2027届新高考物理热点精准复习受力分析和共点力的平衡

2027届新高考物理热点精准复习受力分析和共点力的平衡内容索引学习目标核心体系活动方案学习目标1.会对研究对象进行正确的受力分析.2.会利用平衡条件解决共点力的平衡问题.3.能解决共点力作用下物体的动态平衡问题.4.会分析处理共点力平衡的临界极值问题．核心体系活动方案活动一利用平衡条件分析共点力的平衡问题1D1.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________或________________的状态．3.共点力的平衡条件静止匀速直线运动(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________、方向________.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________、方向________；并且这三个力的矢量可以形成一个首尾相接的矢量__________.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________、方向________.相等相反相等相反三角形相等相反解答对称结构三维空间问题时要注意结构对称的特点，同时可以降维，通过分析二维平面内的受力情况解决问题．

如图所示，两个石块A、B静止在水平面上，石块C叠放在A、B上，也处于静止状态，C与B接触处切线水平，C与A接触处切线倾斜且接触处光滑，下列说法正确的是(

)2A.石块B、C之间没有摩擦力B.石块B对石块C有水平向左的摩擦力C.水平面与石块B之间没有摩擦力D.水平面对石块B有水平向右的摩擦力B【解析】

对C受力分析，受竖直向下的重力、A对C斜向上的弹力、B对C竖直向上的弹力，C处于平衡状态，所受合力为0，一定受到B对C水平向左的摩擦力，故A错误，B正确；由于B对C存在水平向左的摩擦力，根据牛顿第三定律可知C对B有水平向右的摩擦力，又B处于平衡状态，可知水平面对石块B有水平向左的摩擦力，故C、D错误．

[2026镇江期末]如图所示，一根铅笔置于水平桌面上的笔筒中，筒口光滑，笔所受力的个数为()

A.2个 B.3个C.4个 D.5个1【解析】

对笔受力分析可知，笔受到笔筒口、筒底的弹力、笔自身的重力以及笔筒底对笔的摩擦力，共计4个力的作用．故C正确．C[2026无锡期中]如图所示，某段时间内小朋友和风筝均保持静止状态，此时风筝平面与水平面夹角为30°，风筝的质量为m＝2kg，轻质细线中的张力为FT＝20N，该小朋友的质量为M＝25kg(风对风筝的作用力与风筝平面垂直，重力加速度g取10m/s2)，求：2(1)细线与风筝平面的夹角θ和风对风筝的作用力的大小；(2)小朋友受到地面的支持力大小和地面对小朋友的摩擦力．【答案】(1)对风筝进行受力分析如图所示，将所有的力沿风筝方向和垂直于风筝平面方向进行正交分解，则垂直于风筝平面方向有F＝FTcos(90°－θ)＋mgcos30°，平行于风筝方向有FTsin(90°－θ)＝mgsin30°，(2)细线与水平方向的夹角为30°，则地面对小朋友的支持力大小N＝Mg－FTsin30°＝240N，方向水平向左．[2026苏州期中]如图所示，小球A、B大小相同，质量分别为2m、m，竖直悬挂在丝线下方．现整个装置受到水平向右的风力影响(A、B球所受的水平风力等大)，则两球达到平衡后的位置可能是(

)3ABCDB整体法与隔离法的选用技巧

整体法隔离法概念将几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力研究系统内物体之间的相互作用力技巧整体法与隔离法结合，交替应用活动二分析动态平衡问题动态平衡是指物体的受力状态缓慢发生变化，但在变化过程中，每一个状态均可视为平衡状态.解题流程如下：一、解析法对研究对象进行受力分析，画出受力示意图，根据物体的平衡条件列方程，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.

如图所示，与水平方向成θ角的推力F作用在物块上，随着θ逐渐减小直到水平的过程中，物块始终沿水平面做匀速直线运动．关于物块受到的外力，下列判断正确的是(

)4A.推力F先增大后减小B.推力F一直减小C.物块受到的摩擦力先减小后增大D.物块受到的摩擦力一直不变B[2026苏州期中]在各种庆典现场，我们经常会看到空中飘浮着的大氢气球通过一条绳索系着一个重物，重物静置于地面，而氢气球飘浮在空中保持静止，绳索竖直．受水平风力影响，氢气球缓缓偏离原来的位置，绳索与竖直方向的夹角逐渐增大，重物保持静止，如图所示．不计绳索重力，则在这一过程中，下列说法正确的是(

)3A.系氢气球的绳索所受的拉力逐渐减小B.地面对重物的支持力逐渐减小C.氢气球所受风力保持不变D.重物所受地面的摩擦力逐渐增大D【解析】

受力分析如图所示，根据平衡条件得Tsinα＝F，Tcosα＝N－G，由于气球的重力及浮力不变，当绳索与竖直方向的夹角逐渐增大时，系氢气球的绳索所受的拉力逐渐增大，故A错误；对系统整体分析，地面对重物的支持力与系统的重力及浮力平衡，所以地面对重物的支持力不变，故B错误；因为绳子拉力增大，夹角增大，所以风力逐渐增大，故C错误；整体分析，有摩擦力与风力平衡，所以重物所受地面的摩擦力逐渐增大，故D正确．二、图解法(1)

一力恒定(如重力)，另一力方向不变，作出不同状态下的矢量三角形，确定力大小的变化，恒力之外的两力垂直时，有极值出现.

