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专题 01 力与物体的平衡
【要点提炼】
1.物体的受力分析
(1)正确的受力分析是解决力的平衡、动力学、能量等问题的前提。在受力分析时，为防止漏力或多力，
要按正确的顺序分析研究对象受到的力。
(2)分析物体受力的顺序
说明：分析弹力和摩擦力时，要对研究对象与周围物体接触的每处都考虑。
(3)对研究对象所受力的大小、方向，哪些已知、哪些未知要明确。
(4)带电量一定的粒子在匀强电场中受到的电场力一定为恒力，在匀强磁场中受到的洛伦兹力大小会随着
速度大小的改变而改变，方向会随着速度方向的改变而改变。
2．物体受力平衡的分析
(1)物体受力平衡时的运动状态：静止或做匀速直线运动，即加速度为零。
(2)物体受力平衡时的受力特点：物体所受力的合力为零。
①三个共点力平衡：其中任意一个力与其余两个力的合力一定大小相等，方向相反；若有两个力等大，
则这两个力一定关于第三个力所在直线对称；表示三个力的有向线段可以组成一个首尾相接的矢量三角
形。
②多个共点力平衡：任意方向上合力为零；建立直角坐标系后，两个坐标轴上的合力均为零，即F ＝
x合
0，F ＝0；物体受N个力作用而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余N－1个力的合力一定等大反
y合
向。
③动态平衡：物体在缓慢移动过程中，可以认为物体时刻处于平衡状态，其所受合力时刻为零。
动态平衡的常用处理方法有：图解法、解析法、相似三角形法等。
④带电粒子或带电物体在复合场中处于平衡状态时，所受合力为零；带电粒子(或微粒)在重力、恒定电场
力和洛伦兹力共同作用下的直线运动必然是匀速直线运动。
【高考考向1 物体的受力分析】
例1：（2022·浙江·模拟预测）嘉兴黄老师在新冠疫情期间上网课时使用手机支架（有手机）。支架从图
（a）调整为图（b）状态后，下列说法正确的是（ ）。A．图a中，手机仅受2个作用力
B．图b中，支架对手机作用力大于手机重力
C．调整前后，支架对手机作用力大小发生变化
D．调整前后，支架对手机的作用力，无论大小、方向均未发生变化
【答案】D
【详解】A．图a中手机受到支架对手机的弹力、手机本身的重力，由二力平衡等大反向共线可知还受到
支架对手机的摩擦力，故A错误；
BCD．图b中，手机静止，因此支架对手机的作用力和手机重力为一对平衡力，大小相等，方向相反，
调整前后也是一样，不会发生变化，故BC错误，D正确。
故选D。
(1)按顺序分析物体受力个数时，与物体是否处于平衡状态无关。
(2)对弹力、摩擦力的有无或方向的判断可以用假设法，即假设存在沿某个方向的这个力，然后结合平衡
条件或牛顿运动定律分析。
1.（2022·上海市复兴高级中学二模）图示为中国运动员在2022年北京冬奥会上参加男子短道速滑1000米
比赛中，过弯道时的情景，则（ ）
A．运动员受到重力、弹力、摩擦力的作用
B．运动员受到重力、弹力、向心力的作用
C．向心力的大小与运动员的速度成正比
D．向心力的大小与运动员的角速度成正比
【高考考向2 力学中的平衡问题】命题角度1 物体的静态平衡
例2：（2022·辽宁·高考真题）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝
与竖直方向夹角分别为 。用 分别表示 的拉力，则（ ）
A． 的竖直分力大于 的竖直分力 B． 的竖直分力等于 的竖直分力
C． 的水平分力大于 的水平分力 D． 的水平分力等于 的水平分力
解决静态平衡问题的四种常用方法
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
合成法
等，方向相反
效果分 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
解法 两个力满足平衡条件
正交分 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
解法 组，每组力都满足平衡条件
力的三 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
角形法 的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求解未知力
2-1（2022·广东·高考真题）图是可用来制作豆腐的石磨。木柄 静止时，连接 的轻绳处于绷紧状态。
O点是三根轻绳的结点，F、 和 分别表示三根绳的拉力大小， 且 。下列关系式正
确的是（ ）A． B． C． D．
2-2（2022·浙江·高考真题）如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂
直，两斜杆夹角 ，一重为 的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（ ）
A．作用力为 B．作用力为
C．摩擦力为 D．摩擦力为
命题角度2 物体的动态平衡
例3：（2022·河北·高考真题）如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的 点，将木板
以底边 为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩
擦，在转动过程中（ ）
A．圆柱体对木板的压力逐渐增大
B．圆柱体对木板的压力先增大后减小
C．两根细绳上的拉力均先增大后减小
D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
【答案】B
【详解】设两绳子对圆柱体的拉力的合力为 ，木板对圆柱体的支持力为 ，绳子与木板夹角为 ，从
右向左看如图所示在矢量三角形中，根据正弦定理
在木板以直线 为轴向后方缓慢转动直至水平过程中， 不变， 从 逐渐减小到0，又
且
可知
则
可知 从锐角逐渐增大到钝角，根据
由于 不断减小，可知 不断减小， 先增大后减小，可知 先增大后减小，结合牛顿第三定律可
知，圆柱体对木板的压力先增大后减小，设两绳子之间的夹角为 ，绳子拉力为 ，则
可得
不变， 逐渐减小，可知绳子拉力不断减小，故B正确，ACD错误。
故选B。
三力动态平衡问题归纳3-1（2022·浙江·高考真题）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的
动摩擦因数为 ，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为 ，则
下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的合拉力大小为
B．轻绳的合拉力大小为
C．减小夹角 ，轻绳的合拉力一定减小
D．轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小
高考考向3 电磁学中的平衡问题
命题角度1 电场力作用下的平衡问题
例4：（2022·湖南·安化县第二中学模拟预测）有重力分别为G、G 的两带电小球A、B用两根轻杆固定，
1 2
如图所示。设轻杆对两球的弹力的大小分别为F、F，下列说法正确的是（ ）
1 2
A．两球带同种电荷时可能有F+FG+G
1 2 1 2
【答案】C
【详解】BD．当两小球带异种电荷时，若两电荷间库仑引力大于G，可知F 向上，F 向下，据平衡条件
2 1 2
可得
F=G+G+F
1 1 2 2
故
F+F>G+G
1 2 1 2
若两电荷间库仑引力小于G，则F、F 均向上，据平衡条件可得
2 1 2
F+F=G+G
1 2 1 2
综上所述，不可能有
F+FG+G
1 2 1 2
若两电荷间库仑斥力小于G，则F、F 均向上，据平衡条件可得
1 1 2
F+F=G+G
1 2 1 2
综上所述，不可能有
F+F
