專(zhuān)題02受力分析共點(diǎn)力的平衡考向一靜態(tài)平衡【母題來(lái)源一】2022年高考廣東卷【母題題文】（2022·廣東卷·T1）圖是可用來(lái)制作豆腐的石磨。木柄靜止時(shí)，連接的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn)，F(xiàn)、和分別表示三根繩的拉力大小，且。下列關(guān)系式正確的是（）A. B. C. D.【母題來(lái)源二】2022年高考浙江卷【母題題文】（2022·浙江6月卷·T10）如圖所示，一輕質(zhì)曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同的斜桿垂直，兩斜桿夾角°。一重為的物體懸掛在橫桿中點(diǎn)，則每根斜桿受到地面的（）A.作用力為 B.作用力為C.摩擦力為 D.摩擦力為【命題意圖】本題結(jié)合生活實(shí)際考查受力分析、共點(diǎn)力的平衡條件，涉及正交分解法的簡(jiǎn)單應(yīng)用，意在考查考生對(duì)力學(xué)基本知識(shí)的掌握情況，以及運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力?！究荚嚪较颉渴芰Ψ治龊凸颤c(diǎn)力的平衡問(wèn)題是高中物理的基礎(chǔ)，也是高考考查的重點(diǎn)。受力分析是解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵，單獨(dú)命題時(shí)往往和實(shí)際問(wèn)題結(jié)合在一起。共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題，單獨(dú)命題時(shí)往往和實(shí)際問(wèn)題結(jié)合在一起，但是考查更多的是融入到其他物理模型中間接考查，如，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)命題，或者出現(xiàn)在導(dǎo)軌模型中等?！镜梅忠c(diǎn)】受力分析，要按照一定的順序進(jìn)行，特別注意彈力和摩擦力有無(wú)以及它們方向的判斷。對(duì)于共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題，常用方法有：（1）正交分解法：適用于三力或三力以上平衡問(wèn)題，可用于求解大小、方向確定的力的問(wèn)題。（2）矢量三角形法：適用于三力平衡問(wèn)題，該方法有時(shí)涉及正弦定理的運(yùn)用，有時(shí)利用矢量三角形和幾何三角形的相似性來(lái)求解力。注意：涉及滑動(dòng)摩擦力的四力平衡問(wèn)題中，可以把滑動(dòng)摩擦力Ff和正壓力FN合成為一個(gè)力F，只要Ff和FN方向不變，則F的方向不變。這樣就可以把四力平衡轉(zhuǎn)化為三力平衡問(wèn)題。1．中學(xué)物理中的各種性質(zhì)的力種類(lèi)大小方向說(shuō)明重力G＝mg（不同高度、緯度、星球，g不同）豎直向下微觀粒子的重力一般可忽略，帶電小球、微粒的重力一般不能忽略彈簧的彈力F＝kx（x為形變量）沿彈簧軸線大小、方向都能夠發(fā)生變化靜摩擦力0＜Ff靜≤Fmax與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反沒(méi)有公式，只能由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解滑動(dòng)摩擦力Ff滑＝μFN與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反一般情況下FN≠mg萬(wàn)有引力F＝Geq\f(m1·m2,r2)沿質(zhì)點(diǎn)間的連線適用于質(zhì)點(diǎn)之間、質(zhì)量均勻分布的球體之間引力的求解庫(kù)侖力F＝keq\f(q1·q2,r2)沿點(diǎn)電荷間的連線適用于真空中點(diǎn)電荷間庫(kù)侖力的求解電場(chǎng)力F電＝qE正（負(fù)）電荷與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同（相反）帶電體處于電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力安培力F＝BIL當(dāng)B∥I時(shí)，F(xiàn)＝0左手定則，安培力（洛倫茲力）的方向總是垂直于B與I（或B與v）決定的平面電流或電荷處于磁場(chǎng)中不一定受磁場(chǎng)力洛倫茲力F洛＝qvB當(dāng)B∥v時(shí)，F(xiàn)洛＝02．