时，两

侧悬挂位置等高，且悬挂绳与竖直方向的夹角都为，若悬挂绳所能承受的最大拉力为F，则（）

A．吊床所能承受的最大体重为2Fsin

B．若增大，则吊床所能承受的最大体重会增大

C．若减小，同一个人睡在吊床上，吊床对人的作用力会增大

D．若保持悬挂点等高，且两悬挂绳与竖直方向夹角始终保持相同，拉开悬挂点间的水平距离，吊床所

能承受的最大体重会减小

7．(25-26高三上·上海晋元高级中学·期中)若图2中，这位同学边躺边晃悠吊床，使其左右做等幅摆动。该

过程中，同学受到的重力为F1，他对吊床的作用力为F2，吊床对他的作用力为F3，当他来回摆动时，（）

A．最低点时，F1F2B．最低点时，F2F3

C．最高点时，F1F2D．最高点时，F2F3

8．(25-26高三上·上海晋元高级中学·期中)如图3所示，甚至还有同学想要搬躺椅来午睡。现将躺椅结构简

化为右图，躺椅两个板面与水平方向的夹角分别为和，若此时将从15缓慢增大为45，且保持

60，则在此过程中左板对人的弹力（）

A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大

正确的受力分析是多数物理题目的基石。

9．某运动员以如图所示的姿势蹲在水平地面上，则该运动员（）

A．受到水平向前的摩擦力B．受到水平向后的摩擦力

C．受到竖直向上的支持力D．受到支持力由脚底形变产生

10．如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为F1，儿子对父亲的力记为F2，

则（）

A．F2F1B．F1和F2大小相等

C．F1先于F2产生D．F1后于F2产生

11．唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索

分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列

说法正确的是（）

A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大

B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大

C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力

D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力

12．矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜

向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升

力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff。下列受力分析示意图可能正确的是（）

A．B．

C．D．

13．如图是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人

员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时，氦气球对其有大小为

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mg、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉（月表的重力加速度约为地表的），

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若将人视为质点，此时工作人员（）

11

A．受到的重力大小为mgB．受到的合力大小为mg

66

11

C．对球面的压力大小为mgD．对球面的作用力大小为mg

66

14．在2021“一带一路”年度汉字发布活动中，“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精神内涵的汉字拔得

头筹，成为年度汉字。如图为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分，质量均为m。

用细线连接两部分。当细线都绷紧时，整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接a、b两点的细线为

l，连接c、d两点的细线为n，重力加速度为g。则（）

A．细线l对a点的作用力向上

B．细线l的拉力小于细线n的拉力

C．细线n的拉力大小等于mg

D．整个模型对地面的压力大小为2mg

15．图（a）是有“中国天眼”美誉的FAST——目前世界最大口径的射电望远镜，其核心部件之一是馈源舱，

重29.8吨，由六根钢索固定在球面反射镜的上方，负责搜集球面反射回的电磁波信号。

(1)如图（b），馈源舱静止时，六根钢索拉力大小相等，且均与竖直方向成60°角，此时一根钢索上的拉力

大小为N（g=9.8m/s2，保留2位有效数字）。

(2)FAST发现了目前所知周期最短的双星系统，如下图（c），A、B两颗脉冲星（质量为mA和mB）各自

绕两星间连线上的一定点O做周期为T的匀速圆周运动，轨道半径RA<RB。关于两颗脉冲星，下列说法正确

的是（）

A．角速度相等

B．线速度大小相等

C．mA>mB

D．mA<mB

16．如图（a）所示的电梯轿厢中的物块与轿厢相对静止，且只受到重力G、电梯对其的支持力N以及地板

对其摩擦力f的作用，其速度方向已画出。轿厢内水平放置的一碗水，其水面形状图（b）所示。

(1)请在图（a）中画出物块的受力分析图。

(2)此时N的大小（选填：A．大于B．等于C．小于）G的大小

(3)图（b）中的现象可使用我们学过的定律解释。

生活中的力

生活中会遇到各种各样的力，不同的力有不同的特点。

17．(25-26高一上·上海交通大学附属中学·期中)如图所示为某款可调节角度的磁吸式车载手机支架，手机

放在支架上被磁力吸住。已知手机受到的磁力大小恒定、方向垂直于手机屏幕，当车辆静止时，

（1）手机受到个力作用

（2）若磁力增大，则手机受到的摩擦力()

A．变大B．变小C．不变

（3）将支架吸盘按图示箭头方向逆时针缓慢旋转90，手机受到的摩擦力()

