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高中物理题型解题技巧之力学篇02 全反力秒用
一、必备知识
1.全反力
物体受到的支持力与滑动摩擦力的合力即为全反力，如图1 所示
由于
即滑动摩擦力与支持力成正比，所以全反力的方向不变，设全反力与支持力
的夹角为
，则
即为定值，其中
为摩擦角。
2.应用技巧
（1）.物理场景：如图2 所示，一质量为m 的物块在拉力F 作用下沿水平面做匀速直线运
动，物块与水平面间的动摩擦因数为
，问当拉力与水平方向夹角
多大时，拉力F 最小，
并求出此最小值？
（2）.常规解法：对物块受力分析且正交分解如图3 所示
由平衡可得，水平方向：
，竖直方向：
且
，
则
整理得
即
1
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由辅助角公式可得
当
时，
最大，此时拉力最小，为
。
（3）.全反力解法：将摩擦力与支持力合成为全反力，设全反力与支持力的夹角为
，由
三角形法则可知，当拉力与全反力垂直时，拉力最小，如图4 所示
三、实战应用(应用技巧解题，提供解析仅供参考)
一、单选题
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
【答案】B
【详解】AB．对石墩受力分析，由平衡条件可知
联立解得
2
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故A 错误，B 正确；
C．拉力的大小为
其中
，可知当
时，拉力有最小值，即减小夹角
，轻绳的合拉力不一
定减小，故C 错误；
D．摩擦力大小为
可知增大夹角
，摩擦力一直减小，当
趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小
时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故D 错误；
故选B。
2．（2021·四川成都·一模）如图，在跨过光滑定滑轮的轻绳拉动下，木箱从距滑轮很远处
沿水平地面向右匀速运动。已知木箱与地面间的动摩擦因数为
，木箱始终在地面上。
则整个过程中拉力F 的大小变化情况是（ ）
A．先减小后增大
B．先增大后减小
C．一直减小
D．一直增大
【答案】A
【详解】对物体受力分析，如图所示
无论
如何变化，支持力与摩擦力的合力方向不变，则有
则
设两个力的合力为
，则由矢量三角形知拉力
垂直
，拉力最小，此时拉力与水平方向
3
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的夹角为
，当
角由0 增加到
时，拉力逐渐减小，当
角由
继续增加时，拉力
一直增大，故A 正确，BCD 错误。
故选A。
3．（2021·浙江·绍兴市柯桥区教师发展中心模拟预测）某同学在家卫生大扫除中用拖把拖
地，沿推杆方向对拖把施加推力
，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为
，且拖把
刚好做匀速直线运动，则（ ）
A．拖把所受地面的摩擦力为
B．地面对拖把的作用力方向与水平向左的夹角大于
C．从某时刻开始保持力
的大小不变，减小
与水平方向的夹角
，地面对拖把的支持力
变大
D．同学对推杆的作用力与推杆对拖把的作用力是一对作用力与反作用力
【答案】B
【详解】A．对拖把进行受力分析如图所示
可得摩擦力为
，故A 错误；
B．地面对拖把的作用力为支持力和摩擦力的合力，该合力应该与
和
的合力等大反向，
该合力方向与水平向左的夹角大于
，故B 正确；
C．竖直方向有
则
减小，
减小，故C 错误；
4
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D．同学对推杆的作用力与推杆对拖把的作用力方向相同，不是一对作用力与反作用力，
故D 错误。
故选B。
4．（2022·江苏·模拟预测）如图所示，战士在水平地面上拉轮胎训练，战士以速度v 做匀
速直线运动，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B 等高，两绳间的夹角为
，所构成的
平面与水平面间的夹角
不变，则（ ）
A．保持v 不变，
变小，绳子的拉力变小
B．保持v 不变，
变小，绳子的拉力变大
C．保持
