【命題分析】
高考命題對本講考查較多，命題熱點集中在物體的受力分析，物體的平衡問題。解題時常涉及整體法與隔離法的應(yīng)用，同時還注重與數(shù)學(xué)知識相結(jié)合來處理問題。
【素養(yǎng)要求】
1．熟悉常見性質(zhì)力的有無及方向的判斷。
2．靈活應(yīng)用受力分析的一般步驟。
3．掌握整體法、隔離法選用原則。
4．熟練使用常見的平衡問題的解題方法。
1.（2024·浙江·高考真題）如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，小球A、B上系有不可伸長的細線a、b、c和d，其中a的上端懸掛于豎直固定的支架上，d跨過左側(cè)定滑輪、c跨過右側(cè)定滑輪分別與相同配重P、Q相連，調(diào)節(jié)左、右兩側(cè)定滑輪高度達到平衡。已知小球A、B和配重P、Q質(zhì)量均為，細線c、d平行且與水平成（不計摩擦），則細線a、b的拉力分別為（ ）
A．，B．，C．，D．，
重點一 受力分析 整體法與隔離法的應(yīng)用
1．基本思路
在分析兩個或兩個以上物體間的相互作用時，一般采用整體法與隔離法進行分析．
2．兩點注意
(1)采用整體法進行受力分析時，要注意系統(tǒng)內(nèi)各個物體的狀態(tài)應(yīng)該相同．
(2)當(dāng)直接分析一個物體的受力不方便時，可轉(zhuǎn)移研究對象，先分析另一個物體的受力，再根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力，此法叫“轉(zhuǎn)移研究對象法”
3. 受力分析的4種方法
例題1. 將某個均勻的長方體鋸成如圖所示的、兩塊后，并在一起放在水平桌面上，現(xiàn)用水平力垂直于的左面推物體，使、整體仍保持原形沿水平力方向做勻速直線運動，下列說法正確的是（ ）
A．物體在水平方向上受到兩個力的作用
B．物體對施加兩個力的作用，且兩個力的合力為零
C．物體對的作用力方向與方向相同
D．物體對的彈力等于桌面對的摩擦力
訓(xùn)練1. 如圖，物體P（上表面光滑）放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在物體上，另一端與置于物體上表面的滑塊Q相連，如圖所示。若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力。則物體P的受力個數(shù)為（ ）
A．2B．3C．4D．5
重點二 靜態(tài)平衡問題
1．基本思路：根據(jù)物體所處的狀態(tài)(靜止或者勻速直線運動)，受力分析，結(jié)合平衡條件列式．
2．整體和隔離法的綜合應(yīng)用．
例題2. 一個截面是直角三角形的木塊放在水平面上，在斜面上放一個光滑球，球的一側(cè)靠在豎直墻上，木塊處于靜止，如圖所示。若在光滑球的最高點施加一個豎直向下的力F，球仍處于靜止，則木塊對地面的壓力N和摩擦力f的變化情況是（ ）
A．N增大、f不變B．N增大、f增大
C．N不變、f增大D．N不變、f不變
訓(xùn)練2. 炎熱夏天，人們都安裝空調(diào)，圖甲是某小區(qū)高層住宅外安裝空調(diào)主機的情境。為安全起見，要求吊運過程中空調(diào)主機與樓墻保持一定的距離。原理如圖乙，一人在高處控制一端系在主機上的輕繩，另一人在地面控制另一根一端系在主機上的輕繩Q，二人配合可使主機緩慢豎直上升。主機質(zhì)量，當(dāng)P繩與豎直方向的夾角時，Q繩與豎直方向的夾角。主機視為質(zhì)點，重力加速度則（ ）
A．P繩中拉力為B．繩中拉力為
C．Q繩中拉力為D．Q繩中拉力為
重點三 動態(tài)平衡問題
1．解析法
常用于可以較簡捷列出平衡條件方程的情況或者正交分解的情況．
(1)先受力分析，得出物體受哪幾個力而處于平衡狀態(tài)．
(2)建立直角坐標(biāo)系，正交分解力，列平衡條件方程，或在力的三角形中結(jié)合三角形知識列平衡條件方程．
(3)分析方程中的變量有哪些，分析題目信息得到這些物理量是如何變化的．
(4)把分析得到的變化的物理量代入方程，得到平衡條件下的受力動態(tài)變化情況．
2．圖解法
(1)先受力分析，得出物體受幾個力而處于平衡狀態(tài)．
(2)分析題目給出的信息，判斷物體受力的變化方式．
(3)把受力對應(yīng)到幾何圖形中結(jié)合幾何知識分析．
說明：此法一般應(yīng)用于物體受3個共點力或者可以等效為3個共點力的情況，并且常用于定性分析．
例題3. 抖空竹是一種傳統(tǒng)雜技。如圖所示，表演者一只手控制A不動，另一只手控制B分別沿圖中的四個方向緩慢移動，忽略空竹轉(zhuǎn)動的影響，不計空竹和輕質(zhì)細線間的摩擦，且認為細線不可伸長。下列說法正確的是（ ）
A．沿虛線a向左移動，細線的拉力減小
B．沿虛線b向上移動，細線的拉力增大
C．沿虛線c斜向上移動，細線的拉力不變
D．沿虛線d向右移動，細線對空竹的合力增大
訓(xùn)練3. 如圖所示，三腳架置于光滑水平面上，現(xiàn)將支架張角調(diào)大一些，地面對三角架的作用力將（ ）
A．不變B．變大C．變小D．無法確定
難點一 平衡中的臨界與極值問題
1．臨界狀態(tài)
平衡中的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)將要被破壞而尚未被破壞的狀態(tài)，可理解成“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”“恰能”“恰好”等語言敘述，解決臨界問題的基本方法是假設(shè)推理法．
2．解題思路
