文档文本内容
第08 讲 受力分析 共点力的平衡
(专项训练)
目 录
巩固·知识解构...................................................................................................................................... 1
知识点1 受力分析.............................................................................................................2
知识点2 共点力的平衡....................................................................................................2
模拟·基础演练...................................................................................................................................... 3
题型01 受力分析................................................................................................................3
题型02 单体平衡.................................................................................................................5
题型03 多体平衡力...........................................................................................................6
重难·创新演练....................................................................................................................................10
真题·实战演练.................................................................................................................................... 13
巩固·知识解构
知识点1 受力分析
1.受力分析
(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,并画出受力示意图的过程。
(2)受力分析的一般顺序
先画出重力、已知力;其次分析弹力,再分析摩擦力;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。
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。
知识点2 共点力的平衡
2.共点力的平衡
(1)共点力:作用于物体的同一点或作用线(或延长线)交于一点的力。
(2)平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
(3)共点力的平衡条件
F 合=0 或者
(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,这两个力必定大小相等,方向相反。
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
小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。
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
小相等,方向相反。
。
模拟·基础演练
考查重点:共点力平衡问题的分析和计算,重点是三力平衡。
⏳题型01 受力分析
1.(2026·湖南娄底市第一中学一模)6.如图所示,半球A靠在竖直的墙面C上。在竖直向上的力F作
用下,A、B两物体均保持静止,则半球A受到的作用力个数为()
A.2个
B.3个
C.4个
D.5个
2.(2026·山西·二模)晋作家具作为中国古典家具四大流派之一,具有独特的艺术魅力。如图所示,一茶
“
”
壶静置在八仙桌的水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.茶壶受到重力、支持力、弹力和摩擦力
B.茶壶受到的重力就是桌子受到的压力
C.茶壶受到的重力和支持力是一对平衡力
D.茶壶对桌面的压力和桌子对地面的压力是一对相互作用力
3.(2026·浙江绍兴·二模)如图所示,用相同的小磁铁将两张相同的纸固定在竖直磁性黑板上。左、右两
图中每枚小磁铁对纸的摩擦力大小分别为f 左、f 右,黑板对纸的摩擦力大小分别为f
′
左、f
′
右,不考虑磁铁
间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.f 左:f 右=3:4
B.f
′
左:f
′
右=1:1
C.每枚小磁铁均受到3 个力
D.黑板对小磁铁的吸引力大小等于小磁铁对黑板的吸引力大小
⏳题型02
平衡
单体
4.(2026·湖南岳阳·一模)一只双层圆形晾衣篮(结构如图),篮口平面的圆心为O 点。晾衣篮可视为质
量均匀分布,半径R=0.40m 的刚性圆环。四根轻绳下端系于圆环上四等分点A、B、C、D,上端汇到P 点,
再由挂钩悬挂。调节四根轻绳的长度,使P 点始终在圆心O 点正上方,且保持篮口水平。篮与衣物总质量
m=12kg,取重力加速度g=10m/s2。每根绳允许的最大拉力为50N,为保证四根绳都不断裂,P 点到O 点的
竖直距离至少应为( )
A.0.30m
B.0.25m
C.0.20m
D.0.15m
5.(2026·湖南永州·一模)生活中人们经常用滑轮提升重物,如图所示,两轻绳分别跨过两个固定光滑定
滑轮,两人站在地上竖直向下拉动轻绳,使重物匀速上升,已知悬挂重物的两侧轻绳
和
与竖直方向的
夹角始终相等,则在重物上升的过程中( )
A.轻绳
和
拉力的合力逐渐变大
B.人对地面的压力逐渐减小
C.轻绳
拉力对物体做功的瞬时功率变大
D.两根轻绳对物体的拉力冲量始终相同
6(2026·吉林长春·二模)图(a)所示为篮球收纳架,篮球静止在同一水平面的两平行横杆之间,其截面
如图(b)所示,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A.横杆1 对篮球的弹力方向竖直向上
B.横杆1 对篮球的弹力是因篮球形变产生的
C.横杆1 与横杆2 距离越小,篮球受到的合力越大
D.横杆1 与横杆2 距离越小,横杆1 对篮球的弹力越小
7.如图所示,质量为m、可看作质点的物体P 粘在筷子上,筷子静止在内壁光滑的半球形碗内,筷子下端
点为M,筷子上的N 点与碗口接触,筷子与过碗口的水平直径的夹角为θ =30°。不计筷子质量,重力加速
度为g,则碗对筷子的M、N 点的作用力FM、FN大小分别为( )
A.F M=
❑√3mg
3
FN= mg
2
B.FM= mg
2 FN=
❑√3mg
3
C.F M=
❑√3mg
3
FN=
❑√3mg
3
D.FM=
❑√3mg
2
FN =
❑√3mg
2
8.(2026·河南郑州·一模)2025 年九三阅兵式上,甲、乙、丙三架直升机分别用轻绳悬挂等质量旗帜,从
天安门广场上空水平匀速飞过,如图所示。已知,由于风力大小不同,甲、乙、丙的轻绳与竖直方向的夹
角分别为α、β、γ,α < β <γ且均保持不变,风力均视为水平,则( )
A.甲所受轻绳拉力最大
B.乙所受轻绳拉力最大
C.丙所受轻绳拉力最大
D.甲、乙、丙所受轻绳拉力大小相等
9.(2026·吉林白山·一模)图甲为悬浮地球仪,其原理如图乙所示:底座的三个相同的磁极对地球仪中心
的磁体产生大小均为F 的作用力(方向沿磁极与磁体的连线),使地球仪悬浮在空中,此时各磁极和磁体
恰好处在正四面体的四个顶点处。已知地球仪的重量为G,则力 F 的大小为( )
A.1
2 G
B.1
3
C.
