专题01 力与物体的平衡-2025年高考物理二轮复习课件（新高考通用）

这是一份专题01 力与物体的平衡-2025年高考物理二轮复习课件（新高考通用），共52页。PPT课件主要包含了真题研析，核心精讲，命题预测，力与物体的平衡，题型一，静态平衡，题型二，题型三，难点突破，力热综合问题等内容，欢迎下载使用。
受力分析、整体法与隔离法
轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧模型活结与死结、动杆与定杆的弹力分析摩檫力相关问题的易错点整体法与隔离法的妙用
动态平衡及临界、极值问题
共点力平衡问题及其解决思路几种特殊情况的共点力的合成共点力平衡问题的常用推论
动态平衡问题及解题方法平衡中的临界与极值问题摩擦力的突变、极值及临界问题
力电综合问题及解题思路力热综合问题解题思路
考点1 轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧模型分析比较
——题型一 受力分析、整体法与隔离法
考点2 活结与死结的弹力分析
活结:跨过光滑滑轮(或杆、钉子)的轻绳，其两端张力大小相等，即滑轮只改变力的方向，不改变力的大小.
死结:如果几段轻绳系在一个结点上,那么这几段轻绳的张力大小不一定相等
考点2 动杆与定杆的弹力分析
动杆：若轻杆用光滑的转轴或铰链连接，当杆平衡时，杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则杆会转动．如图乙所示，若C为转轴，则轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的方向．
定杆：若轻杆被固定，不发生转动，则杆受到的弹力方向不一定沿杆的方向，如图甲所示．
考点3 摩檫力相关问题的易错点
若物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，利用力的平衡条件来计算静摩擦力的大小．若物体有加速度时，若只有静摩擦力提供加速度，则Ff＝ma.若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力． 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的面积均无关;其方向一定与物体间相对运动方向相反,与物体运动(对地)的方向不一定相反.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的;摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.若两物体间有摩擦力，则两物体间一定有弹力，若两物体间有弹力，但两物体间不一定有摩擦力．
考点4 整体法与隔离法的妙用
整体法：把所研究的对象或几个物理过程作为一个整体来处理．
隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来进行研究．
1.(2024·浙江·高考真题)如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为50g，细线c、d平行且与水平成θ=30°（不计摩擦，重力加速度g=10m/s2），则细线a、b的拉力分别为（　　） [A] 2N，1N [B] 2N，0.5N [C] 1N，1N [D] 1N，0.5N
2. (2023•河北•高考真题)如图，轻质细杆 上穿有一个质量为m的小球C，将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成30°角，则左侧斜面对杆AB支持力的大小为（　　） [A] [B] [C] [D]
3. (2023•海南•高考真题)如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是（ ） [A] 工人受到的重力和支持力是一对平衡力 [B] 工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对 作用力与反作用力 [C] 重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小 [D] 重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变
4. (2022•辽宁•高考真题)如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM 、ON与竖直方向夹角分别为α、β（ α>β ）。用F1 、 F2分别表示OM 、ON的拉力，则（　　） [A] F1的竖直分力大于F2的竖直分力 [B] F1的竖直分力等于F2的竖直分力 [C] F1的水平分力大于F2的水平分力 [D] F1的水平分力等于F2的水平分力