解決此類問題重在形成清晰的物理圖景，分析清楚物理過程，從而找出臨界條件或達到極值的條件．要特別注意可能出現(xiàn)的多種情況．
例題4. 如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A、B放在水平地面上，用繞過動滑輪C的輕繩連接，大小為F的力作用在滑輪上，方向指向右上方，作用在兩物塊上的輕繩在同一豎直面內(nèi)，繩AC與水平方向的夾角為37℃，BC繩與水平方向的夾角為53°，不計滑輪的大小及滑輪的質(zhì)量，A、B保持開始靜止，兩物塊與水平面的動摩擦因數(shù)均為0.5，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，保持F方向不變，緩慢增大F，則（ ）
A．物塊A先滑動B．物塊B先滑動
C．物塊A、B同時滑動D．不能確定哪個物塊先滑動
訓(xùn)練4. 安慶一中高三年級小李同學(xué)為探究不同材料間的摩擦力，選定身邊的籃球和常見的沙子做實驗。如圖所示，李同學(xué)將籃球固定在沙坑中，然后將細沙從籃球球心正上方的A點緩慢釋放，由于摩擦作用，沙子將在籃球球面上堆積，已知沙粒間的動摩擦因數(shù)小于沙粒與籃球間動摩擦因數(shù)，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。小李同學(xué)經(jīng)過釋放足夠多的沙子，沙子在球面堆積的形狀可能是下圖中的哪一種（ ）
A．B．C．D．
難點二 電學(xué)中的平衡問題
1．基本思路
要堅持“電學(xué)問題、力學(xué)方法”的基本思路，結(jié)合電學(xué)的基本規(guī)律和力學(xué)中的受力分析及平衡條件解決問題．
2．幾點注意
(1)點電荷間的作用力大小要用庫侖定律．
(2)安培力方向的判斷要先判斷磁場方向、電流方向，再用左手定則，同時注意將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖．
(3)電場力或安培力的出現(xiàn)，可能會對彈力或摩擦力產(chǎn)生影響．
(4)涉及電路問題時，要注意閉合電路歐姆定律的應(yīng)用．
3. 電磁場中的常見力
例題5. 以等長細繩懸掛半徑均為r、質(zhì)量均為m的兩相同金屬小球于固定點O，兩小球帶電量相同，因互斥分開，達到平衡后，球心相距，如圖所示。若固定點到球心連線的垂直距離為L，庫侖常數(shù)為，重力加速度為g，細繩質(zhì)量可忽略，則每顆球上的電量約為下列何者？（ ）
A．B．C．
D．E．
訓(xùn)練5. 如圖甲所示，質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒MN水平架在兩個平行放置的圓弧導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌間的部分長度為L，整個裝置處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度平行于導(dǎo)軌平面，與豎直方向的夾角為。當(dāng)輸入電壓為U時，導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌右側(cè)，此時導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌圓心的連線與豎直方向的夾角為，沿MN方向看的側(cè)視圖如圖乙所示。導(dǎo)軌電阻忽略不計，重力加速度為g，則磁感應(yīng)強度B的大小為（ ）
A．B．C．D．
（建議用時：30分鐘）
一、單選題
1．（2024·貴州·高考真題）如圖（a），一質(zhì)量為m的勻質(zhì)球置于固定鋼質(zhì)支架的水平橫桿和豎直墻之間，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中一個視圖如圖（b）所示。測得球與橫桿接觸點到墻面的距離為球半徑的1.8倍，已知重力加速度大小為g，不計所有摩擦，則球?qū)M桿的壓力大小為（ ）
A．B．C．D．
2．（2024·浙江·高考真題）如圖所示，不可伸長的光滑細線穿過質(zhì)量為0.1kg的小鐵球，兩端A、B懸掛在傾角為 的固定斜桿上，間距為1.5m。小球平衡時，A端細線與桿垂直；當(dāng)小球受到垂直紙面方向的擾動做微小擺動時，等效于懸掛點位于小球重垂線與AB交點的單擺，重力加速度，則（ ）
A．?dāng)[角變小，周期變大
B．小球擺動周期約為2s
C．小球平衡時，A端拉力為N
D．小球平衡時，A端拉力小于B端拉力
3．（2024·山東·高考真題）如圖所示，國產(chǎn)人形機器人“天工”能平穩(wěn)通過斜坡。若它可以在傾角不大于30°的斜坡上穩(wěn)定地站立和行走，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則它的腳和斜面間的動摩擦因數(shù)不能小于（ ）
A．B．C．D．
4．（2024·湖北·高考真題）如圖所示，兩拖船P、Q拉著無動力貨船S一起在靜水中沿圖中虛線方向勻速前進，兩根水平纜繩與虛線的夾角均保持為30°。假設(shè)水對三艘船在水平方向的作用力大小均為f，方向與船的運動方向相反，則每艘拖船發(fā)動機提供的動力大小為（ ）
A．B．C．2fD．3f
5．（2023·河北·高考真題）如圖，輕質(zhì)細桿上穿有一個質(zhì)量為的小球，將桿水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系統(tǒng)恰好處于平衡狀態(tài)。已知左側(cè)斜面與水平面成角，則左側(cè)斜面對桿支持力的大小為（ ）
A．B．C．D．
