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1、1高考导航受力分析问题与物体的平衡问题是力学的基本问题，在近 几年的高考中频频出现，主要考查力的产生条件、力的大小方 向的判断、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题 的分析、连结体问题的分析，涉及的思想方法有：整体法与隔 离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等预 计 2016 年仍将对这些知识点进行考查，题型主要是选择题，难 度不大，但也要引起高度重视同时在有关计算题中也会有所 涉及体系构建二、摩擦力 1方向 总是与物体的相对运动(或相对运动趋势)方向相反，可充当动力，也可充当阻力 2大小 (1)静摩擦力的大小是随着外力的变化而变化的，与正压力无关(但正压力不能为 0)，
2、要计算静摩擦力就要根据物体的运动状态，由平衡条件或动力学规律求解，其变化范围为 0F静Fmax，最大静摩擦力 Fmax要比同等条件下的滑动摩擦力略大，通常认为两者相 等 (2)滑动摩擦力的大小与正压力成正比，即 FfFN，其中 FN表示正压力，不一定等于 物体重力的大小， 为动摩擦因数，与接触面的粗糙程度、材料等有关；滑动摩擦力的大 小也可根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律求解 【注意】 (1)摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同、相反，还可能成任意角度 (2)一对相互作用的物体之间存在摩擦力时一定同时存在弹力，但存在弹力时不一定同 时存在摩擦力 3力的合成与分解 (1)运算法则 平
3、行四边形定则 三角形定则 (2)常用方法 合成法 分解法 正交分解法 (3)合力与分力的关系是等效替代 4共点力的平衡2(1)平衡状态，是指物体处于静止或匀速直线运动的状态 (2)平衡条件是物体所受合力为零即 F合0 或 Fx0 Fy0.1(2015广东高考)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有( ) A三条绳中的张力都相等 B杆对地面的压力大于自身重力 C绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力答案 BC 解析杆静止在水平地面上，则杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支
4、持力根据平衡条件，则三条绳的拉力的合力竖直向下，故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和，选项 B、C正确由于三条绳长度不同，即三条绳与竖直方向的夹角不同，所以三条绳上的张力不相等，选项 A 错误绳子拉力的合力与杆的重力方向相同，因此两者不是一对平衡力，选项D 错误知识：力的合成与分解、共点力的平衡能力：对力的合成与分解、共点力的平衡的理解能力和推理能力试题难度：中等2(2015山东高考)如图，滑块 A 置于水平地面上，滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 A(A、B 接触面竖直)，此时 A 恰好不滑动，B 刚好不下滑已知 A 与 B 间的动摩擦
5、因数 为 1，A 与地面间的动摩擦因数为 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力A 与 B 的质量之比 为( )A. B. C. D.1 12112121121221212答案 B 解析 滑块 B 刚好不下滑，根据平衡条件得 mBg1F；滑块 A 恰好不滑动，则滑块 A 与地面之间的摩擦力等于最大静摩擦力，把 A、B 看成一个整体，根据平衡条件得 F2(mAmB)g，解得.选项 B 正确mAmB11212知识：受力分析、共点力的平衡、摩擦力大小的计算公式、整体法与隔离法的应3用能力：主要考查对物体受力分析的理解能力和推理能力试题难度：中等3(2014上海高考)如图，光滑的四分之一圆弧轨道 AB 固定在
6、竖直平面内，A 端与水平面相切穿在轨道上的小球在拉力 F 作用下，缓慢地由 A 向 B 运动，F 始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为 N.在运动过程中( )AF 增大，N 减小 BF 减小，N 减小 CF 增大，N 增大 DF 减小，N 增大答案 A 解析 设小球受到的弹力 N 与竖直方向的夹角为 ，则在小球运动的过程中 增大小球受三个力：重力、拉力 F 和弹力 N，则 Fmgsin、Nmgcos，所以拉力F 增大 ，弹力 N 减小4(2015浙江高考)如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为 0.1 kg 的小球 A 悬挂到水平板的 M、N 两点， A 上带有 Q3.0106 C
7、的正电荷两线夹角为 120，两 线上的拉力大小分别为 F1和 F2.A 的正下方 0.3 m 处放有一带 等量异种电荷的小球 B，B 与绝缘支架的总质量为 0.2 kg(重力 加速度取 g10 m/s2；静电力常量 k9.0109Nm2/C2，A、B 球可视为点电荷)，则( ) A支架对地面的压力大小为 2.0 N B两线上的拉力大小 F1F21.9 N C将 B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上，此时两线上的拉力大小 F11.225 N，F21.0 N D将 B 移到无穷远处，两线上的拉力大小 F1F20.866 N答案 BC 解析 本题考查库仑定律与物体平衡知识，意在考查考生的分析综
8、合能力A、B 间库仑力为引力，大小为 Fk0.9 N，B 与绝缘支架的总重力 G2m2g2.0 Q2r2N，由力的平衡可知，支架对地面的压力为 1.1 N，A 项错误；由于两线的夹角为 120，根据对称性可知，两线上的拉力大小相等，与 A 的重力和库仑力的合力大小相等，即F1F2G1F1.9 N，B 项正确；将 B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上，此时库仑力为 Fk0.225 N，没有 B 时，F1、F2上的拉力与 A 的重力相等，即等于 1.0 N，当Q2r2B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上时，F2拉力不变，则根据力的平衡可得 F11.0 N0.225 N1.225 N，C
