1、1第 1 讲力与共点力的平衡主干知识体系 核心再现及学科素养知识规律(1)受力分析三关键选对象：选定研究对象，将其从系统中隔离出来定顺序：先分析场力，后分析接触力明规律：只分析性质力，不分析效果力(2)物体受力平衡两要点平衡状态：物体静止或匀速直线运动平衡条件： F 合 0 或Fx0， Fy0.思想方法(1)物理思想：等效思想、分解思想(2)物理方法：假设法、矢量三角形法、整体法和隔离法、正交分解法、合成法、转换研究对象法等.1(2018全国卷，16)如图，三个固定的带电小球 a、 b 和 c，相互间的距离分别为 ab5 cm，bc3 cm，ca4 cm.小球 c 所受库仑力的合力的方向平行于
2、 a、b 的连线设小球 a、b 所带电荷量的比值的绝对值为 k，则( )Aa、b 的电荷同号， k169Ba、b 的电荷异号， k169Ca、b 的电荷同号， k64272Da、b 的电荷异号， k6427D 由于小球 c 所受库仑力的合力的方向平行于 a、b 的连线，根据受力分析知，a、b 的电荷异号根据库仑定律，a 对 c 的库仑力为 Fa k0 qaqcac2b 对 c 的库仑力为 Fb k0 qbqcbc2设合力向左，如图所示，根据相似三角形，得 Faac Fbbc联立式得 k .|qaqb| ac3bc3 64272(2018天津卷，7)(多选)明朝谢肇淛的五杂组中记载：“明姑苏虎丘
3、寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可一游僧见之曰：无烦也，我能正之 ”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为 ，现在木楔背上加一力 F，方向如图所示，木楔两侧产生推力 FN，则( )A若 F 一定， 大时 FN大 B若 F 一定， 小时 FN大C若 一定， F 大时 FN大 D若 一定， F 小时 FN大BC 根据力 F 的作用效果将力 F 分解为垂直于木楔两侧的力 FN，如图所示则 sin 即 FNF2FN 2F2sin 2所以当 F 一定时， 越小， FN越大；当 一定时， F 越大， FN越大故选项 B、C 正确3(2017全国卷，
4、21)(多选)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 23的过程中( )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 上的张力先增大后减小AD 以重物为研究对象，受重力 mg、 OM 绳上拉力 F2、 MN 上拉力 F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示， F1、 F2的夹角为 不变，在 F2转至水平的过程中，矢量三角形在同一外接圆上，由图
5、可知， MN 上的张力 F1逐渐增大， OM 上的张力F2先增大后减小，所以 A、D 正确，B、C 错误4(2016高考全国卷，17)如图所示，两个轻环 a 和 b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为 m 的小球，在 a 和 b 之间的细线上悬挂一质量为 m 的小球在 a 和 b 之间的细线上悬挂一小物块，平衡时， a、 b 间的距离恰好等于圆弧的半径，不计所有摩擦小物块的质量为( )A. B. m C m D2 mm2 32C 如图所示，圆弧的圆心为 O，悬挂小物块的点为 c，由于 ab R，则 aOb 为等边三角形，同一条细线上的拉力相等， FT mg，
6、细线对 a 环拉力的合力沿 aO 方向，则 aO 为角平分线，由几何关系知， acb120，故细线在 c 点拉力的合力与物块的重力大小相等，即拉力合力大小 FT FT G mg，所以小物块质量为 m，故 C 对5(2016高考全国卷，19)(多选)如图，一光滑的轻滑轮用细绳 OO悬挂于 O 点；4另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块 a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b.外力 F向右上方拉 b，整个系统处于静止状态若 F 方向不变，大小在一定范围内变化，物块 b仍始终保持静止，则( )A绳 OO的张力也在一定范围内变化B物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化C连接 a 和 b 的绳的张力
7、也在一定范围内变化D物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化BD 由于物体 a、 b 均保持静止，各绳间角度保持不变，对 a 受力分析得，绳的拉力FT mag，所以物体 a 受到绳的拉力保持不变由滑轮性质，滑轮两侧绳的拉力相等，所以连接 a 和 b 绳的张力大小、方向均保持不变，C 选项错误； a、 b 受到绳的拉力大小、方向均不变，所以 OO的张力不变，A 选项错误；对 b 进行受力分析，如图所示由平衡条件得 FTcos Ff Fcos ， Fsin FN FTsin mbg，其中 FT和 mbg 始终不变，当 F大小在一定范围内变化时，支持力在一定范围内变化，B 选项正确；摩擦力也在一
8、定范围内发生变化，D 选项正确高考命题命题特点与趋势1物体的平衡条件及其应用历来是高考的热点，它不仅涉及力学中共点力的平衡，还常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡问题2整体法和隔离法分析物体的受力特点及平衡问题是学生必须掌握的方法，也是高考考查的重点3 “整体法、隔离法”在受力分析中的应用，物体的“动态平衡”问题在 2019 年复习中应引起重视解题要领解决物体的平衡问题，一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境，这是分析平衡问题的关键；二是要灵活运用处理力学平衡问题的基本方法(如：合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法等)来解答；三是要有辨析图形几何关系的能力.5高频考点一 受力分析、物
9、体的静态平衡备考策略1受力分析的 4 种方法(1)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断假设是否成立(2)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(3)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(4)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2受力分析的一般步骤3处理静态平衡问题的基本思路4两大思维方法对比命题视角6考向 1 受力分析与整体法、隔离法例 1 质量为 M 的半球形物体 A 和质量为 m 的光滑球形物体 B 紧靠
10、着放在倾角为 的固定斜面上，并处于静止状态，如图所示下列关于物体受力情况的判断正确的是( )A物体 A 对物体 B 的弹力方向沿斜面向上B物体 A 受到的静摩擦力大小为 Mgsin C物体 B 对物体 A 的压力大于 mgsin D物体 B 对斜面的压力等于 mgcos C 隔离物体 B 进行受力分析如图所示，可知物体 B 受到重力 mg、斜面的支持力 FN1和物体 A 对其的弹力 FN2作用，由于物体 A 对物体 B 的弹力方向与两者的接触面垂直，故物体 A 对物体 B 的弹力方向不沿斜面向上，选项 A 错误；将物体 A 和 B 看成一个整体，由受力分析可知，物体 A 受到的静摩擦力大小为 Ff( M m)gsin ，选项 B 错误；对物体B，根据平衡条件可得 mgsin FN2cos ， FN1 FN2sin mgcos ，可解得 FN2 mgmgsin ， FN1 mg(cos sin tan )0，与本题第(2)问不矛盾3由几何关系知：当 C 下落到地面时， A 向左移动的水平距离为 x R33所以摩擦力的功 W f x mgR3 答案 (1)2 mg (2) (3)32 mgR3