A．一直变大B．一直变小C．先变大后变小D．先变小后变大

18．(25-26高一上·上海交通大学附属中学·期中)如图所示，工艺磁吸摆件放在木制水平桌面上，两个磁性

小球分别用细线固定在木座顶部和底部中心位置。在磁力作用下，两细线均竖直伸直。已知木座质量为M，

两小球质量均为m。设上方细线拉力大小为T、桌面对木座的支持力大小为FN，下列关系正确的是（）

A．Tmg，FNMgB．T2mg，FNM2mg

C．T2mg，FNM2mgD．T2mg，FNM2mg

19．(25-26高一上·上海交通大学附属中学·期中)放风筝是我国一项传统民俗。现有一可视为平面的风筝在

空中稳定悬停时，受到垂直于风筝面向上的风力F。若风筝平面与水平方向夹角为，风筝线与水平方向

夹角为。某时刻风力发生变化，通过调整风筝线，风筝再次处于平衡状态时，夹角仍保持不变，夹角

变小090。再次悬停时较之初次悬停，下列说法正确的是（）

A．T减小，F减小B．T减小，F增大

C．T增大，F增大D．T增大，F减小

20．(25-26高一上·上海交通大学附属中学·期中)帆船是一种依靠自然风力来推动船只前进的交通工具，如

图所示，一艘帆船正在沿着“之”字路线做无动力逆风行驶，风力垂直于帆面，为实现“顶风逆行”，需要将船

帆调整到哪个位置（）

A．B．

C．D．

21．(25-26高一上·上海交通大学附属中学·期中)弹弓是一种传统非遗技艺项目的器械。图（a）是一种“Y”

型弹弓，两根完全相同的皮筋一端和弹兜相连，另一端分别固定在Y形支架的两个弓眼上。使用者先拉皮

筋，并保持弹丸静止，此时两皮筋长度相同，如图（b）所示，然后释放弹丸，让其弹出。

（1）用力F1拉皮筋使弹丸处于静止状态，两侧皮筋间夹角为。若仅增大弓眼间距，再用力F2拉皮筋使弹

丸处于静止状态，此时两皮筋间的夹角仍为，则()

A．F1F2B．F1F2C．F1F2

（2）若以初速度30m/s竖直向上射出一弹丸，g取10m/s2，其上升的最大高度为m

22．(25-26高一上·上海交通大学附属中学·期中)在清洁外墙玻璃时可以用磁力刷。如图所示，厚度d3cm

的玻璃左右表面平整且竖直，两个相同特制磁力刷A、B（均可视为质点）之间的吸引力始终沿AB连线方

k

向，吸引力F的大小与AB间距离x成反比，即F。已知A的质量为m，与玻璃间的动摩擦因数0.5，

x

滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，当A、B吸附在玻璃两侧表面且水平正对时，A、B间的吸引力

F4mg。

（1）控制B从图中位置水平向右缓慢移动，要A不下滑，求AB的最远距离xm；

（2）控制B从图中位置竖直向上缓慢移动，当A也恰能从图中位置竖直向上运动时，求AB连线与水平方

向夹角。

雪

六出飞花入户时，坐看青竹变琼枝。在冬季赏雪时也要注意下雪对人们生活的影响。

23．（2025上海市杨浦区高三二模）雪花是晶体的一种。晶体的特征有（）

A．有固定的熔点B．物理性质都是各向异性

C．同种元素组成的物质，其空间点阵唯一D．在一定的条件下，晶体和非晶体间可以相互转化

24．（2025上海市杨浦区高三二模）小衡同学在雪地里吹肥皂泡玩。若泡内气体质量为m，气体摩尔质量

为M，阿伏加德罗常数为NA，则泡内气体分子数n。刚吹出的肥皂泡内的气体压强比外界大气

压强大p，气体温度为T1。肥皂泡很快冻结，其体积和内部气体质量不变。气体压强与外界大气压强的差

的绝对值仍为p。将肥皂泡内气体视作理想气体，已知大气压强为p0，则冻结后泡内气体温度T2。

25．（2025上海市杨浦区高三二模）小区便民晾衣设备的三根支撑杆等间距地竖直固定在地面上，相邻支

撑杆之间的晾衣绳质量均为m，晾衣绳顶端的切线与竖直方向的夹角均为，如图所示。降雪后晾衣绳都

被冰层均匀包裹，中间的支撑杆对地压力增加了F。为简化问题，不考虑中间支撑杆上的积雪重力及晾衣

绳顶端切线与竖直方向夹角的变化。重力加速度为g。求：

（1）每根晾衣绳上的冰层质量；

（2）结冰的晾衣绳在最低点的张力大小。

网球是一项风靡全球的体育项目。发球时通过快速挥拍，在极短时间内对网球施加极大作用力，网球获得

极高初速度，在空中划出一道优美的弧线。

26．（2025上海闵行区高三二模）（1）如图（a）4个相同的网球紧挨叠放，静止在水平地面，若网球的

质量为m，重力加速度为g，地面对网球A的支持力大小为。

（2）图（b）是下层3球的俯视图，若稍微增大球心距离L，三球仍能静止，则网球B受到网球A的弹力大

小

A．增大B．减小C．不变

27．（2025上海闵行区高三二模）某同学使用网球训练器单人打回弹，如图，一轻质弹性绳将网球拴在底

座中心O点，以O为原点在竖直平面内建直角坐标系xoy，将质量m60g的网球从A点静止释放，落地后

竖直弹起到最高点B，此时使用网球拍击打网球，网球瞬间获得水平速度v15m/s，网球运动到C点时，

弹性绳恰好绷直，最后运动到D点与地面相撞。假设网球始终在竖直平面内运动，底座保持不动，忽略底

座的高度、对球的大小、空气阻力以及对球旋转带来的影响，g取10m/s2。

（1）若网球第一次落地与地面接触的时间为t50ms，撞击过程中损失的机械能为J，地面对

网球的平均作用力大小为N。

（2）网球从B运动到C过程中，动能Ek和重力势能