还剩8页未读，
继续阅读
2023届二轮复习 专题一力与物体的平衡 学案
展开
这是一份2023届二轮复习 专题一力与物体的平衡 学案，共11页。
高频考点·能力突破
考点一 静态平衡问题
1．研究对象的选取：整体法和隔离法
2．共点力平衡的常用处理方法
例1[2022·浙江6月]如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°.一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的( )
A．作用力为33GB．作用力为36G
C．摩擦力为34GD．摩擦力为38G
[解题心得]
预测1 [2022·成都市三模]如图所示，三个小球放在固定的倾斜挡板上，挡板与水平面的夹角为30°，每个小球的质量均为m，墙面和挡板均光滑，则墙壁对最左端小球的弹力大小为( )
A．33mgB．3mg
C．23mgD．33mg
预测2 [2022·广东卷]如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态．O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°.下列关系式正确的是( )
A．F＝F1B．F＝2F1
C．F＝3F1D．F＝3F1
考点二 动态平衡问题
1．解决动态平衡问题的一般思路
化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值．
2．三力作用下的动态平衡
例2 [2022·河北卷]如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中( )
A．圆柱体对木板的压力逐渐增大
B．圆柱体对木板的压力先增大后减小
C．两根细绳上的拉力均先增大后减小
D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
[解题心得]
预测3 [2022·江苏南通高三模拟]如图所示，轻杆的一端固定一光滑球体，杆以另一端O为自由转动轴，将球搁置在光滑斜面上，若杆与竖直墙面的夹角为β，斜面倾角为θ，开始时β<θ，且β＋θ<90°，对斜面施加水平推力F使斜面能在光滑水平面上缓慢向左运动，则作用于斜面上的水平推力F、轻杆弹力N1的大小变化情况是( )
A．推力F的大小逐渐增大
B．推力F先变大后变小
C．轻杆弹力N1逐渐增大
D．轻杆弹力N1先减小后增大
预测4 [2022·河北衡水中学一模]如图所示为一种可折叠壁挂书架，一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上，两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′可在横梁上移动，OO′始终垂直于横梁，书与书架的重心始终恰好在O、O′连线中点的正上方，书与书架的总重力为60N，某一时刻横梁AO、A′O′水平，斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37°，横梁对O、O′点的拉力始终沿OA、O′A′方向，斜梁对O、O′点的压力始终沿BO、B′O′方向，已知sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，不计支架的重力，则下列说法正确的是( )
A．横梁OA所受的力的大小为80N
B．斜梁BO所受的力的大小为50N
C．O、O′点同时向A，A′移动少许，横梁OA所受的力变大
D．O、O′点同时向A、A′移动少许，斜梁BO所受的力变大
考点三 电场力、磁场力作用下的平衡问题
1．电场力
(1)大小：F＝Eq，F＝kq1q2r2.
(2)方向：正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同；负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反．
2．磁场力
(1)大小：①安培力F＝BIL；
②洛伦兹力F洛＝qvB.
