重難點01力與物體的平衡1.命題情境源自生產生活中的與力相關的情境，對生活生產中與力有關的問題平衡問題，要能從情境中抽象出物理模型，正確受力分析，畫出受力分析圖，正確利用力的平衡條件解決問題。2.立體情境增多，要培養會看畫立體圖，將立體圖轉化為平面圖。3.數學三角函數知識的利用在該類題中尤其突出，特別是像極值、臨界問題。還有一些特殊方法，例如利用正弦定理、余弦定理等處理問題。4.多個物體受力平衡時注意整體法和隔離法的應用。例題1.（2022·河北·高考真題）如圖，用兩根等長的細繩將一勻質圓柱體懸掛在豎直木板的SKIPIF1<0點，將木板以底邊SKIPIF1<0為軸向后方緩慢轉動直至水平，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，在轉動過程中（）A．圓柱體對木板的壓力逐漸增大B．圓柱體對木板的壓力先增大后減小C．兩根細繩上的拉力均先增大后減小D．兩根細繩對圓柱體拉力的合力保持不變【答案】B【解析】設兩繩子對圓柱體的拉力的合力為SKIPIF1<0，木板對圓柱體的支持力為SKIPIF1<0，繩子與木板夾角為SKIPIF1<0，從右向左看如圖所示在矢量三角形中，根據正弦定理SKIPIF1<0在木板以直線SKIPIF1<0為軸向后方緩慢轉動直至水平過程中，SKIPIF1<0不變，SKIPIF1<0從SKIPIF1<0逐漸減小到0，又SKIPIF1<0且SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0則SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0從銳角逐漸增大到鈍角，根據SKIPIF1<0由于SKIPIF1<0不斷減小，可知SKIPIF1<0不斷減小，SKIPIF1<0先增大后減小，可知SKIPIF1<0先增大后減小，結合牛頓第三定律可知，圓柱體對木板的壓力先增大后減小，設兩繩子之間的夾角為SKIPIF1<0，繩子拉力為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0SKIPIF1<0不變，SKIPIF1<0逐漸減小，可知繩子拉力不斷減小，故B正確，ACD錯誤。故選B。例題2.（2022·浙江·高考真題）如圖所示，一輕質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SKIPIF1<0，一重為SKIPIF1<0的物體懸掛在橫桿中點，則每根斜桿受到地面的（）A．作用力為SKIPIF1<0 B．作用力為SKIPIF1<0C．摩擦力為SKIPIF1<0 D．摩擦力為SKIPIF1<0【答案】B【解析】設斜桿的彈力大小為SKIPIF1<0，以水平橫桿和重物為整體，豎直方向根據受力平衡可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0以其中一斜桿為研究對象，其受力如圖所示可知每根斜桿受到地面的作用力應與SKIPIF1<0平衡，即大小為SKIPIF1<0，每根斜桿受到地面的摩擦力為SKIPIF1<0B正確，ACD錯誤；故選B。一、力學中的平衡問題1．研究對象選取的兩點技巧(1)采用整體法進行受力分析時，要注意系統內各個物體的狀態應該相同。(2)當直接分析一個物體的受力不方便時，可轉移研究對象，先分析另一個物體的受力，再根據牛頓第三定律分析該物體的受力，此法叫“轉換研究對象法”。2．求解平衡問題的常用方法二力平衡法、合成法、正交分解法、相似三角形法、正弦定理法、圖解法等。二、電磁場中的平衡問題1．基本原則解決電磁學中的平衡問題，要把握“電學搭臺，力學唱戲”的破題原則，要結合電磁學的基本規律和力學的受力分析及平衡條件解題。2．四點注意(1)求解點電荷間的作用力大小要運用庫侖定律。(2)安培力方向的判斷要先明確磁場方向、電流方向，再用左手定則，同時注意將立體圖轉化為平面圖。(3)電場力或安培力的出現，可能會對彈力或摩擦力產生影響。(4)涉及電路問題時，要注意閉合電路歐姆定律的應用。三、新情境探究近幾年高考物理試題中與生活、生產、高科技密切聯系的試題在逐漸增多，如以生活、勞動為情境，考查受力分析和共點力平衡等。同學們在解決此類問題時要將所學物理知識與實際情境聯系起來，抓住問題實質，將問題轉化為熟知的物理模型和物理過程求解。（建議用時：30分鐘）一、單選題1．