[2026苏州期末]如图所示，物体由细绳OC悬于O点，用细绳AB绑住绳OC的A点，水平缓慢牵引A点，使OA段与竖直方向成一定角度，则该过程中()A.细绳OA段的拉力不断减小B.细绳OA段的拉力不断增大C.细绳AB的拉力保持不变D.细绳AB的拉力不断减小5B(2)一力恒定(如重力)，其他二力的方向均变化，若三力构成的矢量三角形与实际几何三角形相似，则对应边的比相等.[2025常州期中]如图甲所示，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁向上攀爬，在人向上攀爬的过程中可以把人简化为如图乙所示的物理模型：脚与崖壁接触点为O点，人的重力全部集中在C点，O到C点可简化为轻杆，轻绳的一端固定在较高处的A点，另一端拴在人的腰间C点(重心处)．已知OC长度不变，在人向上攀爬的过程中，某时刻AOC恰好构成等边三角形，下列说法正确的是(

)6甲乙DA.轻绳对人的拉力与人对轻绳的拉力是一对平衡力B.在此时刻，OC段承受的压力大于人的重力C.从实线位置到虚线位置，轻绳AC的拉力大小变小D.从实线位置到虚线位置，OC段承受的压力大小不变(3)一力恒定，另外两力方向一直变化，但两力的夹角不变，作出不同状态的矢量三角形，利用两力夹角不变，结合正弦定理列式求解，也可以作出动态圆，恒力为圆的一条弦(在同一圆中，该弦所对的圆周角相等)，根据不同位置判断各力的大小变化.基本矢量图如图所示．[2026苏州期中]如图所示，一物块放置在粗糙水平面上，其上固定一“L”形轻杆，轻绳ON的一端O固定在杆上，中间某点M拴一小球，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α(α>90°)，现将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变，在OM由竖直被拉到水平的过程，物块始终保持静止，则(

)7A.OM上的弹力一直减小B.MN上的弹力先增大后减小C.水平面对物块的支持力一直变小D.水平面对物块的摩擦力先变大再变小D【解析】

将小球向右上方拉起一小段距离后，设MN绳上的拉力为F1，OM绳上的拉力为F2，小球的受力分析如图甲所示，可以将三个力围成首尾相接的三角形．由于重力的对角是不变的，可以将三力画在同一圆中，进行动态分析，其中F2的方向从竖直方向转动到水平方向，根据图乙可知，F1一直增大，F2先增大后减小，故A、B错误；对系统进行整体分析，受力如图丙所示，其中F1作为外力可以分解到水平与竖直两个方向，其中F1的竖直分量在到达水平位置之前向下先增加后减小，到达水平位置之后向上增大，所以水平面对物块的支持力先增大后减小，F1的水平分量先增加后减小，所以水平面对物块的摩擦力先变大后变小，故C错误，D正确．甲乙丙活动三分析平衡中的临界极值问题8(1)A的质量取多大，可使B、C间的摩擦力恰好为零；(2)当A的质量mA＝0.6kg时，C受到地面的摩擦力的大小；(3)A的质量的取值范围．【答案】(1)设绳OQ的拉力为T，对物块B分析有T＝mBgsinθ，解得T＝10N，对节点O分析，有Tcosα＝mAg，解得mA＝0.6kg.(2)将A、B、C看作整体，受到绳OP的拉力，A、B、C整体的重力，地面对其的支持力，地面对C的摩擦力．装置处于静止状态，水平方向有TOP＝fC，对节点O分析，有TOP＝mAgtanα，解得fC＝8N.(3)假设C不滑动，当A的质量最大时，B受到的静摩擦力沿斜面向下且最大，对B分析，沿斜面方向有T1＝mBgsinθ＋μ1mBgcosθ，对结点O分析，竖直方向有T1cosα＝mAmaxg，解得mAmax＝0.9kg，当A的质量最小时，B受到的摩擦力沿斜面向上且达到最大，有T2＋μ1mBgcosθ＝mBgsinθ，T2cosα＝mAming，解得mAmin＝0.3kg，将A、B、C看作整体，当C相对于地面刚要滑动时，设A的质量为m′Amax，地面对C的最大摩擦力为fC＝μ2N＝μ2(m′Amax＋mC＋mB)g，要保持整个系统静止，则有TOP≤fC，对O有TOP＝m′Amaxgtanα，解得m′Amax＝0.8kg，综上可知，保持整个系统始终静止，物块A的质量大小取值范围为0.3kg≤mA≤0.8kg.4[2026常州期中]在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为a、质量为M＝2kg的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一半径为R＝1m、质量为m的光滑球．正方体和球均保持静止，如图所示，球的球心为O，OB与竖直方向的夹角为θ，正方体的边长a>R，正方体与水平地面的动摩擦因数为μ＝0.5.(已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果可保留根号)(1)若θ＝60°，m＝0.4kg，求正方体对球的弹力N1的大小和竖直墙壁对球的弹力N2的大小；(2)若θ＝37°，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