2025高考物理一轮考点突破训练第2章相互作用第8讲牛顿第三定律受力分析共点力的平衡考点3共点力作用下的静态平衡

这是一份2025高考物理一轮考点突破训练第2章相互作用第8讲牛顿第三定律受力分析共点力的平衡考点3共点力作用下的静态平衡，共5页。试卷主要包含了处理平衡问题的常用方法，物体平衡问题求解策略等内容，欢迎下载使用。
1．处理平衡问题的常用方法
2．物体平衡问题求解策略
►考向1 单个物体的平衡问题
如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ，下列关系正确的是(分别用三种方法解答此题)( A )
A．F＝eq \f(mg,tan θ) B．F＝mgtan θ
C．FN＝eq \f(mg,tan θ) D．FN＝mgtan θ
[解析] 解法一：合成法。对滑块进行受力分析如图甲所示，滑块受到重力mg、支持力FN、水平推力F三个力作用。由共点力的平衡条件知，F与mg的合力F′与FN等大、反向。由几何关系可知F、mg和合力F′构成直角三角形，解直角三角形可求得F＝eq \f(mg,tan θ)，FN＝F′＝eq \f(mg,sin θ)。所以选项A正确，B、C、D错误。
解法二：正交分解法。将滑块受的力沿水平、竖直方向分解，如图乙所示，mg＝FNsin θ，F＝FNcs θ，联立解得F＝eq \f(mg,tan θ)，FN＝eq \f(mg,sin θ)，故A正确。
解法三：矢量三角形法。如图丙所示，将滑块受的力平移，使三个力组成封闭三角形，解得F＝eq \f(mg,tan θ)，FN＝eq \f(mg,sin θ)，故A正确。
►考向2 多个物体的平衡问题
(2023·浙江联考)我国元宵节素有猜灯谜的习俗。如图所示，用1、2、3、4四根轻质细绳悬挂三个质量相等的彩灯，其中最右端的绳子沿水平方向，绳1和绳3与竖直方向夹角分别为θ1和θ3。则下列说法中正确的是( C )
A．sin θ3＝3sin θ1
B．cs θ1＝3cs θ3
C．tan θ3＝3tan θ1
D．绳1拉力一定是绳3拉力的2倍
[解析] 以三个彩灯(含2、3两细绳)为一整体，由平衡条件可得T1sin θ1＝T4，T1cs θ1＝3mg，以3、4绳节点为研究对象，有T3sin θ3＝T4，T3cs θ3＝mg，联立可解得tan θ3＝3tan θ1，eq \f(T1,T3)＝eq \f(sin θ3,sin θ1)，因θ1和θ3随mg的变化而变化，所以eq \f(sin θ3,sin θ1)不一定等于2。故C正确，A、B、D错误。

整体法、隔离法的应用技巧
(1)不涉及系统内力时，优先选用整体法。
(2)应用隔离法，一般隔离“简单”的物体，如待求量少或受力少或处于边缘的物体。
(3)将整体法与隔离法有机结合、灵活运用。
(4)各“隔离体”间的关联力，表现为作用力和反作用力，对于整体系统则是内力。
【跟踪训练】
(合成法的应用)(2023·河北卷)如图，轻质细杆AB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( B )
A．mg B．eq \f(\r(3),2)mg
C．eq \f(\r(3),3)mg D．eq \f(1,2)mg
[解析] 对轻杆和小球组成的系统进行受力分析，如图，设左侧斜面对杆AB支持力的大小为NA，由平衡条件有NA＝mgcs 30°，得NA＝eq \f(\r(3),2)mg，故选B。
(正交分解法的应用)如图甲所示，推力F垂直斜面作用在斜面体上，斜面体静止在竖直墙面上，若将斜面体按如图乙所示放置，用相同大小的推力F垂直斜面作用到斜面体上，则下列说法正确的是( B )
A．墙面受到的压力一定变小
B．斜面体受到的摩擦力一定变小
C．斜面体受到的摩擦力可能变大
D．斜面体可能沿墙面向上滑动
[解析] 以斜面体为研究对象，受力分析如图所示，图1中N1＝Fcs θ，f1＝mg＋Fsin θ≤fm，图2中N2＝Fcs θ，即墙面受到的压力不变，A错误；若Fsin θ＝mg，则f2＝0，若Fsin θ>mg，则f2方向向下，且f2＝Fsin θ－mg，若Fsin θ