>>考向1 轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较
2.(2025届高三上学期•陕西西安•模拟预测)如图所示，晾晒衣服的绳子固定在两根竖直杆A、B上，绳子的质量及绳子与衣架挂钩之间的摩擦均可忽略不计，衣服处于静止状态。下列说法正确的是（　　） [A] 衣服由湿变干的过程中，绳子的拉力不变 [B] 不考虑衣服质量变化，一阵水平方向的恒定的风吹来 后衣服在新的位置保持静止，则两绳子拉力的合力变大 [C] 不考虑衣服质量变化，将B杆缓慢向右移动，绳子上的拉力大小逐渐减小 [D] 不考虑衣服质量变化，只改变绳子的长度，绳子上的拉力大小可能保持不变
>>考向2 活结与死结、 动杆与定杆的弹力
3.(2024•浙江•一模)如图，两根相互平行的长直木棍AB和CD，两端固定。一个外径D0=10cm、质量m=20kg的管状铸件恰能从木棍上端匀速滑下，已知两木棍间距d=8cm，与水平面的夹角α=37°，忽略木棍粗细，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则（　　） [A] 木棍对铸件弹力的合力为80N [B] 每根木棍与铸件间的摩擦力为60N [C] 若仅稍增大AB与CD间距离，木棍对铸件弹力的合力增大 [D] 若仅稍减小AB与CD间距离，铸件将沿木棍减速下滑
>>考向3 受力分析， 摩檫力相关问题
4.(2025届高三上学期•江西景德镇•一模)如图所示，用三根相同细线a、b、c将重力为G的灯笼1和重力为 的灯笼2悬挂起来。两灯笼静止时，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。则（　　） [A] a中的拉力大小为 [B] c中的拉力大小为 [C] b中的拉力大于a中的拉力 [D] 只增加灯笼2的质量，c最先断
>>考向3整体法与隔离法 的应用
考点1 共点力平衡问题及其解决思路
解决平衡问题的常用方法： 1）合成法：一个力与其余所有力的合力等大反向，常用于非共线三力平衡 2）正交分解法：Fx合＝0，Fy合＝0，常用于多力平衡．
考点2 几种特殊情况的共点力的合成
1.(2024•贵州•高考真题)如图（a），一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间，并处于静止状态，其中一个视图如图（b）所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍，已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦，则球对横杆的压力大小为（　　） [A] [B] [C] [D]
2.(2024•湖北•高考真题)如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　） [A] [B] [C] 2f [D] 3f
1.(2025届高三上学期•福建•一模)燃气灶支架有很多种规格和款式。如图所示，这是甲、乙两款不同的燃气灶支架，它们都是在一个圆圈底座上等间距地分布有五个支架齿，每一款支架齿的简化示意图在对应的款式下方。如果将质量相同、尺寸不同的球面锅置于两款支架上的a、b、c、d四个位置，则锅对各位置的压力分别为 Fa、 Fb 、 Fc 、 Fd，忽略锅与支架间的摩擦，下列判断正确的是（ ） [A] Fa = Fb [B] Fa < Fb [C] Fc = Fd [D] Fc >考向1 共点力平衡条件的应用
3.(2025届高三上学期•广东肇庆•一模)地铁是一种“绿色”的公共交通工具。如图，某次地铁上连接左侧圆环的拉绳呈竖直状态，人拉着的右侧圆环的拉绳与竖直方向成一定角度，且处于绷紧状态，人与地铁车厢保持相对静止。下列说法正确的是（　　） [A] 由左侧拉绳的状态可知地铁车厢处于静止状态 [B] 由右侧拉绳的状态可知地铁车厢可能正在向右加速 [C] 人对圆环的拉力小于圆环对人的拉力 [D] 人受到车厢地面水平向左的摩擦力作用
>>考向2 利用平衡推论求力
——题型三 动态平衡及临界、极值问题
考点1 动态平衡问题及解题方法
平行四边形定则：基本方法,但也要根据实际情况采用不同的方法,若出现直角三角形,常用三角函数表示合力与分力的关系.
图解法：用图解法分析物体动态平衡问题时,一般物体只受三个力作用,且有两个不变量,即其中一个力大小、方向均不变,另一个力的方向不变或另两个力的夹角不变.