（2022·重慶·高考真題）如圖所示，吸附在豎直玻璃上質量為m的擦窗工具，在豎直平面內受重力、拉力和摩擦力（圖中未畫出摩擦力）的共同作用做勻速直線運動。若拉力大小與重力大小相等，方向水平向右，重力加速度為g，則擦窗工具所受摩擦力（）A．大小等于SKIPIF1<0 B．大小等于SKIPIF1<0C．方向豎直向上 D．方向水平向左【答案】B【解析】對擦窗工具進行正視圖的受力分析如圖所示水平方向上拉力SKIPIF1<0與擦窗工具所受摩擦力水平分量SKIPIF1<0等大反向，豎直方向上重力SKIPIF1<0與擦窗工具所摩擦力豎直分量SKIPIF1<0等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如圖中SKIPIF1<0所示，大小為SKIPIF1<0故選B。2．（2022·遼寧·高考真題）如圖所示，蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上，并處于靜止狀態。蛛絲SKIPIF1<0與豎直方向夾角分別為SKIPIF1<0。用SKIPIF1<0分別表示SKIPIF1<0的拉力，則（）A．SKIPIF1<0的豎直分力大于SKIPIF1<0的豎直分力 B．SKIPIF1<0的豎直分力等于SKIPIF1<0的豎直分力C．SKIPIF1<0的水平分力大于SKIPIF1<0的水平分力 D．SKIPIF1<0的水平分力等于SKIPIF1<0的水平分力【答案】D【解析】CD．對結點O受力分析可得，水平方向SKIPIF1<0即F2的水平分力等于F2的水平分力，選項C錯誤，D正確；AB．對結點O受力分析可得，豎直方向SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0則F1的豎直分量SKIPIF1<0F2的豎直分量SKIPIF1<0因SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0選項AB錯誤。故選D。3．（2022·山東·青島二中高二期末）2022年北京冬奧會跳臺滑雪空中技巧比賽場地邊，有一根系有飄帶的風力指示桿，教練員根據飄帶的形態提示運動員現場風力的情況。若飄帶可視為粗細一致的勻質長繩，其所處范圍內風速水平向右、大小恒定且不隨高度改變。當飄帶穩定時，飄帶實際形態最接近的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】設風速度為SKIPIF1<0，假設飄帶總長為SKIPIF1<0，質量為SKIPIF1<0，飄帶寬度為SKIPIF1<0，該部分飄帶的重力和所受風力分別為則重力與風力的合力與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0其中SKIPIF1<0為單位面積上受到的風力，則角度的正切值恒定，則飄帶為近似為一條傾斜的直線，故A正確，BCD錯誤。故選A。SKIPIF1<0SKIPIF1<04．（2022·浙江寧波·模擬預測）如圖所示，戰士在水平地面上進行拉輪胎的負荷訓練。設戰士拉著輪胎勻速向前，運動過程中雙肩與繩的接觸點A、B等高，兩繩間的夾角為SKIPIF1<0，所構成的平面與水平面間的夾角為SKIPIF1<0，如圖所示。下列說法正確的是（）A．若SKIPIF1<0保持不變，SKIPIF1<0越小兩繩上的拉力越大B．若SKIPIF1<0保持不變，SKIPIF1<0越小兩繩上的拉力越小C．無論SKIPIF1<0、SKIPIF1<0取何值，地面對輪胎的支持力始終不變D．無論SKIPIF1<0、SKIPIF1<0取何值，輪胎對地面的壓力不可能為0【答案】D【解析】AB．設繩子拉力為SKIPIF1<0，輪胎與地面的摩擦因數為SKIPIF1<0，兩繩上的拉力的合力為SKIPIF1<0以輪胎對對象，根據受力平衡可得SKIPIF1<0SKIPIF1<0又SKIPIF1<0聯立可得SKIPIF1<0若SKIPIF1<0保持不變，SKIPIF1<0越小，SKIPIF1<0越大，則繩子拉力越小；若SKIPIF1<0保持不變，由于SKIPIF1<0存在最大值，即繩子拉力存在最小值，所以SKIPIF1<0越小時，兩繩上的拉力并不是越小，故AB錯誤；CD．地面對輪胎的支持力為SKIPIF1<0可知地面對輪胎的支持力與SKIPIF1<0角有關，且地面對輪胎的支持力不可能為零，即輪胎對地面的壓力不可能為零，故C錯誤，D正確。