9、 项正确；将 B 移到无穷远处，B 对 A 的作用力为零，两线上的拉力等于 A 球的重力大小，即为 1.0 N，D 项错误41受力分析的一般思路 对物体进行受力分析的一般思路是：确定研究对象并将研究对象从物理背景中隔离出 来，按照“重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力(安培力、洛伦兹力)”顺序(结合物体的 运动状态、牛顿第三定律)进行受力分析，画出受力分析图 2分析摩擦力时，尤其要注意静摩擦力 分析系统整体的受力情况时，不要分析其内力； 分析系统中各物体的受力时，一般按以下顺序：先分析受力少的物体，后分析受力 多的物体；先分析已知力较多的物体，后分析已知力较少的物体；先分析系统边缘的 物体，后分
10、析系统内部的物体； 画受力图无特别要求时，可把所有力的作用点都画在物体的重心处，在保证科学性的 前提下画力的示意图即可；涉及力的合成与分解时，要画一个较为清晰、准确、完整的平 行四边形【例 1】 (2014广东高考)如图所示，水平地面上堆放着原木关于原木 P 在支撑点M、N 处受力的方向，下列说法正确的是( )AM 处受到的支持力竖直向上BN 处受到的支持力竖直向上 CM 处受到的静摩擦力沿 MN 方向DN 处受到的静摩擦力沿水平方向【审题突破】 第一步：挖掘题目信息 原本 P 静止斜放在原木堆上，受力平衡第二步：明确题目要求 判断 M、N 两处的支持力和摩擦力的方向第三步：圈定理论依据(1)
11、支持力垂直于接触面指向被支持的物体(2)摩擦力的方向沿接触面(与支持力垂直)且与物体间相对运动趋势的方向相反答案 A 解析支持力的方向垂直于支持面，因此 M 处受到的支持力垂直于地面竖直向上，N处支持力过 N 垂直于切面，A 项正确、B 项错；静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反，因此 M 处的静摩擦力沿水平方向，N 处的静摩擦力沿 MN 方向，C、D 项都错误5受力分析应掌握三个原则1建立受力分析思维模板对物体进行受力分析时，要养成按一定顺序进行受力分析的习惯，其目的在于避免“丢力” 一般按照“重力弹力摩擦力其他力”的顺序进行受力分析2善于变换研究对象如果题目中给出的物体不止一个
12、，在分析物体受力情况时，往往不能直接判断它与其接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力，这时可以采用隔离法(或整体法)，先分析其他物体(或整体)的受力情况，再分析被研究物体的受力情况3结合运动状态及时修正由于弹力和摩擦力都是被动力，它们的方向和大小与物体的运动状态有密切的关系，所以分析物体的受力情况时，除了根据力产生的条件判断外，还必须根据物体的运动状态，结合牛顿第二定律及时进行修正【变式训练】1.(2014山东高考)如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板静止 时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根
13、轻绳对木板拉力的大小，则维修后( )AF1不变，F2变大 BF1不变，F2变小 CF1变大，F2变大 DF1变小，F2变 小答案 A 解析 木板静止时受力情况如图所示，设轻绳与竖直木板的夹角为 ，由平衡条件知，合力 F10，故 F1不变，F2，剪短轻绳后， 增大，cos减小，F2增mg2 cos大，故 A 正确共点力作用下的静平衡6解平衡问题常用的方法 (1)正交分解法 将各力分别分解到 x 轴 y 轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡值得注意的是：对 x、y 方向选择Fx合0， Fy合0.)时，尽可能使落在 x、y 轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力
14、，不宜分解待求力 (2)力的合成法 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必跟第三个力等 大反向，可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识 求解 (3)力的三角形法 物体受同一个平面内三个互不平行的力作用而平衡时，这三个力的 矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三 角形，则这三个力的合力必为零利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形 等数学知识可求得未知力 (4)相似三角形法 在利用平行四边形定则(或三角形定则)运算的过程中，力三角形与 几何三角形相似，可根据相似三角形对应边成比例等性质求解 (5)整体法与隔
15、离法 当物体系统处于平衡状态时，整体的合力为零，每一个物体的合 力也为零根据不同的具体问题，可选取不同的研究对象当不涉及物体系统内各物体之 间的相互作用力时，可优先选用整体法；当涉及物体系统内各物体之间的相互作用力时， 可选取某一物体隔离研究1求共力平衡问题的一般思路物体静止或做 匀速直线运动物体处于 平衡状态对物体 受力分析建立平 衡方程对平衡方程 求解、讨论2整体法和隔离法的灵活应用(1)实际问题通常需要交叉应用整体法和隔离法才能求解(2)对两个以上的物体叠加组成的整体进行受力分析时，一般先从受力简单的物体入手，采用隔离法进行分析【变式训练】2(2015山东济南第一次模拟)如图所示，顶端装有定滑轮的粗糙斜面体放在水平地面上，A、B 两物体跨过滑轮通过细绳连接，整个装置处 于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)现用水平力作用于 物体 A 上，缓缓拉开一小角度，斜面体与物体 B 一直保持静止，此过 程中( )A绳子对物体 A 的拉力一定变大 B斜面对物体 B 的摩擦力一定变大 C地面对斜面体的弹力不变 D地面对斜面体的摩擦力变大答案 ACD 解析 物体 A 受力如图，由平衡条件得 FcosmAg，所7以