(2)方向：用左手定则判断．
3．处理电磁力作用下的平衡问题的方法
与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化．
例3[2022·湖南卷]如图(a)，直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图(b)所示．导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是( )
A．当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电流方向由N指向M
B．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变
C．tanθ与电流I成正比
D．sinθ与电流I成正比
[解题心得]
预测5 如图所示，固定的光滑绝缘斜面OM的倾角θ＝37°，空间存在着平行于斜面向上的匀强电场，电场强度的大小E＝3.0×103N/C.现有一电荷量为q＝2.0×10－3C的带正电的小滑块从O点沿斜面匀速下滑(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8)，则小滑块的质量为( )
A．1kgB．2kg
C．3kgD．4kg
预测6 [2022·山东烟台三模](多选)如图所示，间距为L＝0.8m的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为R1＝2Ω的电阻，磁感应强度为B1＝0.5T的匀强磁场与导轨平面垂直．导轨的上端点P、M分别与横截面面积为5×10－3m2的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场B2平行．开关S闭合后，质量为m＝1×10－2kg、电阻为R2＝2Ω的金属棒ab恰能保持静止，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取10m/s2.则( )
A．匀强磁场B2的磁感应强度均匀减小
B．金属棒中的电流为0.25A
C．匀强磁场B2的磁感应强度的变化率为10T/s
D．断开开关S之后，金属棒ab下滑的最大速度为1.25m/s
素养培优·情境命题
利用平衡条件解决实际问题
1．情境化试题，把对物理必备知识、关键能力的考查融入日常生活与现代科技中．该类试题乍一看高、新、深，但所用的知识都不会超出我们平常所用的基本概念和基本规律．
2．解决情境化试题，要仔细分析题目展示的情境，通过分析和判断来理清物理过程，弄清题目中情境所涉及的问题与哪种物理模型符合，然后运用相应的物理知识解答．
情境1 在东京奥运会举重比赛中，李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技，单脚支撑．又将姿势回复为双脚着地稳定3秒，最终夺得冠军，并打破奥运纪录．将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态．关于此过程的表述正确的是( )
A．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大
B．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小
C．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变大
D．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变小
[解题心得]
情境2 抖空竹在中国有着悠久的历史．假设抖空竹所用轻绳AB总长为L，空竹重力为G，可视为质点．绳能承受的最大拉力是2G，将绳一端固定，将另一端缓慢水平向右移动d而使绳不断，不计一切摩擦，则d的最大值可能为( )
A．3LB．154L
C．32LD．152L
[解题心得]
情境3 [2022·北京东城区二模]某建筑工地上，工人用如图所示的方式将重物从平台运到地面．甲、乙两人在同一高度手握轻绳，不计重力的光滑圆环套在轻绳上，圆环下端吊一重物．甲站在A点静止不动，乙从B点缓慢向A点移动一小段距离．此过程中，下列说法正确的是( )
A．绳的拉力大小保持不变
B．甲所受平台的支持力大小不变
C．甲所受平台的摩擦力变大
D．甲受到平台和绳的作用力的合力变大
[解题心得]
情境4 [2022·浙江1月]如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石礅，石礅与水平地面间的动摩擦因数为μ.工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石礅时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列说法正确的是( )