❑√6
6
G
D.
❑√3
6
G
题型
⏳
03 多体平衡
10.(2026·广东深圳·二模)多名网友发布四个篮球抱团行走的视频。据此,某同学提出问题,四个完全
“
”
相同的篮球相互接触,按如图方式叠放,静止于水平地面。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则篮球与地
面间的动摩擦因数μ 的最小值为( )
A.
❑√2
8
B.1
4
C.1
3
D.
❑√2
4
11.(2026·华大新高考联盟·一模)如图,在竖直平面内固定一个四分之一光滑圆弧支架,O 点为圆弧的圆
心,OA、OB 为圆弧的半径,OA 沿竖直方向,支架圆弧上和半径OA 上分别穿着a、b 小球,a、b 两小球
的质量分别为
和
,两小球之间用一轻绳连接,平衡时小球a、b 分别位于P、Q 两点已知
,
,两小球均可视为质点,设支架对小球a 的弹力为
,对小球b 的弹力为
,则下列说法正确
的是( )
A.
B.
C.
D.
12..图甲为一小朋友正在放风筝,此时风筝平面与水平面的夹角为30°,细线与风筝的夹角为60°(如图乙
所示)。已知风筝的质量m=1kg,该小朋友的质量M=40kg,重力加速度g=10m/s2。若小朋友和风筝均保
持静止状态,则( )
A.地面对小朋友的摩擦力为5N
B.地面对小朋友的摩擦力为15N
C.地面对小朋友的支持力为395N
D.地面对小朋友的支持力为500N
13(2026·内蒙古乌兰察布·二模)如图所示,倾角为θ =37°的斜面体固定在水平面上,物体P 放在斜面体
上,用轻绳拴接在物体P 上后跨过光滑的定滑轮,另一端与另两条轻绳系于C 点,轻绳的下端连接物体
Q,系统平衡时轻绳CD 沿水平方向,轻绳AB 与斜面体平行,BC 与竖直方向的夹角为α =53°,
sin37° =0.6,不计一切摩擦。则物体P、Q 的质量比为( )
A.25:9
B.5:3
C.25:16
D.5:4
14.(2026·四川广元·二模)如图所示,两根紧靠但无相互作用力的半圆柱体A、B 静止于粗糙程度处处相
同的水平地面上。现将另一根圆柱体C 轻放在这两根半圆柱体上,三者均静止。已知圆柱体A、B、C 的
材料、长度、半径、密度均相同,不考虑它们之间的摩擦。若用水平向右的力拉半圆柱体A,使A 缓慢移
动,直至C 恰好降到地面,整个过程中B 均保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为
g,则半圆柱体与地面间动摩擦因数的最小值为( )
A.
❑√3
6
B.
❑√3
3
C.