——题型三 动态平衡问题及解题方法
图解法的一般步骤 1）对研究的对象进行受力分析 2）画出受力分析的平行四边形或者头尾相连的三角形 3）找出一个大小方向都不变的力，找出一个方向不变的力，结合平行四边形各边或者角度的变化确定力的大小及方向的变化情况
解析法：对研究对象进行受力分析，画出受力示意图，根据物体的平衡条件列方程，得到因变量与自变量的函数表达式(通常为三角函数关系)，最后根据自变量的变化确定因变量的变化．
相似三角形法的适用情况:对于两个力的方向都在变化的情况，通过相似，转移力三角形到结构三角形中求解
相似三角形法的一般步骤 1）对物体受力分析 2）若处于平衡状态且受三个力，构成首尾相接的力学三角形 3）寻找与力学三角形相似的几何三角形 4）根据几何三角形长度及夹角的变化判断力的大小和方向的变化
平衡中的“四看”与“四想” 1)看到“缓慢”，想到“物体处于动态平衡状态”。 2)看到“轻绳、轻环”，想到“绳、环的质量可忽略不计”。 3)看到“光滑”，想到“摩擦力为零”。 4)看到“恰好”想到“题述的过程存在临界点”。
临界问题 1）当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”,在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述. 2）临界问题常见的种类： ①由静止到运动，摩擦力达到最大静摩擦力． ②绳子恰好绷紧，拉力F＝0. ③刚好离开接触面，支持力FN＝0.
考点2 平衡中的临界与极值问题
极值问题 平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题.
考点3 摩擦力的突变、极值及临界问题
滑动摩擦力略小于最大静摩擦力，一般情况下，可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等．静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．存在静摩擦力的连接系统，相对滑动与相对静止的临界状态是静摩擦力达到最大值．滑动摩擦力的突变问题：滑动摩擦力的大小与接触面的动摩擦因数和接触面受到的压力均成正比，发生相对运动的物体，如果接触面的动摩擦因数发生变化或接触面受到的压力发生变化，则滑动摩擦力就会发生变化．研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点．
分析方法 1）在涉及摩擦力的情况中，题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着摩擦力突变的临界问题．题意中某个物理量在变化过程中发生突变，可能导致摩擦力突变，则该物理量突变时的状态即为临界状态． 2）分析临界状态，物体由相对静止变为相对运动，或者由相对运动变为相对静止，或者受力情况发生突变，往往是摩擦力突变问题的临界状态． 3）确定各阶段摩擦力的性质和受力情况，做好各阶段摩擦力的分析．
1.(2022•河北•高考真题)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 点，将木板以底边 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
2.(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， 地面对石墩的摩擦力也最小
可知当θ+φ=90°时，拉力有最小值
当θ趋近于90°时，摩擦力最小
>>考向1 动态平衡问题
2.(2025届高三上学期•安徽•一模)(多选)如图甲是工人师傅们在给高层住户安装空调时吊运空调室外机的情景。为安全起见，要求吊运过程中空调室外机与楼墙保持一定的距离。原理如图乙，一人在高处控制一端系在室外机上的绳子P，另一人站在水平地面上拉住另一根系在室外机上的绳子Q。在吊运过程中的某段时间内，地面上的人缓慢后退同时缓慢放绳，室外机缓慢竖直上升，绳子Q与竖直方向的夹角（小于90°）近似不变，室外机视为质点，绳子的质量忽略不计，则在这段时间内，以下说法正确的是（ ） [A] 绳子P给室外机的拉力先变大后变小 [B] 绳子Q给室外机的拉力不断变大 [C] 地面给人的摩擦力不断变大 [D] 绳子P、Q给室外机的拉力的合力恒定
3.(2025届高三上学期•广东清远•一模)学校运动场的单杠上悬挂的沙袋如图所示，四条等长铁链由绞扣栓结在一起再通过拉环挂在单杠上，拉环、绞扣刚好与沙袋的重心在同一竖直线上。沙袋竖直悬挂静止后，下列说法正确的是（　　）[A] 拉环受到的拉力等于沙袋的重力[B] 四条铁链对沙袋的作用力大于沙袋的重力[C] 向上调整绞扣的位置（绞扣与沙袋间铁链变长）， 每条铁链上的拉力都增大[D] 向下调整绞扣的位置（绞扣与沙袋间铁链变短）， 每条铁链上的拉力都增大
>>考向2 临界、极值问题
5.(2025届高三上学期•江西抚州•模拟预测)(多选)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为 和 的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面间的夹角为 时，物块A、B刚好要滑动，则 的值可能为（　　） [A] [B] [C] [D]
——难点突破 力电、力热综合问题
考点1 力电综合问题及解题思路
静电场、磁场中的平衡问题：受力分析时要注意静电力、磁场力方向的判断，再结合平衡条件分析求解．涉及安培力的平衡问题：画受力示意图时要注意将立体图转化为平面图．如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则通常是匀速直线运动．