A．轻绳的合拉力大小为μmgcsθ
B．轻绳的合拉力大小为μmgcsθ+μsinθ
C．减小夹角θ，轻绳的合拉力一定减小
D．轻绳的合拉力最小时，地面对石礅的摩擦力也最小
[解题心得]
第一编 专题复习攻略
专题一 力与物体的平衡
高频考点·能力突破
考点一
例1 解析：根据对称性，四根斜杆对横杆的作用力大小相等，设为F，选择横杆和物体为研究对象，根据平衡条件有4Fcsθ2＝G，解得F＝36G，故每根斜杆受到地面的作用力也为36G，选项B正确．
答案：B
预测1 解析：将三个小球作为整体受力分析如图所示，由共点力平衡可知tan30°＝FN23mg，解得FN2＝3mg，故B正确．
答案：B
预测2 解析：以结点O为研究对象，进行受力分析，由平衡条件可得F＝2F1cs30°＝3F1，选项D正确．
答案：D
考点二
例2
解析：设两绳子对圆柱体合力为FT，木板对圆柱体支持力为FN，绳子与木板夹角为α，受力分析如图：
在矢量三角形中，由正弦定理mgsinα＝FNsinβ＝FTsinθ
木板以MN为轴向后方转动至水平过程中α不变，θ由90°减少至0，
由数学知识可知，FN先增大后减小，FT减小，
又两根绳子间夹角不变，所以每根绳子的拉力都随转动而不断减少．
答案：B
预测3 解析：对球受力分析，设球的质量为m，小球受到重力mg、斜面的支持力T和杆的弹力N1，如图甲所示，三力可构成矢量三角形，随着斜面向左运动，β减小，重力的方向和大小不变，支持力T的方向不变，可知T不断减小，因为β＋θ<90°，所以N1不断增大，故C正确，D错误；再对斜面受力分析，设斜面的质量为M，斜面受重力Mg，推力F，小球的压力T′和地面的支持力FN，如图乙所示．根据共点力平衡有F＝T′sinθ＝Tsinθ，因为θ不变，T不断减小，所以F不断减小，故A、B错误．
答案：C
预测4 解析：两个支架共同承担的力的大小为60N，则每个支架所承担的力的大小为30N，对O点受力分析，如图甲所示．FOA＝G2tan37°＝40N，FBO＝G2sin37°＝50N，故A错误，B正确；O、O′同时向A、A′移动少许，对O点受力分析，如图乙所示．三角形AOB与力三角形相似，所以有G2AB＝FBOBO＝FOAOA，AB与BO长度不变，OA长度减小，所以FBO不变，FOA减小，故C、D错误．
答案：B
考点三
例3 解析：当导线静止在图(a)右侧时，导体棒MN在重力、拉力和安培力的作用下处于平衡状态，由平衡条件可知，导体棒所受安培力指向右侧，又安培力与磁场方向垂直，所以安培力垂直于轻绳指向右上方，由左手定则可知，导线中电流方向由M指向N，A项错误；由平衡条件有轻绳拉力F＝mg2-BIL2，又BIL＝mgsinθ，得sinθ＝BLmgI，分析易知B、C项错误，D项正确．
答案：D
预测5 解析：带正电的小滑块从O到M沿斜面匀速下滑，对小滑块受力分析，可知Eq＝mgsin37°，解得小滑块的质量m＝1kg，A正确．
答案：A
预测6 解析：由于金属棒ab恰能保持静止，则说明金属棒ab所受安培力方向竖直向上，大小与重力大小相等，根据左手定则可知金属棒ab中电流方向为a→b，根据右手螺旋定则可知线圈中感应电流的磁场方向向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律可知B2增大；由于B1IabL＝mg，且感应电动势E1＝IabR2＝nSΔB2Δt，联立解得Iab＝0.25A，ΔB2Δt＝10T/s，故A错误，B、C正确．断开开关S之后，金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，感应电动势E2＝B1Lv，回路中产生感应电流I＝E2R1+R2＝B1LvR1+R2，金属棒ab所受安培力F安＝B1IL＝B12L2vR1+R2，当F安＝mg时，金属棒ab速度达到最大值，联立可得最大速度vmax＝mgR1+R2B12L2＝2.5m/s.故D错误．
答案：BC
素养培优·情境命题
情境1 解析：根据受力平衡可知，单脚支撑时地面对其支持力和双脚着地时的支持力大小都等于运动员和杠铃的总重，A、B错误；手臂对杠铃的作用力大小为F，手臂与横杠之间的夹角为θ，杠铃的重力为G，根据平衡条件可得2Fsinθ＝G.由几何关系可知握杠的两手间距离变大，对应的θ角越小，则F变大，由牛顿第三定律可知，手臂受杠铃的作用力变大，C正确，D错误．
答案：C
情境2 解析：设轻绳与水平方向的夹角为θ，根据受力分析可得竖直方向上有2FTsinθ＝G，绳能承受的最大拉力是2G，当FT＝2G时，解得sinθ＝14，由几何关系可得sinθ＝L22-d22L2，联立解得d＝154L，故选B.