故選D。二、多選題5．（2021·湖南·永順縣第一中學模擬預測）如圖所示，固定的斜面上疊放著A、B兩木塊，木塊A與B的接觸面是水平的，水平力F作用于木塊A，使木塊A、B保持靜止，且SKIPIF1<0。則下列描述正確的是（）A．B可能受到3個或4個力作用B．斜面對木塊B的摩擦力方向可能沿斜面向下C．A對B的摩擦力可能為0D．A、B整體可能受三個力作用【答案】BD【解析】A．對物塊B受力分析，受重力、A對B的壓力、A對B水平向左的靜摩擦力、斜面對B垂直向上的支持力，斜面對B有可能有靜摩擦力（當A對B向左的靜摩擦力平行于斜面方向分力與重力沿斜面向下的分力平衡時靜摩擦力為零），故B受4個力或者5個力，故A錯誤；B．當A對B向左的靜摩擦力平行于斜面方向分力大于重力沿斜面向下的分力時，B物體有上滑的趨勢，故受到平行于斜面向下的靜摩擦力，故B正確；C．對A受力分析，受推力、重力、支持力和靜摩擦力，根據平衡條件，B對A的靜摩擦力與推力F平衡，根據牛頓第三定律，A對B的摩擦力水平向左，大小為F，故C錯誤；D．對AB整體受力分析，受重力、支持力、推力，有可能有靜摩擦力（當推力平行斜面方向的分力與重力沿斜面向下的分力平衡時靜摩擦力為零），故D正確。故選BD。6．（2022·廣東·蛇口育才中學模擬預測）人字梯是生產生活中的常見工具，人字梯由兩個相同的梯子組成，兩梯子的頂端用光滑鉸鏈連接。現將梯子放在粗糙的水平地面上，人站在A橫梁上，梯子處于靜止狀態，梯子質量不計。則（）A．有人站的這側梯子底部受到地面的摩擦力與沒人站的那側大小相等B．有人站的這側梯子底部受到地面的摩擦力比沒人站的那側大C．人靜止站在B橫梁時地面對梯子的總支持力比站在A橫梁時大D．梯腳的間距越大，梯子的張力越大【答案】AD【解析】AB．由于梯子處于平衡狀態，兩側受地面的摩擦力大小相等，A正確，B錯誤；C．無論站在A橫梁還是B橫梁時，地面的支持力都等于人的重量，C錯誤；D．設兩梯子的張力F與豎直方向夾角為θ，則對兩梯子和人整體受力分析，由平衡條件有2Fcosθ=G可知：梯腳的間距越大，θ越大，從而梯子的張力F越大，D正確。故選AD。三、解答題7．（2022·重慶南開中學模擬預測）2022年夏季的重慶驕陽似火，為保證空調冷氣不外漏，很多辦公室都安裝了簡易自動關門器，該裝置的原理可以簡化為用一彈簧拉著的門，某次門在關閉時被卡住，細心的小明發現了門下縫隙處塞緊了一個木楔，側面如圖所示，已知木楔質量為m，其上表面可視作光滑，下表面與水平地面間的動摩擦因數為SKIPIF1<0，木楔上表面與水平地面間夾角為SKIPIF1<0，重力加速度為g，木楔尺寸比門小很多，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力。（1）若門推動木楔在地板上緩慢勻速移動，求門下端對木楔上表面的壓力大小；（2）小明研究發現，存在臨界角SKIPIF1<0，若木楔傾角SKIPIF1<0，不管用多大力推門，塞在門下縫隙處的木楔都能將門卡住而不再運動，求這一臨界角的正切值SKIPIF1<0。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【解析】（1）對木楔受力分析受到重力，壓力，支持力和摩擦力，如圖所示若門推動木楔在地板上緩慢勻速移動，豎直方向SKIPIF1<0水平方向SKIPIF1<0最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力SKIPIF1<0聯立解得SKIPIF1<0（2）不管用多大力推門，塞在門下縫隙處的木楔都能將門卡住而不再運動，即SKIPIF1<0若木楔質量較小，可得SKIPIF1<0故臨界角的正切值為SKIPIF1<08．（2022·河南·洛寧縣第一高級中學模擬預測）如圖所示，傾角為θ、質量為M的斜面體A置于水平地面上，在斜面體和豎直墻面之間放置一質量為m的光滑球B，斜面體受到水平向右的外力，系統始終處于靜止狀態。已知SKIPIF1<0，重力加速度大小為g。（1）求球B受到斜面體的彈力大小SKIPIF1<0和墻面的彈力大小SKIPIF1<0；（2）若斜面體受到水平向右的外力大小為SKIPIF1<0mg，求此時斜面體受到的水平地面的摩擦力；（3）若斜面體與水平地面間的動摩擦因數為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