6．如圖所示，在傾角為的光滑絕緣斜面上固定一個擋板，在擋板上連接一根勁度系數(shù)為的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧另一端與A球連接。A、B、C三小球的質(zhì)量均為M，，，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，三小球等間距排列。已知靜電力常量為k，則（ ）
A．
B．彈簧伸長量為
C．A球受到的庫侖力大小為2Mg
D．相鄰兩小球間距為
二、多選題
7．如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪．一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N．另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細繩與豎直方向成45°．已知M始終保持靜止，則在此過程中（ ）
A．水平拉力的大小可能保持不變
B．M所受細繩的拉力大小一定一直增加
C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D．M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加
8．如圖所示，兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動，在O點懸掛一重物M，將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上，此時整個系統(tǒng)保持靜止．Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小，F(xiàn)N表示木塊與擋板間正壓力的大?。魮醢彘g的距離稍許增大后，系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高，則（ ）
A．Ff變小B．Ff不變C．FN變小D．FN變大
9．如圖甲所示，輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為的物體，；圖乙所示的輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G通過細繩EG拉住，EG與水平方向成30°角，輕桿的G點用細繩GF拉住一個質(zhì)量為的物體，重力加速度為g，則下列說法正確的是 （ ）
A．圖甲中BC對滑輪的作用力大小為
B．圖乙中HG桿受到繩的作用力為
C．細繩AC段的拉力與細繩EG段的拉力 之比為
D．細繩AC段的拉力與細繩EG段的拉力之比為
10．（2024·廣西南寧·模擬預(yù)測）如圖所示，物塊與輕質(zhì)彈簧連接，在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧上端固定在斜面頂端。已知物塊質(zhì)量m=2kg，彈簧勁度系數(shù)k=200N/m，斜面傾角θ=37°，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。若彈簧在彈性限度內(nèi)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是（ ）

A．彈簧可能處于壓縮狀態(tài)
B．彈簧的最大形變量為0.1m
C．物塊受到的摩擦力可能為零
D．物塊受到的摩擦力方向一定沿斜面向下
11．如圖所示，質(zhì)量分別為2m和m的A、B兩物塊放在傾角為37°的斜面上，用繞過動滑輪的細線連接，給動滑輪施加一個沿斜面向上的拉力F，A、B兩物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，連接兩物塊的細線均平行于斜面，不計滑輪的質(zhì)量，兩物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)均為0.5，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，已知重力加速度為g，sin37°=0.6，cs37°=0.8，下列說法正確的是（ ）
A．F的最小值為0.4mgB．F的最小值為0.8mg
C．逐漸增大拉力F，A先滑動D．逐漸增大拉力F，B先滑動
12．（2023·河北·高考真題）如圖，絕緣水平面上四根完全相同的光滑金屬桿圍成矩形，彼此接觸良好，勻強磁場方向豎直向下。金屬桿2、3固定不動，1、4同時沿圖箭頭方向移動，移動過程中金屬桿所圍成的矩形周長保持不變。當(dāng)金屬桿移動到圖位置時，金屬桿所圍面積與初始時相同。在此過程中（ ）
A．金屬桿所圍回路中電流方向保持不變
B．通過金屬桿截面的電荷量隨時間均勻增加
C．金屬桿1所受安培力方向與運動方向先相同后相反
D．金屬桿4所受安培力方向與運動方向先相反后相同
假設(shè)法
在受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在的假設(shè)，然后分析該力存在對物體運動狀態(tài)的影響來判斷該力是否存在
整體法
將加速度相同的幾個相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個整體進行受力分析
隔離法
將所研究的對象從周圍的物體中分離出來，單獨進行受力分析
動力學(xué)
分析法
對加速運動的物體進行受力分析時，應(yīng)用牛頓運動定律進行分析求解

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