答案：B
情境3 解析：设重物的重力为mg，对圆环受力分析如图(a)所示，根据受力平衡可知2Tcsθ＝mg，解得T＝mg2csθ，乙从B点缓慢向A点移动一小段距离，θ变小，由此可知绳的拉力变小，A错误；对甲受力分析如图(b)所示，由牛顿第三定律可知，T′＝T，根据受力平衡可知N＝m甲g＋T′csθ＝m甲g＋12mg，f＝T′sinθ＝12mgtanθ，乙从B点缓慢向A点移动一小段距离，θ变小，甲所受平台的摩擦力f变小，甲所受平台的支持力大小不变，B正确，C错误；甲受力平衡，所受合力为零，甲受到平台和绳的作用力的合力与甲的重力等大反向，大小恒定，D错误．
答案：B
情境4 解析：方法一 对石礅受力分析如图1，设两根轻绳的合力为F，根据平衡条件有Fcsθ＝f，Fsinθ＋FN＝mg，且μFN＝f，联立可得F＝μmgcsθ+μsinθ，选项A错误，B正确；上式变形得F＝μmg1+μ2sinθ+α，其中tanα＝1μ，根据三角函数特点，由于θ的初始值不知道，因此减小θ，轻绳的合拉力F并不一定减小，选项C错误；根据上述讨论，当θ＋α＝90°时，轻绳的合拉力F最小，而摩擦力f＝Fcsθ＝μmgcsθcsθ+μsinθ＝μmg1+μtanθ，可知增大夹角θ，摩擦力一直减小，当θ趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力F最小时，地面对石礅的摩擦力不是最小的，选项D错误．
方法二 本题的C、D选项还可以这样判断：设F′为地面对石礅的支持力FN与摩擦力f的合力，β是摩擦力与F′间的夹角，则tanβ＝FNf＝1μ，即不论FN、f怎么变化，合力F′的方向总保持不变，因此可将四力平衡转化为如图2所示的三力平衡问题，用矢量三角形可直观得出随着θ减小绳子的合拉力F可能先减小后增大，也可能一直增大，关键是看初始时θ的大小；摩擦力与支持力的合力F′随着θ的减小而增大，故地面对石礅的摩擦力f随着θ的减小一直增大，即f的最小值不与轻绳合拉力的最小值对应，故选项C、D均错误．
答案：B命题热点
常考题型
(1)物体的受力分析、静态平衡、动态平衡；
(2)静电力、安培力、洛伦兹力作用下的平衡；
(3)利用平衡条件解决实际问题．
选择题
适用条件
平衡关系
合成法
三个共点力
任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反
正交分解法
三个或三个
以上共点力
将物体所受的力分解为相互垂直的两组力，每组力都满足平衡条件
力的三角形法
三个共点力
对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
高频考点·能力突破
考点一 静态平衡问题
1．研究对象的选取：整体法和隔离法
2．共点力平衡的常用处理方法
例1[2022·浙江6月]如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角θ＝60°.一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的( )
A．作用力为33GB．作用力为36G
C．摩擦力为34GD．摩擦力为38G
[解题心得]
预测1 [2022·成都市三模]如图所示，三个小球放在固定的倾斜挡板上，挡板与水平面的夹角为30°，每个小球的质量均为m，墙面和挡板均光滑，则墙壁对最左端小球的弹力大小为( )
A．33mgB．3mg
C．23mgD．33mg
预测2 [2022·广东卷]如图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态．O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°.下列关系式正确的是( )
A．F＝F1B．F＝2F1
C．F＝3F1D．F＝3F1
考点二 动态平衡问题
1．解决动态平衡问题的一般思路
化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值．
2．三力作用下的动态平衡
例2 [2022·河北卷]如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中( )
A．圆柱体对木板的压力逐渐增大
B．圆柱体对木板的压力先增大后减小
C．两根细绳上的拉力均先增大后减小
D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
[解题心得]
预测3 [2022·江苏南通高三模拟]如图所示，轻杆的一端固定一光滑球体，杆以另一端O为自由转动轴，将球搁置在光滑斜面上，若杆与竖直墙面的夹角为β，斜面倾角为θ，开始时β<θ，且β＋θ<90°，对斜面施加水平推力F使斜面能在光滑水平面上缓慢向左运动，则作用于斜面上的水平推力F、轻杆弹力N1的大小变化情况是( )
A．推力F的大小逐渐增大
B．推力F先变大后变小
C．轻杆弹力N1逐渐增大
D．轻杆弹力N1先减小后增大
预测4 [2022·河北衡水中学一模]如图所示为一种可折叠壁挂书架，一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上，两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′可在横梁上移动，OO′始终垂直于横梁，书与书架的重心始终恰好在O、O′连线中点的正上方，书与书架的总重力为60N，某一时刻横梁AO、A′O′水平，斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37°，横梁对O、O′点的拉力始终沿OA、O′A′方向，斜梁对O、O′点的压力始终沿BO、B′O′方向，已知sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，不计支架的重力，则下列说法正确的是( )
A．横梁OA所受的力的大小为80N
B．斜梁BO所受的力的大小为50N
C．O、O′点同时向A，A′移动少许，横梁OA所受的力变大
D．O、O′点同时向A、A′移动少许，斜梁BO所受的力变大
考点三 电场力、磁场力作用下的平衡问题
1．电场力
(1)大小：F＝Eq，F＝kq1q2r2.
