1、高考定位受力分析、物体的平衡问题是力学的基本问题，主要考查力的产生条件、力的大小方向的判断(难点：弹力、摩擦力)、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析，涉及的思想方法有：整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等高考试题命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核考题 1 对物体受力分析的考查例 1 如图 1 所示，质量为 m 的木块 A 放在质量为 M 的三角形斜面 B 上，现用大小均为F，方向相反的水平力分别
2、推 A 和 B，它们均静止不动，则( )图 1AA 与 B 之间不一定存在摩擦力BB 与地面之间可能存在摩擦力CB 对 A 的支持力一定大于 mgD地面对 B 的支持力的大小一定等于 (Mm)g审题突破 B、D 选项考察地面对 B 的作用力故可以：先对物体 A、B 整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力；A 、C 选项考察物体 A、B 之间的受力，应当隔离，物体 A 受力少，故：隔离物体 A 受力分析，根据平衡条件求解 B 对 A 的支持力和摩擦力解析 对 A、B 整体受力分析，如图，受到重力(M m) g、支持力 FN 和已知的两个推力，水平方向：由于两个推力的合力为零，故
3、整体与地面间没有摩擦力；竖直方向：有 FN( Mm )g，故 B 错误，D 正确；再对物体 A 受力分析，受重力 mg、推力 F、斜面体 B 对 A 的支持力 FN和摩擦力 Ff，在沿斜面方向：当推力 F 沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，当推力 F 沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，当推力 F 沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，设斜面倾斜角为 ，在垂直斜面方向： FNmg cos Fsin ，所以 B 对 A 的支持力不一定大于 mg，故 A 正确，C 错误故选择 A、D.答案 AD1(单选)(2014广东14) 如图 2 所示，水平地面
4、上堆放着原木，关于原木 P 在支撑点 M、N处受力的方向，下列说法正确的是( )图 2AM 处受到的支持力竖直向上BN 处受到的支持力竖直向上CM 处受到的静摩擦力沿 MN 方向DN 处受到的静摩擦力沿水平方向答案 A解析 M 处支持力方向与支持面 (地面)垂直，即竖直向上，选项 A 正确；N 处支持力方向与支持面(原木接触面)垂直，即垂直 MN 向上，故选项 B 错误；摩擦力与接触面平行，故选项C、D 错误2(单选) 如图 3 所示，一根轻杆的两端固定两个质量均为 m 的相同小球 A、B，用两根细绳悬挂在天花板上，虚线为竖直线，30 ，60，求轻杆对 A 球的作用力( )图 3Amg B.
5、mg C. mg D. mg333 32答案 A解析 对 A 球受力分析如下图，细绳对小球 A 的力为 F1，杆对 A 的力为 F2，把 F1 和 mg 合成，由几何知识可得组成的三角形为等腰三角形，故 F2mg.3(单选) 如图 4 所示，用质量为 M 的吸铁石，将一张质量为 m 的白纸压在竖直固定的磁性黑板上某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力 F 轻拉白纸，白纸未移动，则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为( )图 4AF BmgC. D.F2 mg2 F2 Mg mg2答案 D解析 对吸铁石和白纸整体进行受力分析，在垂直于黑板平面内受磁引力、黑板表面的支持力，在平行于黑板平面内受竖直向下的重力
6、(M m) g、水平拉力 F 和黑板表面的摩擦力 Ff 作用，由于纸未被拉动，所以摩擦力为静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，摩擦力 Ff 与(Mm)g 和 F 的合力等值反向，因此有 Ff ，故选项 D 正确F2 Mg mg21合理的选取研究对象如果题目中给出的物体不止一个，在分析物体受力情况时，往往不能直接判断它与其接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力，这时可以采用隔离法(或整体法) ，先分析其他物体(或整体) 的受力情况，再分析被研究物体的受力情况2结合运动状态及时修正由于弹力和摩擦力都是被动力，它们的方向和大小与物体的运动状态有密切的关系，所以分析物体的受力情况时，除了根据力产生的条
