2024年高考物理复习第一轮：第 3讲　受力分析　共点力的平衡

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第3讲　受力分析　共点力的平衡

[主干知识·填一填]
一、受力分析
1．受力分析的定义
把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图，这个过程就是受力分析．
2．受力分析的一般步骤

二、共点力作用下物体的平衡
1．平衡状态
(1)静止：物体的速度和加速度都等于零的状态．
(2)匀速直线运动：物体的加速度为零、速度不为零的状态．
2．平衡条件
(1)物体所受合外力为零，即F合＝0.
(2)若采用正交分解法，平衡条件表达式为Fx＝0，Fy＝0.
3．物体平衡条件的相关推论
(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反．
(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反．
(3)多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反．
[规律结论·记一记]
1．受力物体与周围物体的每个接触处最多有两个接触力——弹力、摩擦力．
2．受力分析时若某个力的大小和方向不能确定，可以试一试分析该力的反作用力，再由牛顿第三定律得出该力．
3．对物体受力分析时，只分析物体受到的力，不考虑物体施加的力．
4．物体速度为零时，不一定处于平衡状态，如竖直上抛运动到最高点．
5．物体处于平衡状态时，沿任意方向的合力均为0.
6．物体受三个非平行力作用处于平衡状态，这三个力的作用线必定在同一平面内，而且这三个力必定为共点力．
7．物体受多个力作用处于平衡状态时，其中几个力的合力与其余力的合力必定等大反向．
[必刷小题·测一测]
一、易混易错判断
1．对物体受力分析时，只能画该物体受到的力，其他物体受到的力不能画在该物体上．(√)
2．物体沿光滑斜面下滑时，受到重力、支持力和下滑力的作用．(×)
3．物体处于平衡状态时，其加速度一定为零．(√)
4．物体受两个力作用处于平衡状态，这两个力必定等大反向．(√)
5．物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力．(×)
二、经典小题速练
1.天然平衡岩带给我们的那种仿佛时间停止的静态之美成为很多艺术家的灵感源泉，他们不断尝试着复制这种不可思议的平衡之美．达莱尔·雷特便是这样一位艺术家，在其最为著名的作品中，雷特将一块大石头放在石化木顶端一块微小的基岩上．这块大石头并非呈现出直立姿态，而是倾斜着身子．则关于大石头的受力下述正确的是(　　)
A．大石头一定受到三个力的作用
B．基岩对大石头的支持力一定竖直向上
C．基岩对大石头的支持力等于石头重力
D．基岩对大石头的作用力一定竖直向上
解析：D　由于大石头和支持它的石化木之间的接触面情形未知，可能水平也可能倾斜，但大石头处于平衡状态，基岩对大石头的作用力一定竖直向上，选项D正确．
2.如图所示，水平面上A、B两物块的接触面水平，二者叠放在一起，在作用于B上的水平恒定拉力F的作用下沿地面向右做匀速运动，某时刻撤去力F后，二者仍不发生相对滑动，关于撤去F前后，下列说法正确的是(　　)
A．撤去F之前A受3个力作用
B．撤去F之前B受到4个力作用
C．撤去F前后，A的受力情况不变
D．A、B间的动摩擦因数μ1不小于B与地面间的动摩擦因数μ2
解析：D　撒去F前，整体做匀速运动，B所受的地面的滑动摩擦力与F平衡，而A水平方向不受外力，A不受摩擦力，A受重力、B的支持力共2个力作用．B受重力、A的压力、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力，共5个力，故A、B错误；撒去拉力F后，B开始做减速运动，A相对B有向前滑动的趋势，所以B对A有静摩擦力，故A受重力、B的支持力和静摩擦力，共3个力，所以撒去F前后，A的受力情况将发生变化，故C错误；撒去力F后，二者仍不发生相对滑动，由牛顿第二定律得：
对整体有μ2(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a，
对A有Ff＝mAa≤μ1mAg
可得μ1≥μ2，即A、B间的动摩擦因数μ1不小于B与地面间的动摩擦因数μ2，故D正确．
3．(多选)如图所示，一架救援直升机通过软绳打捞河中物体，物体质量为m，由于河水的流动对物体产生水平方向的冲击力，使软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成θ角，已知物体所受的浮力不能忽略．下列说法正确的是(　　)

A．绳子的拉力为
B．绳子的拉力可能小于mg
C．物体受到河水的水平方向的作用力等于绳子的拉力
D．物体受到河水的水平方向的作用力小于绳子的拉力
解析：BD　对物体受力分析，如图所示：根据平衡条件，竖直方向有F浮＋FTcos θ＝mg，则有FT＝，所以绳子的拉力可能小于mg，故A错误，B正确．在水平方向上有Ff＝FTsin θ，sin θ