受力分析的常用方法（1）整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來(lái)分析的方法將研究對(duì)象與周?chē)矬w分隔開(kāi)的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力（2）假設(shè)法在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，可先對(duì)其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來(lái)判斷該力是否存在。（3）轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法當(dāng)直接分析一個(gè)物體的受力不方便時(shí)，可轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，先分析另一個(gè)物體的受力，再根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力?？枷蚨?dòng)態(tài)平衡及平衡的臨界極值問(wèn)題【母題來(lái)源三】2022年高考浙江卷【母題題文】（2022·浙江1月卷·T5）如圖所示，學(xué)校門(mén)口水平地面上有一質(zhì)量為m的石墩，石墩與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，工作人員用輕繩按圖示方式勻速移動(dòng)石墩時(shí)，兩平行輕繩與水平面間的夾角均為，則下列說(shuō)法正確的是（）A.輕繩的合拉力大小為B.輕繩的合拉力大小為C.減小夾角，輕繩的合拉力一定減小D.輕繩的合拉力最小時(shí)，地面對(duì)石墩的摩擦力也最小【母題來(lái)源四】2022年高考河北卷【母題題文】（2022·河北·T7）如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的點(diǎn)，將木板以直線為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中（）A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大 B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小 D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力逐漸增大【命題意圖】本題結(jié)合生活實(shí)際考查動(dòng)態(tài)平衡及平衡的臨界極值問(wèn)題，意在考查考生推理能力，以及運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力?！究荚嚪较颉縿?dòng)態(tài)平衡及平衡的臨界極值問(wèn)題是相互作用的難點(diǎn)，考查中多在新情境中考查，與生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系的的平衡問(wèn)題。主要表現(xiàn)在將實(shí)際情境抽象成物理模型?！镜梅忠c(diǎn)】求解動(dòng)態(tài)平衡及平衡的臨界極值問(wèn)題一定要掌握以下方法1．動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題分析方法2．分析動(dòng)態(tài)平衡中極值與臨界問(wèn)題三種方法1．（2022·四川省內(nèi)江市第六中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，木塊、和沙桶通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕質(zhì)光滑滑輪連接，處于靜止?fàn)顟B(tài)。其中細(xì)繩的端與滑輪的轉(zhuǎn)軸連接，端固定于天花板上?，F(xiàn)向沙桶內(nèi)加入少量沙子后，系統(tǒng)再次處于平衡狀態(tài)。下列關(guān)于各物理量變化的說(shuō)法，正確的是（