7、件判断外，还必须根据物体的运动状态，结合牛顿第二定律及时进行修正考题 2 对静态平衡问题的考查例 2 (单选)如图 5 所示，倾角为 60的斜面固定在水平面上，轻杆 B 端用铰链固定在竖直墙上，A 端顶住质量为 m、半径为 R 的匀质球并使之在图示位置静止，此时 A 与球心 O 的高度差为 ，不计一切摩擦，轻杆可绕铰链自由转动，重力加速度为 g，则有( )R2图 5A轻杆与水平面的夹角为 60B轻杆对球的弹力大小为 2mgC斜面对球的弹力大小为 mgD球所受的合力大小为 mg，方向竖直向上审题突破 球受力的特点：轻杆 B 端用铰链固定在竖直墙上所以轻杆上的弹力一定沿杆，支持力垂直斜面向上；由几
8、何知识确定轻杆与水平面的夹角，采用合成法，根据平衡条件求轻杆对球的弹力和斜面对球的弹力解析 设轻杆与水平方向夹角为 ，由 sin ，30，故 A 错误；对球由几何知识得，hR 12轻杆对球的弹力大小 FN2mg，故 B 错误；斜面对球的弹力大小为 mg，C 正确；球处于静止状态，所受的合力大小为 0，D 错误答案 C4(单选) 完全相同的两物体 P、Q，质量均为 m，叠放在一起置于水平面上，如图 6 所示现用两根等长的细线系在两物体上，在细线的结点处施加一水平拉力 F，两物体始终保持静止状态，则下列说法不正确的是(重力加速度为 g)( )图 6A物体 P 受到细线的拉力大小为F2B两物体间的摩
9、擦力大小为F2C物体 Q 对地面的压力大小为 2mgD地面对 Q 的摩擦力大小为 F答案 A解析 两物体都保持静止，对 P、Q 整体受力分析，竖直方向受到重力 2mg 和地面支持力FN，根据平衡状态则有 FN2mg，Q 对地面压力大小等于支持力，选项 C 正确水平方向受到拉力 F 和地面摩擦力 Ff，水平方向受力平衡 FfF ，选项 D 正确两段细线等长，而拉力沿水平方向设细线和水平方向夹角为 ，则有细线拉力 FT ，选项 A 错误对 P 受F2cos 力分析水平方向受到细线拉力的水平分力 FTcos 和 Q 对 P 的摩擦力 Ff，根据 P 静止时F2受力平衡则有 Ff ，选项 B 正确F2
10、5(单选) 在如图所示的 A、B、C 、D 四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴 O 安装在一根轻木杆 P 上，一根轻绳 ab 绕过滑轮，a 端固定在墙上，b 端下面挂一个质量都是 m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图 A、C、D 中杆 P 与竖直方向夹角均为 ，图 B 中杆 P 在竖直方向上，假设 A、 B、C、D 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为FA、F B、F C、 FD，则以下判断中正确的是( )AF A FBF CF DBF DF AF BF CCF AF CF DF BDF CF AF BF D答案 B解析 设滑轮两边细绳的夹角为 ，对重物，可得绳子拉力等于重物重力 m
11、g，滑轮受到木杆弹力 F 等于细绳拉力的合力，即 F2mg cos ，由夹角关系可得 FDF AF BF C，选项 B2正确6(单选) 倾角为 45的斜面固定在墙角，一质量分布均匀的光滑球体在大小为 F 的水平推力作用下静止在如图 7 所示的位置，F 的作用线通过球心，设球所受重力大小为 G，竖直墙对球的弹力大小为 F1，斜面对球的弹力大小为 F2，则下列说法正确的是( )图 7AF 1 一定大于 F BF 2 一定大于 GCF 2 一定大于 F DF 2 一定大于 F1答案 B解析 以球为研究对象，受力分析，如图所示，根据平衡条件可得：F2sin GFF 1F 2cos 所以 F2 一定大于
12、 G，F 1 一定小于 F，F 2 与 F 的大小关系不确定，F 1 和 F2 的大小关系也不确定，所以 B 正确，A、C、D 错误共点力平衡问题的求解思路和方法1求解共点力平衡问题的一般思路物体静止或做匀速直线运动 物体处于平衡状态 对物体受力分析 建立平衡方程 对平衡方程求解、讨论2常用求解方法(1)正交分解法(2)合成法考题 3 对动态平衡问题的考查例 3 如图 8 所示，倾角为 的斜面体 c 置于水平地面上，小物块 b 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏 a 连接，连接 b 的一段细绳与斜面平行在 a 中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c 都处于静止状态，则( )图 8Ab 对