❑√3
2
D.7 ❑√3
12
15.(2026·广东中山·三模)如图所示,工人装载圆筒形货物时,会将其放置在两个相同的三角形底座上,
底座与水平地面始终保持相对静止。已知货物质量为M,每个底座质量为m,底角为θ,忽略货物与底座
间的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.地面对底座A 的作用力方向竖直向上
B.地面对底座A 的作用力大小为(m+ M
2 )g
C.若θ 增大,则底座B 对货物的支持力减小
D.若θ 增大,则地面对底座B 的摩擦力增大
重难·创新演练
结合生活实际(T1T2);结合实际新考法考查(T3T4);新角度考查研究方法(T5T6);
1.▶新情境◀(2026·广西·模拟预测)如图是我国黄山平天矼西端峰头上的飞来石。支撑石的上表面水平,
当飞来石受到水平方向的风力时,它仍保持静止状态,此时支撑石对飞来石的支持力和摩擦力分别为FN、
Ff,与无水平风时相比( )
A.F N变大
B.FN变小
C.Ff变大
D.Ff变小
2.▶新情境◀(.(2026·云南昆明·模拟预测)某建筑工地中的圆锥状沙堆如图甲所示,可将其理想化为图
乙所示的圆锥体。沙粒可视为质点,沙粒间的动摩擦因数为μ,沙粒之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
不考虑沙粒的滚动。当把沙粒轻放在圆锥形沙堆的侧面上,该沙粒恰好能静止时,沙堆的高度h达到最大,
此时,沙堆的底面圆半径为r,体积V = 1
3 πr
2h,则要堆放体积为V 0的沙堆,沙堆的底面直径至少为
( )
A.2
❑√
3V 0
π μ
B.2
3√
3V 0
π μ
C.3√
3V 0
π μ
D.❑√
3V 0
π μ
.3.▶新考法◀(2026·河北沧州·一模)如图甲是国家博物馆馆藏的西汉龙纹玉璧,可简化为图乙所示情景。
承托玉璧的斜面倾角α =30°,玉璧底部两个起支撑作用的钉子A、B 与玉璧中心O的连线夹角β =60°,若
玉璧质量m=1kg,斜面光滑,重力加速度g取10 m /s
2,则每个钉子对玉璧的支持力大小为( )
A.2.5 N
B.5 N
C.5 ❑√3
3
N
D.5 ❑√3 N
4.▶新考法◀(2025·四川·模拟预测)图甲为青铜时代文化遗迹
石棚,古人利用图乙所示的方法将上
——
方质量为m的盖石(可视为质点)缓慢拉至石板上方。土堆的斜面倾角为θ,盖石与土堆间的动摩擦因数
恒为μ=
❑√3
3 ,盖石受到的拉力F与斜面间夹角为α,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.F的大小为mgsinθ
cosα
B.F的大小为mg(3sinθ+ ❑√3cosθ)
3cosα
C.仅减小夹角α,F减小
D.在θ<60°范围任意改变倾角θ,当夹角α =30°时,F有最小值
5.▶新角度◀(2026·山西大同·一模)为了助推本地文旅的发展,2025 年,大同推出了大型行进情景式演
艺项目《如梦大同》,如甲图,演员们通过吊威亚在城墙上展现高超的表演技艺,为游客呈现了一场视觉
盛宴!现将情景简化如乙图,一根不可伸长的绳索(不计质量)一端系于演员腰间O点,另一端系于城墙
上的固定P点,该演员身体伸直,双脚蹬于城墙Q点,并保持平衡。已知∠OPQ =37°,∠OQP = 45°,
演员质量m=70kg,城墙对演员的作用力始终沿着身体,重力加速度g取10 m/s
2,sin37° =0.6,
cos37° =0.8。下列说法正确的是( )
A.绳索对演员的拉力大小为400 N
B.城墙对演员的作用力大小为300 N
C.若保持Q点不动,将P点沿城墙缓慢上移稍许,绳索对演员的拉力大小一定增大
D.若保持Q点不动,将P点沿城墙缓慢下移稍许,城墙对演员的弹力大小一定增大
6.▶新角度◀(2026·山东烟台·一模)如图所示,两根长度相等的轻质细杆AO、BO,一端通过光滑铰链
与竖直墙面上A、B 两点处连接,另一端栓接在O 点。一根轻质弹性细绳CO 一端固定在墙上C 点,另一
端栓接在O 点,C 点处于AB 连线的垂直平分线上,在O 点悬挂一质量为m 的重物,静止时AOB 所在的平
面处于水平,∠AOB =60°,OC 连线与水平面的夹角为30°,已知重力加速度为g,则杆AO 对墙的作用
力大小为( )
A.
❑√3
2 mg
B.mg
C.❑√3mg
D.2mg
、
真题·实战演练
高频考点:弹力和摩擦力的方向判断与计问题。
1.(2024·贵州·高考真题)如图(a),一质量为m 的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙
之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8
倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为( )
A. 3
5 mg
B.3
4 mg
C.4
3 mg
D.5
3 mg
2.(2023·海南·高考真题)如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
3.(2024·河北·高考真题)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg 的光滑均匀球体,球体静止于
带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为
1.0N,g 取10m/s2,挡板对球体支持力的大小为( )
A.
❑√3
3 N
B.1.0 N
C.2❑√3
3
N
D.2.0 N
4.(2026·浙江·高考真题)如图所示,一盏重为G 的艺术灯用细绳悬挂,左右两侧细绳与水平方向夹
角分别为45°和60°,细绳拉力分别为F1和F2。A 和B 是左侧细绳两端点,C 和D 分别是天花板和灯上的点,
CD 与AB 平行,则( )
A.F1大于F2
B.F1和F2都小于G
C.用细绳连接C 和B 后撤去AB 绳,可使灯位置不变
D.用细绳连接C 和D 后撤去AB 绳,可使灯位置不变
5.(2025·贵州·高考真题)一不可伸长的轻绳跨过同一水平线上的定滑轮,中间两定滑轮的间距为d,
在绳中央固定有一轻质吊环,绳两端分别挂有质量均为m的配重物,配重物静止在地面上且绳恰好伸直。
如图,某同学在健身时把吊环竖直向下缓慢拉d
2 的距离后保持静止,已知重力加速度大小为g,不计摩擦
及滑轮大小,则静止时该同学对吊环的拉力大小为( )
A.❑√2mg
B.mg
C.
❑√2
2 mg
D.1
2 mg