不变，v 较小时，绳子的拉力较小D．保持
不变，v 较小时，绳子的拉力较大
【答案】A
【详解】AB．保持v 不变，则轮胎做匀速直线运动，设两根绳的合力为F，根据平行四边
形定则有
对轮胎受力分析，根据正交分解，水平方向上有
竖直方向有
又
联立解得
故
变小，绳子的拉力变小，故A 正确，B 错误；
CD．由题知，轮胎做匀速直线运动，根据
可知保持
不变，则拉力T 不变，与速度的大小无关，故CD 错误。
故选A。
5．（2021·四川巴中·模拟预测）如图所示，某同学拉动一个箱子在水平面匀速前进，拉力
5
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与水平面的夹角为
，下列说法正确的是（ ）
A．仅改变前进的速度，速度越大，拉力
越大
B．仅改变夹角
，
越大，拉力
越小
C．地面对箱子的作用力竖直向上
D．地面对该同学和箱子作用力的合力竖直向上
【答案】D
【详解】C．地面对箱子有竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力，合力斜向左上方，故地
面对箱子的作用力斜向左上方，C 错误；
D．把该同学和箱子当成一整体，人受到向前的摩擦力与箱子受到向后的摩擦力等大、反
向，故地面对该同学和箱子作用力的合力与整体的重力等大、反向，故竖直向上，D 正确；
B．由于拉动箱子在水平面匀速前进，箱子处于平衡状态，正交分解可得
联立解得
其中
当
F 随着
的增大而减小，当
F 随着
的增大而减小，B 错误；
A．仅改变前进的速度，只要仍做匀速运动，平衡状态不变，拉力
不变，A 错误。
故选D。
6．（2018·河北定州中学高三期末）如图所示，倾角
的斜面上有一木箱，木箱与斜
面之间的动摩擦因数
。现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运
动。设F 的方向与斜面的夹角为
，在
从0 逐渐增大到53°的过程中，木箱的速度保持不
6
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变，则（ ）
A．F 先减小后增大
B．F 先增大后减小
C．F 一直增大
D．F 一直减小
【答案】A
【详解】对物体受力分析如图
木箱沿着斜面向上做匀速直线运动，根据平衡条件，合力为零，在垂直斜面方向，有
在平行斜面方向，有
其中：
联立解得
当
时F 最小，则在
从0 逐渐增大到53°的过程中，F 先减小后增大。
故选A。
二、多选题
7．（2022·云南·瑞丽市第一民族中学高三期末）如图所示，用与水平方向成θ 角的拉力F
作用在物块上，随着θ 从
逐渐增大
到的过程中，物块始终沿水平面做匀速直线运动．
关于物块受到的外力，下列判断正确的是（ ）
A．拉力F 先减小后增大
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B．拉力F 一直减小
C．物块受到地面的支持力先减小后增大
D．物块受到地面的摩擦力一直减小
【答案】AD
【详解】AB．对物体受力分析如图所
由于物体做匀速运动，所以由平衡条件得，水平方向有
竖直方向有
又由
联立解得
θ 从
逐渐增大
到的过程中，θ 增大时，
先增大后减小，则外力F 会先减小后
增大， A 正确，B 错误；
C．根据受力分析，可得物块受到地面的支持力为
由于物块重力不变，θ 从
逐渐增大
到的过程中，
逐渐增大，则支持力逐渐减小，
C 错误；
D．根据受力分析可知
又
由于支持力逐渐减小，故可得f 会一直减小，D 正确。
故选AD。
三、解答题
8．（2022·山东·模拟预测）如图所示，质量
的金属块放在水平地面上，在斜向上
的拉力F 作用下，向右以
的速度做匀速直线运动。已知金属块与地面间的动摩
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擦因数
，
。
（1）求所需拉力F 的最小值；
（2）如果从某时刻起撤去拉力F，求撤去拉力后金属块还能在桌面上滑行的距离s。
【答案】（1）
；（2）1m
【详解】（1）设拉力与水平方向夹角为
，根据平衡条件
整理得
（其中
）
故所需拉力F 的最小值
（2）撤去拉力F 后，金属块受到滑动摩擦力
根据牛顿第二定律，得加速度大小为
则撤去F 后金属块还能滑行的距离为
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