13、 c 的摩擦力一定减小Bb 对 c 的摩擦力方向可能平行斜面向上C地面对 c 的摩擦力方向一定向右D地面对 c 的摩擦力一定减小审题突破 b 受到 c 的摩擦力不一定为零，与两物体的重力、斜面的倾角有关对 bc 整体研究，由平衡条件分析水平面对 c 的摩擦力方向和支持力的大小解析 设 a、b 的重力分别为 Ga、G b.若 GaG bsin ，b 受到 c 的摩擦力为零；若 GaG bsin ，b 受到 c 的摩擦力不为零若 GaG bsin ，b 受到 c 的摩擦力沿斜面向上，故 A 错误，B正确对 b、c 整体，水平面对 c 的摩擦力 FfF Tcos G acos ，方向水平向左在 a
14、中的沙子缓慢流出的过程中，则摩擦力在减小，故 C 错误，D 正确答案 BD7(单选) 如图 9 甲，手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位 4 缓慢地调至卡位 1(如图乙) ，电脑始终静止在底座上，则( )图 9A电脑受到的支持力变大B电脑受到的摩擦力变小C散热底座对电脑的作用力变大D散热底座对电脑的作用力不变答案 D解析 对笔记本电脑受力分析如图所示，有：F Nmgcos 、F fmgsin .由原卡位 1 调至卡位 4， 减小，静摩擦力 Ff 减小、支持力 FN 增加；散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力，与
15、电脑的重力平衡，始终是不变的，故 D 正确8(单选) 如图 10 将两个质量均为 m 的小球 a、b 用细线相连悬挂于 O 点，用力 F 拉小球 a，使整个装置处于静止状态，且悬线 Oa 与竖直方向的夹角为 30，则 F 的最小值为( )图 10A. mg Bmg33C. mg D. mg32 2答案 B解析 以 a、b 两球为一整体进行受力分析：受重力 2mg，绳子的拉力 FT，拉力 F，其中重力是恒力，绳子拉力 FT 方向恒定，根据平衡条件，整体所受合外力为零，所以当 F 的方向与绳子垂直时最小，如图所示，根据几何关系可得：F2mgsin 30mg ，所以 B 正确，A、C、D 错误9(单
16、选)(2014山东14) 如图 11 所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板静止时，F 1 表示木板所受合力的大小，F 2 表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后( )图 11AF 1 不变，F 2 变大BF 1 不变，F 2 变小CF 1 变大，F 2 变大DF 1 变小，F 2 变小答案 A解析 木板静止时，木板受重力 G 以及两根轻绳的拉力 F2，根据平衡条件，木板受到的合力F10，保持不变两根轻绳的拉力 F2 的合力大小等于重力 G，保持不变，当两轻绳剪去一段后，两根轻绳的拉力 F2 与竖直方向
17、的夹角变大，因其合力不变，故 F2 变大选项 A 正确，选项 B、C 、D 错误1当受力物体的状态发生“缓慢”变化时，物体所处的状态仍为平衡状态，分析此类问题的方法有解析法和矢量三角形法2分析动态平衡问题时需注意以下两个方面：(1)在动态平衡问题中，一定要抓住不变的量( 大小或方向)，此题中不变的量是力 F3 和 F1的合力的大小和方向，然后分析其他量的变化(2)当物体受到一个大小和方向都不变、一个方向不变、一个大小和方向都变化的三个力作用，且题目只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时，首先考虑用图解法考题 4 应用平衡条件解决电学平衡问题例 4 (6 分)如图 12 所示，粗糙程度均匀的
18、绝缘空心斜面 ABC 放置在水平面上，CAB30 ，斜面内部 O 点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷，一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在 M、P、N 点，P 为 MN 的中点，OMON，OM AB，则下列判断正确的是( )图 12A小物体在 M、P、N 点静止时一定都是受 4 个力B小物体静止在 P 点时受到的摩擦力最大C小物体静止在 P 点时受到的支持力最大D小物体静止在 M、N 点时受到的支持力相等解析 对小物体分别在三处静止时进行受力分析，如图：结合平衡条件小物体在 P、N 两点时一定受四个力的作用，而在 M 处不一定，故 A 错误；小物体静止在 P 点时，摩擦力Ff mgsin 30，设小物体静止在 M、N 点时，库仑力为 F，则小物体静止在 N 点时Ff mg sin 30Fcos 30，小物体静止在 M 点时 Ffmgsin 30Fcos 30，可见小物体静止在 N 点时所受摩擦力最大，故 B 错误；小物体静止在 P 点时，设库仑力为 F，受到的支持力 FNmgcos 30F，小物体静止在 M、N 点时： FNmgcos 30Fsin 30，由库仑定律知 FF，故 FNF N，即小物体静止在 P 点时受到的支持力最大，静止在M、N 点时受到的支持力相等，故 C、D 正确