）A．斜面對(duì)木塊的摩擦力增大B．細(xì)繩對(duì)沙桶的拉力不變C．地面對(duì)斜面體的支持力增大D．繩與豎直方向的夾角增大2．（2022·安徽淮北·二模）如圖所示，質(zhì)量為m的手機(jī)靜置在支架斜面上，斜面與水平面的夾角為，手機(jī)與接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A．支架對(duì)手機(jī)的作用力方向垂直于斜面向上，大小為mgcosB．支架斜面對(duì)手機(jī)的摩擦力大小為，方向沿斜面向上C．手持支架向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)且手機(jī)與支架間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，手機(jī)所受摩擦力水平向右D．手持支架向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)且手機(jī)與支架間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，支架對(duì)手機(jī)的作用力方向豎直向上，大小為mg3．（2022·上海黃浦·二模）如圖，一粗糙斜面固定在地面上，一細(xì)繩一端懸掛物體P，另一端跨過(guò)斜面頂端的光滑定滑輪與物體Q相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力F緩慢拉動(dòng)P至細(xì)繩與豎直方向成45°角，Q始終靜止，設(shè)Q所受的摩擦力大小為f、在這一過(guò)程中（）A．F一定增大、f一定增大B．F可能不變、f一定增大C．F一定增大、f可能先減小后增大D．F可能不變、f可能先減小后增大4．（2022·黑龍江·哈爾濱三中模擬預(yù)測(cè)）哈爾濱太陽(yáng)島是全國(guó)著名的旅游景點(diǎn)，太陽(yáng)島上的太陽(yáng)橋圖1是國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)最為獨(dú)特的橋梁之一，它位于太陽(yáng)島靠松花江處的河口，橋塔為單個(gè)斜臂橋塔，斜拉索全集中在橋塔的鈍角一側(cè)。太陽(yáng)橋全長(zhǎng)460米，寬15.5米，主塔高93.5米，懸索30根，是亞洲第一座鋼結(jié)構(gòu)獨(dú)塔無(wú)背雙索面斜拉橋。太陽(yáng)橋的受力原理可以簡(jiǎn)化為圖2所示結(jié)構(gòu)，均勻橋板aO重為G，三根平行鋼索均與橋面成30°角，間距ab=bc=cd=dO，橋板a點(diǎn)不受地面作用力，O為可自由無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，若每根鋼索受力相同，則每根鋼索受力大小為（）A． B． C． D．G5．（2022·上海嘉定·二模）如圖所示，一根粗糙的水平橫桿上套有A、B兩個(gè)輕環(huán)，系在兩環(huán)上的等長(zhǎng)細(xì)繩將書(shū)本靜止懸掛，現(xiàn)將兩環(huán)距離變大后書(shū)本仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，若桿對(duì)A環(huán)的支持力為FN，桿對(duì)A環(huán)的摩擦力為Ff，則（）A．FN減小，F(xiàn)f不變 B．FN減小，F(xiàn)f增大C．FN不變，F(xiàn)f不變 D．FN不變，F(xiàn)f增大6．（2022·北京·清華附中三模）如圖，黑板擦在手施加的恒力F作用下勻速擦拭黑板。已知黑板擦與豎直黑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，不計(jì)黑板擦的重力，則它所受的摩擦力大小為（）A．μF B． C． D．7．（2022·湖南岳陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，質(zhì)量為的物塊A靜置于水平臺(tái)面上，質(zhì)量為的半球體C靜置于水平地面上，質(zhì)量為m的光滑小球B（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在半球體C上，P點(diǎn)為三根輕繩PA、PB、PO的結(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)在圖示位置處于靜止?fàn)顟B(tài)，P點(diǎn)位于半球體球心的正上方，PO豎直，PA水平，PB剛好與半球體相切且與豎直方向的夾角。已知物塊A與臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g，則（）A．繩的拉力大小為B．受到的摩擦力大小為C．受到的摩擦力大小為D．地面對(duì)的支持力大小為8．（2022·上海交大附中模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一定質(zhì)量的風(fēng)箏用繩子固定于地面P點(diǎn)，風(fēng)產(chǎn)生的力F垂直作用于風(fēng)箏表面AB，并支持著風(fēng)箏使它平衡。