(2)方向：正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同；负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反．
2．磁场力
(1)大小：①安培力F＝BIL；
②洛伦兹力F洛＝qvB.
(2)方向：用左手定则判断．
3．处理电磁力作用下的平衡问题的方法
与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化．
例3[2022·湖南卷]如图(a)，直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图(b)所示．导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是( )
A．当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电流方向由N指向M
B．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变
C．tanθ与电流I成正比
D．sinθ与电流I成正比
[解题心得]
预测5 如图所示，固定的光滑绝缘斜面OM的倾角θ＝37°，空间存在着平行于斜面向上的匀强电场，电场强度的大小E＝3.0×103N/C.现有一电荷量为q＝2.0×10－3C的带正电的小滑块从O点沿斜面匀速下滑(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8)，则小滑块的质量为( )
A．1kgB．2kg
C．3kgD．4kg
预测6 [2022·山东烟台三模](多选)如图所示，间距为L＝0.8m的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为R1＝2Ω的电阻，磁感应强度为B1＝0.5T的匀强磁场与导轨平面垂直．导轨的上端点P、M分别与横截面面积为5×10－3m2的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场B2平行．开关S闭合后，质量为m＝1×10－2kg、电阻为R2＝2Ω的金属棒ab恰能保持静止，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取10m/s2.则( )
A．匀强磁场B2的磁感应强度均匀减小
B．金属棒中的电流为0.25A
C．匀强磁场B2的磁感应强度的变化率为10T/s
D．断开开关S之后，金属棒ab下滑的最大速度为1.25m/s
素养培优·情境命题
利用平衡条件解决实际问题
1．情境化试题，把对物理必备知识、关键能力的考查融入日常生活与现代科技中．该类试题乍一看高、新、深，但所用的知识都不会超出我们平常所用的基本概念和基本规律．
2．解决情境化试题，要仔细分析题目展示的情境，通过分析和判断来理清物理过程，弄清题目中情境所涉及的问题与哪种物理模型符合，然后运用相应的物理知识解答．
情境1 在东京奥运会举重比赛中，李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技，单脚支撑．又将姿势回复为双脚着地稳定3秒，最终夺得冠军，并打破奥运纪录．将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态．关于此过程的表述正确的是( )
A．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大
B．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小
C．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变大
D．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变小
[解题心得]
情境2 抖空竹在中国有着悠久的历史．假设抖空竹所用轻绳AB总长为L，空竹重力为G，可视为质点．绳能承受的最大拉力是2G，将绳一端固定，将另一端缓慢水平向右移动d而使绳不断，不计一切摩擦，则d的最大值可能为( )
A．3LB．154L
C．32LD．152L
[解题心得]
情境3 [2022·北京东城区二模]某建筑工地上，工人用如图所示的方式将重物从平台运到地面．甲、乙两人在同一高度手握轻绳，不计重力的光滑圆环套在轻绳上，圆环下端吊一重物．甲站在A点静止不动，乙从B点缓慢向A点移动一小段距离．此过程中，下列说法正确的是( )
A．绳的拉力大小保持不变
B．甲所受平台的支持力大小不变
C．甲所受平台的摩擦力变大
D．甲受到平台和绳的作用力的合力变大
[解题心得]
