专题01 力与物体的平衡-2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍(解析版)

根据几何关系可得β＝θ＝30°，设细杆对b的作用力大小为N，则：2Ncos30°＝mg，则N＝拉力大小T＝N＝

3mg，故C错误，D正确。 3

3mg，细绳的3

题型二 共点力的静态平衡

【题型解码】

1．基本思路：根据物体所处的状态(静止或者匀速直线运动)，受力分析，结合平衡条件列式． 2．主要方法：力的合成法和正交分解法．

【典例分析1】（2019·新课标全国Ⅲ卷）用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则( )

A．F1＝

33mg，F2＝mg 32

B．F1＝D．F1＝

33mg，F2＝mg 2331mg，F2＝mg 22

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C．F1＝mg，F2＝mg

22【参考答案】 D

【名师解析】 如图所示，

卡车匀速行驶，圆筒受力平衡，由题意知，力F1′与F2′相互垂直。由牛顿第三定律知F1＝F1′，F2＝F2′，则F1＝mgsin60°＝

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mg，F2＝mgsin30°＝mg，D正确。 22

【典例分析2】（2019·新课标全国Ⅱ卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳

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与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为3

，重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为3

1500 N，则物块的质量最大为( )

A．150 kg B．1003 kg C．200 kg D．2003 kg 【参考答案】 A

【名师解析】 物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，根据平衡条件

F＝Ff＋mgsinθ① Ff＝μFN② FN＝mgcosθ③ 由①②③式得 F＝mgsinθ＋μmgcosθ 所以m＝F

gsinθ＋μgcosθ

故当Fmax＝1500 N时，有mmax＝150 kg，A正确。

【提分秘籍】

1.处理静态平衡问题的常用方法 方法 内容 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相合成法 等，方向相反 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其分解法 他两个力满足平衡条件 正交分 物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力分解为相互垂直的解法 两组，每组力都满足平衡条件 对受三个力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次力的三 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角形法 知力 2.静态平衡问题的解题“四步骤”

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【突破训练】

1.(2019·济南高三模拟)如图所示，在倾角为37°的斜面上放置一质量为0.5 kg的物体，用一大小为1 N平行斜面底边的水平力F推物体时，物体保持静止。已知物体与斜面间的动摩擦因数为大小为(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10 m/s2)( )

3，物体受到的摩擦力2

A．3 N B．23 N C.10 N D.26 N 【答案】 C

【解析】 物体所受的摩擦力为静摩擦力，其大小与F和重力沿斜面向下的分量的矢量和等大反向，则f＝F2＋?mgsin37°?2＝12＋?0.5×10×0.6?2 N＝10 N，故选C。

2.(2019·广东深圳市4月第二次调研)如图所示，用缆绳将沉在海底的球形钢件先从a处竖直吊起到b，再水平移到c，最后竖直下移到d.全过程钢件受到水的阻力大小不变，方向与运动方向相反，所受浮力恒定．则上升、平移、下降过程中的匀速运动阶段，缆绳对钢件拉力F1、F2、F3的大小关系是( )

A．F1>F2>F3 C．F2>F1>F3 【答案】 A

【解析】 钢件从a到b，对钢件受力分析，有F1＋F浮＝mg＋F阻 因F浮恒定，令F0＝mg－F浮，则有F1＝F0＋F阻

从b到c，有F2＝F阻2＋F02＝?F阻＋F0?2－2F0F阻＝?F0－F阻?2＋2F0F阻 从c到d，有F3＝F0－F阻

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B．F1>F3>F2 D．F3>F2>F1

故F1>F2>F3，A正确，B、C、D错误．

3. (2019·重庆市部分区县第一次诊断)如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L＝2 m的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d＝1.2 m，重为8 N的钩码用光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为( )

A．10 N B．8 N C．6 N D．5 N 【答案】 D

【解析】 设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示：

同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为α，则根据几何关系可知NQ＝MN，即PM等于绳长；根据几何关系可得：sin α＝α＝G，解得：FT＝5 N，故D正确．

PO1.2

＝＝0.6，则α＝37°，根据平衡条件可得：2FTcos PM2

题型三 共点力作用下的动态平衡

【题型解码】

1.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”。

2.解决动态平衡问题的一般思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”。动态平衡问题的常用方法： (1)图解法 (2)解析法 (3)相似三角形法(4)正弦定理法等

【典例分析1】(2019·安徽蚌埠市第二次质检)如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为Ff，则该过程中( )

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