10　第二章　第10课时　受力分析　共点力的平衡

第二章相互作用——力第10课时受力分析共点力的平衡[学习目标]

1．从具体的情境中选择研究对象，会分析其弹力、摩擦力的有无及方向。2．会灵活应用整体法和隔离法对多物体进行受力分析。3．会运用共点力平衡的条件分析解决平衡问题。考点1牛顿第三定律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______，作用在______________。2．表达式：F＝－F'。相反同一条直线上3．一对平衡力和作用力与反作用力的比较

平衡力作用力与反作用力相同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上不同点作用对象同一物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时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人教版必修第一册情境：用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果(如图所示)，分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线。判断下列说法的正误：(1)作用力与反作用力同时产生。 (

)(2)作用力与反作用力作用在同一物体上。 (

)(3)一对平衡力也可以作用在不同物体上。 (

)(4)作用力与反作用力的合力为0。 (

)√

×

×

×

[典例1]

(2025·浙江1月选考)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是(

)A．双臂夹角越大受力越小B．杠铃对每只手臂作用力大小为605NC．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力√D

[杠铃的重力为G＝mg＝121×10

N＝1

210

N，手臂与水平的杠铃之间有夹角，假设手臂与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件可知2Fcos

θ＝G，可知，双臂夹角越大，F越大；结合cos

θ<1，解得杠铃对手臂的作用力F>605

N，A、B错误；杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，C错误；加速举起杠铃，人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上，由牛顿第二定律可知地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力，D正确。故选D。]拓展思考

在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力与人对地面的压力有什么关系?[答案]作用力与反作用力1．受力分析把研究对象(指定物体)在特定的物理环境中受到的所有力都找出来，并画出____________的过程。2．受力分析的一般顺序(1)先画出______、已知力；(2)其次分析______；(3)再分析________；考点2受力分析受力示意图重力弹力摩擦力(4)最后分析电磁力。如图甲所示，若物体A在水平推力F作用下沿粗糙斜面上滑，则物体A受力分析的顺序应如图乙所示。注意：弹力、摩擦力的产生条件之一都是接触，因此在分析这两种力时先找接触面，在每个接触面上逐一分析这两种力。(人教版必修第一册习题改编)如图所示，在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的重力为G，AC绳与墙壁的夹角为α，墙壁对球的支持力为FN，AC绳的拉力为FT，不计网兜的重力。

×

√

√[典例2]

(2025·北京卷)如图所示，长方体物块A、B叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。B受力的个数为(

)

A．4

B．5C．6

D．7√C

[对A受力分析可知，其受重力、B的支持力，由于A静止，则A还受B沿斜面向上的静摩擦力，对B受力分析可知，受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力F，B还受A沿斜面向下的摩擦力，由于B静止，则受沿斜面向上的摩擦力，即B受6个力作用。故选C。][典例3]

(多选)如图所示，在斜面上木块A与B的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止。则木块A和木块B受力个数可能为(

)A．2个和4个

B．3个和4个C．4个和4个

D．4个和5个√√√ACD

[木块B必定受到重力、木块A对木块B的压力、斜面的支持力三个力，此外，木块A对木块B可能有摩擦力，也可能无摩擦力，斜面对木块B可能有静摩擦力，也可能没有静摩擦力，木块B静止，则这两个摩擦力至少有一个，因此木块B受到4个力或5个力；而木块A除受到支持力与重力外，还可能受到拉力及木块B对木块A的摩擦力，因此木块A可能受到2个力或4个力。当木块B对木块A没有摩擦力时，木块A、木块B受力个数分别为2个和4个；当木块B对木块A有摩擦力时，斜面对木块B可能有静摩擦力，也可能没有静摩擦力，木块A、木块B受力个数可能为4个和4个或4个和5个。故选ACD。]拓展思考

(多选)在[典例3]中，去掉水平绳子，施加如图所示的外力F，使木块A、木块B保持静止，则木块B的受力个数可能为(

)

A．3个

B．4个C．5个

D．6个√√BC

[对木块A受力分析，由平衡条件知木块A只受重力和支持力作用，木块A与木块B之间无摩擦力作用，木块B一定受重力、斜面的支持力、木块A的压力和力F，斜面对木块B可能有摩擦力，也可能没有摩擦力，故木块B可能受4个力或5个力，选项B、C正确。]归纳总结：受力分析的四种方法假设法在未知某力是否存在时，先对其做出不存在的假设，然后根据该力不存在对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在整体法将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法隔离法将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析的方法动力学分析法对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析求解的方法【教师备选资源】A、B两物体如图叠放，在竖直向上的力F作用下沿粗糙竖直墙面向上匀速运动，则A的受力个数为(