已知繩與水平地面的夾角α和風(fēng)箏與水平面的夾角φ都為銳角，不計(jì)繩子所受的重力，設(shè)繩子產(chǎn)生的拉力為T(mén)，則T和F的大小關(guān)系是（）A．T一定小于F B．T一定等于FC．T一定大于F D．以上三種情況都有可能9．（2022·青?！ず|市第一中學(xué)二模）如圖甲所示，一名登山愛(ài)好者正沿著豎直崖壁向上攀爬，繩的一端固定在較高處的A點(diǎn)，另一端拴在人的腰間C點(diǎn)（重心處）。在人向上攀爬的過(guò)程中可以把人簡(jiǎn)化為乙圖所示的物理模型：腳與崖壁接觸點(diǎn)為O點(diǎn)，人的重力G全部集中在C點(diǎn)，O到C點(diǎn)可簡(jiǎn)化為輕桿，AC為輕繩。已知OC長(zhǎng)度不變，人向上攀爬過(guò)程中的某時(shí)刻AOC構(gòu)成等邊三角形，則（）A．輕繩對(duì)人的拉力與人對(duì)輕繩的拉力是一對(duì)平衡力B．在此時(shí)刻，輕繩對(duì)人的拉力大小等于GC．在虛線位置時(shí)，輕繩AC承受的拉力更小D．在虛線位置時(shí)，OC段承受的壓力不變10．（2022·山西·懷仁市第一中學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）某班物理興趣小組在研究三力作用下的平衡問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示的簡(jiǎn)單而常見(jiàn)的情景模型：將一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球用輕質(zhì)柔軟的細(xì)線懸掛于天花板上的O點(diǎn)，在外力F、細(xì)線拉力FT和重力mg的作用下處于平衡狀態(tài)。細(xì)線與豎直方向的夾角為，與F的夾角為，開(kāi)始時(shí)F水平。小組成員經(jīng)過(guò)討論形成了如下結(jié)論，你認(rèn)為正確的是（）

A．保持θ角及小球位置不變，逐漸緩慢減小角直至F豎直向上，則F、FT都逐漸減小B．保持F水平，逐漸緩慢增大θ角，則F、FT都逐漸增大C．保持角不變，逐漸緩慢增大θ角，直至懸線水平，則FT逐漸減小，F(xiàn)逐漸增大D．只增加細(xì)線的長(zhǎng)度，其他條件不變，F(xiàn)、FT都減小11．（2022·四川·遂寧安居育才卓同國(guó)際學(xué)校模擬）如圖所示，輕繩MN的兩端固定在水平天花板上，物體m1系在輕繩MN的某處，懸掛有物體m2的光滑輕滑輪跨在輕繩MN上。系統(tǒng)靜止時(shí)的幾何關(guān)系如圖。則m1與m2的質(zhì)量之比為（）A．1：1 B．1：2 C．1： D．：212．（2022·湖南岳陽(yáng)·模擬）如圖所示，質(zhì)量為的物塊A靜置于水平臺(tái)面上，質(zhì)量為的半球體C靜置于水平地面上，質(zhì)量為m的光滑小球B（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在半球體C上，P點(diǎn)為三根輕繩PA、PB、PO的結(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)在圖示位置處于靜止?fàn)顟B(tài)，P點(diǎn)位于半球體球心的正上方，PO豎直，PA水平，PB剛好與半球體相切且與豎直方向的夾角。已知物塊A與臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g，則（）A．繩的拉力大小為B．受到的摩擦力大小為C．受到的摩擦力大小為D．地面對(duì)的支持力大小為13．（2022·湖北武漢·模擬）如圖所示，MON是一固定在豎直平面內(nèi)的“∧”形框架，框架光滑且足夠長(zhǎng)，MO、NO與豎直方向的夾角均為。A、B兩個(gè)輕質(zhì)小環(huán)分別套在MO、NO上，兩根輕繩的一端分別系在A、B環(huán)上，另一端分別連接質(zhì)量均為m的小球C、D。小球C、D之間再用一輕繩相連。當(dāng)兩個(gè)小球靜止時(shí)，連接小球C、D的輕繩的張力大小為（）A． B． C． D．14．（2022·河南·洛寧縣第一高級(jí)中學(xué)模擬）勞動(dòng)教育應(yīng)從娃娃抓起，如圖所示，一位小朋友在家用拖把拖地，拖把頭的質(zhì)量為，拖桿的質(zhì)量可以忽略，小朋友沿桿方向?qū)ν习杨^施加大小為的推力，此時(shí)推力與水平方向的夾角為，拖把頭沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．地面對(duì)拖把頭的支持力與拖把頭受到的重力大小相等B．拖把頭對(duì)地面的摩擦力大于C．若只增大推力，則拖把頭受到的摩擦力一定增大D．拖把頭與地面間