情境4 [2022·浙江1月]如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石礅，石礅与水平地面间的动摩擦因数为μ.工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石礅时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，则下列说法正确的是( )
A．轻绳的合拉力大小为μmgcsθ
B．轻绳的合拉力大小为μmgcsθ+μsinθ
C．减小夹角θ，轻绳的合拉力一定减小
D．轻绳的合拉力最小时，地面对石礅的摩擦力也最小
[解题心得]
第一编 专题复习攻略
专题一 力与物体的平衡
高频考点·能力突破
考点一
例1 解析：根据对称性，四根斜杆对横杆的作用力大小相等，设为F，选择横杆和物体为研究对象，根据平衡条件有4Fcsθ2＝G，解得F＝36G，故每根斜杆受到地面的作用力也为36G，选项B正确．
答案：B
预测1 解析：将三个小球作为整体受力分析如图所示，由共点力平衡可知tan30°＝FN23mg，解得FN2＝3mg，故B正确．
答案：B
预测2 解析：以结点O为研究对象，进行受力分析，由平衡条件可得F＝2F1cs30°＝3F1，选项D正确．
答案：D
考点二
例2
解析：设两绳子对圆柱体合力为FT，木板对圆柱体支持力为FN，绳子与木板夹角为α，受力分析如图：
在矢量三角形中，由正弦定理mgsinα＝FNsinβ＝FTsinθ
木板以MN为轴向后方转动至水平过程中α不变，θ由90°减少至0，
由数学知识可知，FN先增大后减小，FT减小，
又两根绳子间夹角不变，所以每根绳子的拉力都随转动而不断减少．
答案：B
预测3 解析：对球受力分析，设球的质量为m，小球受到重力mg、斜面的支持力T和杆的弹力N1，如图甲所示，三力可构成矢量三角形，随着斜面向左运动，β减小，重力的方向和大小不变，支持力T的方向不变，可知T不断减小，因为β＋θ<90°，所以N1不断增大，故C正确，D错误；再对斜面受力分析，设斜面的质量为M，斜面受重力Mg，推力F，小球的压力T′和地面的支持力FN，如图乙所示．根据共点力平衡有F＝T′sinθ＝Tsinθ，因为θ不变，T不断减小，所以F不断减小，故A、B错误．
答案：C
预测4 解析：两个支架共同承担的力的大小为60N，则每个支架所承担的力的大小为30N，对O点受力分析，如图甲所示．FOA＝G2tan37°＝40N，FBO＝G2sin37°＝50N，故A错误，B正确；O、O′同时向A、A′移动少许，对O点受力分析，如图乙所示．三角形AOB与力三角形相似，所以有G2AB＝FBOBO＝FOAOA，AB与BO长度不变，OA长度减小，所以FBO不变，FOA减小，故C、D错误．
答案：B
考点三
例3 解析：当导线静止在图(a)右侧时，导体棒MN在重力、拉力和安培力的作用下处于平衡状态，由平衡条件可知，导体棒所受安培力指向右侧，又安培力与磁场方向垂直，所以安培力垂直于轻绳指向右上方，由左手定则可知，导线中电流方向由M指向N，A项错误；由平衡条件有轻绳拉力F＝mg2-BIL2，又BIL＝mgsinθ，得sinθ＝BLmgI，分析易知B、C项错误，D项正确．
答案：D
预测5 解析：带正电的小滑块从O到M沿斜面匀速下滑，对小滑块受力分析，可知Eq＝mgsin37°，解得小滑块的质量m＝1kg，A正确．
答案：A
预测6 解析：由于金属棒ab恰能保持静止，则说明金属棒ab所受安培力方向竖直向上，大小与重力大小相等，根据左手定则可知金属棒ab中电流方向为a→b，根据右手螺旋定则可知线圈中感应电流的磁场方向向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律可知B2增大；由于B1IabL＝mg，且感应电动势E1＝IabR2＝nSΔB2Δt，联立解得Iab＝0.25A，ΔB2Δt＝10T/s，故A错误，B、C正确．断开开关S之后，金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，感应电动势E2＝B1Lv，回路中产生感应电流I＝E2R1+R2＝B1LvR1+R2，金属棒ab所受安培力F安＝B1IL＝B12L2vR1+R2，当F安＝mg时，金属棒ab速度达到最大值，联立可得最大速度vmax＝mgR1+R2B12L2＝2.5m/s.故D错误．
答案：BC
素养培优·情境命题
情境1 解析：根据受力平衡可知，单脚支撑时地面对其支持力和双脚着地时的支持力大小都等于运动员和杠铃的总重，A、B错误；手臂对杠铃的作用力大小为F，手臂与横杠之间的夹角为θ，杠铃的重力为G，根据平衡条件可得2Fsinθ＝G.由几何关系可知握杠的两手间距离变大，对应的θ角越小，则F变大，由牛顿第三定律可知，手臂受杠铃的作用力变大，C正确，D错误．
答案：C
情境2 解析：设轻绳与水平方向的夹角为θ，根据受力分析可得竖直方向上有2FTsinθ＝G，绳能承受的最大拉力是2G，当FT＝2G时，解得sinθ＝14，由几何关系可得sinθ＝L22-d22L2，联立解得d＝154L，故选B.