)A．2

B．3C．4

D．5B

[对A、B整体受力分析，整体受力平衡，受重力和力F，如果墙壁对整体有支持力，整体在水平方向不能平衡，故墙壁对整体在水平方向没有弹力，也就没有摩擦力。隔离分析物体A，受重力、B对A的支持力和静摩擦力，共3个力，故选B。]√考点3共点力的静态平衡

同一点匀速直线运动4．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封闭的矢量________。(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(1)竖直上抛的物体到达最高点时，物体处于平衡状态。 (

)(2)在小车的水平光滑表面上静置一小木块，当小车加速运动时，小木块仍处于平衡状态。 (

)(3)竖直弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡后，用力F将它下拉一段距离后停止，当突然撤去力F时，重物仍处于平衡状态。 (

)(4)速度等于0的物体一定处于平衡状态。 (

)×

√

×

×

√B

[以钢管为研究对象，设轻绳的拉力为T，根据对称性可知两边绳子拉力相等，根据平衡条件有2Tcos

60°＝mg，可得T＝mg，故选B。]

√

√

方法技巧：求解单物体平衡问题的常用方法方法内容合成与分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将任意两个力合成，则该合力一定与第三个力大小相等，方向相反；或将其中某一个力沿另外两个力的反方向分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件方法内容正交分解法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到两个相互垂直的x轴、y轴上，则Fx合＝0，Fy合＝0。选择x、y轴方向时，要使尽可能多的力落在x轴、y轴上，被分解的力要尽可能是已知力矢量三角形法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的矢量三角形，结合数学知识求解未知力

√√

课时作业(十)受力分析共点力的平衡题号135246879101．(2025·福建卷)如图所示，山崖上有一个风动石，无风时地面对风动石的作用力是F1，当受到一个水平风力时，风动石依然静止，地面对风动石的作用力是F2，关于F1和F2的大小关系，下列说法正确的是(

)A．F2大于F1

B．F1大于F2C．F1等于F2

D．F1和F2的大小关系与风力大小有关√A

[]题号135246879102．(2023·浙江6月选考)在足球运动中，足球入网如图所示，则(

)A．踢香蕉球时足球可视为质点B．足球在飞行和触网时惯性不变C．足球在飞行时受到脚的作用力和重力D．触网时足球对网的力大于网对足球的力√题

[运动员踢出的香蕉球在飞行过程中会不断旋转，因此踢香蕉球时足球不能视为质点，A错误；物体的惯性大小仅与其质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，因此惯性不变，B正确；足球在飞行时，仅受重力和空气阻力，C错误；足球触网时，足球对网的力和网对足球的力是一对相互作用力，即两个力的大小是相等的，D错误。]题号135246879103．(2025·四川成都模拟)餐具桶中放置一把质量为m的铲子，如图所示，若桶口边缘光滑，铲子与竖直筒壁的夹角为θ，与水平桶底之间的动摩擦因数为μ，两者恰好保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则下列说法正确的是(

)A．由m、θ、μ、g可以计算出桶底对铲子的摩擦力的大小B．桶底对铲子的摩擦力的方向水平向左C．桶底对铲子的作用力竖直向上D．桶底和桶口边缘对铲子的合力一定大于mg√题/p>

√题/p>

题号题/p>

√题/p>

题/p>

√

题/p>

√题/p>

题号135246879108．(2025·安徽合肥模拟)如图所示，质量M＝2kg、倾角α＝37°的粗糙斜面体放置在水平地面上，斜面体顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过滑轮，一端与斜面上静止的质量m＝1kg的物块相连，另一端与竖直轻弹簧相连，弹簧的另一端与水平地面相连，轻绳不可伸长且与斜面平行，弹簧保持竖直且始终在弹性限度内，系统处于静止状态时弹簧弹力大小为8N，重力加速度大小g取10m/s2，sin37°＝0.6。下列说法正确的是(

)A．物块所受摩擦力大小为2NB．物块所受支持力和绳子拉力的合力大小为10NC．地面对斜面体的支持力大小为25.2ND．地面对斜面体的摩擦力大小为2N√题

[物块所受重力沿斜面向下的分力大小为Gx＝mgsin

θ＝6

N<F＝8

N，可知物块有相对于斜面向上运动的趋势，物块所受摩擦力的方向沿斜面向下，其大小为f＝F－mgsin

θ＝2

N，故A正确；物块