考点2 力热综合问题解题思路
1.(2024•北京•高考真题)如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　） [A] 若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 [B] 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 [C] 若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 [D] 若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右
P端与Q端电势差与指针偏离R中点的距离x成正比
已知电压表指针位于表盘左侧，只能确定加速度的方向，不能确定速度的方向
滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右
2.(2022•湖南•高考真题)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MB．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
3.(2022•湖南•高考真题)如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V=9.9L的导热汽缸下接一圆管，用质量m1=90g、横截面积S=10cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2=10g的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h=10cm，外界大气压强p0=1.01×105Pa，重力加速度取10m/s2，环境温度保持不变，求：（1）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强p1；（2）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。
4.(2022•湖南•高考真题)如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V=9.9L的导热汽缸下接一圆管，用质量m1=90g、横截面积S=10cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2=10g的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h=10cm，外界大气压强p0=1.01×105Pa，重力加速度取10m/s2，环境温度保持不变，求：（1）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强p1；（2）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。
1.(2025•浙江•一模)如图所示，平行板电容器竖直放置，金属板A、B的内侧表面上的M、N两点，在M、N两点间系一绝缘轻绳1（不可伸长），绳长为1.25d, M、N两点等高， M、N的水平距离为d ，轻绳上套有一个轻质的光滑小环O，质量为m、电荷量为q的带负电小球，通过绝缘轻短绳2悬挂在环的下方。滑动变阻器滑片P缓慢从左往右滑动，使AB板间电压UAB从0逐渐增大（重力加速度为g，sin53°=0.8 ，带电球始终处于金属板A、B之间，且不与A、B板接触，不计电荷对电场影响）。下列说法中正确的是（ ） [A] UAB=0时，光滑小环处轻绳1的夹角为53° [B] UAB=0时，轻绳1的张力为 [C] UAB增大时，光滑小环处轻绳1的夹角变小 [D] 随着UAB增大，轻绳1的张力一直增大
>>考向1 力电综合问题
2.(2025•浙江•一模)如图所示，匀强磁场中有两个相同的弹簧测力计，测力计下方竖直悬挂一副边长为L，粗细均匀的均质金属等边三角形，将三条边分别记为a、b、c。在a的左右端点M、N连上导线，并通入由M到N的恒定电流，此时a边中电流大小为I，两弹簧测力计的示数均为F1。仅将电流反向，两弹簧测力计的示数均为F2。电流产生的磁场忽略不计，下列说法正确的是（　　） [A] 三条边a、b、c中电流大小相等 [B] 两次弹簧测力计示数F1=F2 [C] 金属等边三角形的总质量 [D] 匀强磁场的磁感应强度
3.(2024•陕西西安•三模)“拔火罐”是一种中医的传统疗法，某实验小组为了探究“火罐”的“吸力”，设计了如图所示的实验。圆柱状汽缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与置于地面上的重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸顶的开关K处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时密闭开关K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L。由于气缸传热良好，随后重物会被吸起，最后重物稳定在距地面 处。已知环境温度为 不变， 为大气压强，气缸内的气体可看做理想气体，求：(1)酒精棉球熄灭时的温度T与环境温度 的比值；(2)若从酒精棉球熄灭到最终稳定的过程中气体放出的热量为Q， 求气体内能的变化。
>>考向2 力热综合问题