答案：B
情境3 解析：设重物的重力为mg，对圆环受力分析如图(a)所示，根据受力平衡可知2Tcsθ＝mg，解得T＝mg2csθ，乙从B点缓慢向A点移动一小段距离，θ变小，由此可知绳的拉力变小，A错误；对甲受力分析如图(b)所示，由牛顿第三定律可知，T′＝T，根据受力平衡可知N＝m甲g＋T′csθ＝m甲g＋12mg，f＝T′sinθ＝12mgtanθ，乙从B点缓慢向A点移动一小段距离，θ变小，甲所受平台的摩擦力f变小，甲所受平台的支持力大小不变，B正确，C错误；甲受力平衡，所受合力为零，甲受到平台和绳的作用力的合力与甲的重力等大反向，大小恒定，D错误．
答案：B
情境4 解析：方法一 对石礅受力分析如图1，设两根轻绳的合力为F，根据平衡条件有Fcsθ＝f，Fsinθ＋FN＝mg，且μFN＝f，联立可得F＝μmgcsθ+μsinθ，选项A错误，B正确；上式变形得F＝μmg1+μ2sinθ+α，其中tanα＝1μ，根据三角函数特点，由于θ的初始值不知道，因此减小θ，轻绳的合拉力F并不一定减小，选项C错误；根据上述讨论，当θ＋α＝90°时，轻绳的合拉力F最小，而摩擦力f＝Fcsθ＝μmgcsθcsθ+μsinθ＝μmg1+μtanθ，可知增大夹角θ，摩擦力一直减小，当θ趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力F最小时，地面对石礅的摩擦力不是最小的，选项D错误．
方法二 本题的C、D选项还可以这样判断：设F′为地面对石礅的支持力FN与摩擦力f的合力，β是摩擦力与F′间的夹角，则tanβ＝FNf＝1μ，即不论FN、f怎么变化，合力F′的方向总保持不变，因此可将四力平衡转化为如图2所示的三力平衡问题，用矢量三角形可直观得出随着θ减小绳子的合拉力F可能先减小后增大，也可能一直增大，关键是看初始时θ的大小；摩擦力与支持力的合力F′随着θ的减小而增大，故地面对石礅的摩擦力f随着θ的减小一直增大，即f的最小值不与轻绳合拉力的最小值对应，故选项C、D均错误．
答案：B命题热点
常考题型
(1)物体的受力分析、静态平衡、动态平衡；
(2)静电力、安培力、洛伦兹力作用下的平衡；
(3)利用平衡条件解决实际问题．
选择题
适用条件
平衡关系
合成法
三个共点力
任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反
正交分解法
三个或三个
以上共点力
将物体所受的力分解为相互垂直的两组力，每组力都满足平衡条件
力的三角形法
三个共点力
对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
相关学案
2023届高考物理二轮复习学案：专题一+第一讲+力与物体的平衡： 这是一份2023届高考物理二轮复习学案：专题一+第一讲+力与物体的平衡，共7页。学案主要包含了体验高考，知识点考查，能力点考查，知识考查，能力考查，必备知识，关键能力典型练，学科素养提升练等内容，欢迎下载使用。
2023届高考物理二轮复习专题一第1讲力与物体的平衡学案： 这是一份2023届高考物理二轮复习专题一第1讲力与物体的平衡学案，共11页。
2023届二轮复习通用版 1.1 力与物体的平衡 学案： 这是一份2023届二轮复习通用版 1.1 力与物体的平衡 学案，共20页。
