2023高考物理二轮复习学案受力分析-动态问题求解的方法（图解法）

共点力平衡…动态平衡

图解法（矢量三角形法则，一个恒力（通常为重力），一个方向不变的力，一个变力）。

1.（2016•新课标H）质量为机的物体用轻绳A8悬挂于天花板上。用水平向左的力尸缓慢拉动绳的中点。，如

图所示。用T表示绳段拉力的大小，在。点向左移动的过程中（）

A.尸逐渐变小，7逐渐变大芳

B.尸逐渐变大，7逐渐变小

C.尸逐渐变大，7逐渐变大

D.尸逐渐变小，T逐渐变小.6

答案：C

【详解】以结点。为研究对象受力分析如下图所示

由题意知点。缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，。逐渐增大，则由图可知可知：

绳OB的张力FB=mg固定不变，由FB、T、F构成的力学三角形可以

拉力F逐渐变大，绳OA上的拉力T逐渐变大

故C正确，ABD错误。

故选Co

2.（2019•湖北省直辖县级单位•高一期末）质量为机的物体用轻绳48悬挂于天花板上.用水平向左的力尸缓慢

拉动绳的中点。，如图所示.用FT■表示绳OA段拉力的大小，g为重力加速度，在O点向左移动的过程中

A.F逐渐变大，F7逐渐变小，Fi<mg

B.尸逐渐变小，6逐渐变大，Fi>mg

C.B逐渐变小，Fr逐渐变小，Fi<mg

D.F逐渐变大，FT•逐渐变大,

.B

答案：D

【详解】以结点。为研究对象，受力分析如图所示:

由题意知点。缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知：

绳OB的张力根据平衡条件可知：Tcos6-TB=0,Tsinff-F=O

由此两式可得：F=TBta"0=mgtanB解得:7=八=〃'八

cos0cos0

在结点为0被缓慢拉动过程中，夹角。增大，由三角函数可知：尸和T均变大.

A.F逐渐变大，Fr逐渐变小，尸闫阳与分析不符，故A错误；

B.F逐渐变小，片逐渐变大，FT■加g与分析不符，故B错误；

C.F逐渐变小，耳逐渐变小，FRwg与分析不符，故C错误；

D.尸逐渐变大，场逐渐变大，打沙喈与分析相符，故D正确.

3.(2023•全国•高三专题练习(2012•新课标))如图，球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为

N.,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到

水平位置.不计摩擦，在此过程中()

A.Ni始终减小，N2始终增大

B.Ni始终减小，N2始终减小

C.Ni先增大后减小，N?始终减小

D.N先增大后减小，N2先减小后增大

答案：B

【详解】试题分析：对小球进行受力分析如图所示,

设：板与竖直方向夹角为凡则：M=t，N『*,随着板顺时针方向转动，。越来越大，因此N2越来越小,

sin8tan6/

同样M也越来越小，答案B正确.

考点：共点力作用下物体的平衡，力的合力与分解

4.（2022.全国•高一课时练习•2013•天津）如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于。点，现用水平产

缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近

水平，此过程中斜面对小球的支持力Ev，以及绳对小球的拉力g•的变化情况是（）

A.Fw保持不变，FT■不断增大B.乙不断增大，修不断减小

C."保持不变，Fr先增大后减小D."不断增大，6先减小后增大

答案：D

【详解】对小球进行受力分析，重力、支持力取、拉力FT组成一个闭合的矢量三角形，由于重力不变、支持力FN

方向不变，斜面向左移动的过程中，拉力尸r与水平方向的夹角“减小，当£="时，FTLFN，细绳的拉力FT最小，

由图可知，随用的减小，斜面的支持力FN不断增大，FT先减小后增大.故D正确，ABC错误.

5.（2022・全国•高三课时练习）用细绳OA、OB悬挂一重物，。为半圆形支架的圆心，悬点A和B在支架上。悬

点A固定不动，将悬点B从图示位置（OB水平）逐渐移到C点的过程中，、OB段轻绳所受的拉力的大小TA、

”的变化情况是（）

A.〃不变，，变大

B.兀、，均变小

C.北变小，〃先变小后变大

D.北变大、〃先变大后变小

答案：C

【详解】对结点。受力分析如图

结点0始终处于平衡状态，所以OB绳和OA绳上的拉力的合力大小保持不变，方向始终是竖直向上的。所以OA

绳受力大小变化情况：逐渐变小；OB绳受力大小变化情况：先变小后变大。

故ABD错误：C正确。

故选C。

6.（2019・新课标全国I卷）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其

一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块“相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动M直至

悬挂N的细绳与竖直方向成45。。已知M始终保持静止，则在此过程中

A.水平拉力的大小可能保持不变.

B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加

C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加-*~\N

D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加7Z7///////////////

【答案】BD

【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹

角为45。的过程中，水平拉力尸逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；

加二

//1』r1

——4--F--—M-

一7ng

/G

对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力/沿斜面向下,则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力/也逐渐增大;

若起初M受到的摩擦力,沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力/可能先减小后增加。故本题选BD。

7.（2022•全国•高三专题练习）如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放

在粗糙水平地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）。现用

水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。

在此过程中（）

A.水平力F一定变小

B.斜面体所受地面的支持力一定变大

C.地面对斜面体的摩擦力一定变大

D.物体A所受斜面体的摩擦力一定变大

答案：C

【详解】A.取物体B为研究对象，分析其受力情况如图所示,

则有

F=mgtan0

COS。

在将物体B缓慢拉高的过程中，6增大，则水平力F和细绳上的拉力T随之变大，A错误；

BC.对A、B两物体与斜面体这个系统而言，系统处于平衡状态，因拉力F变大，则地面对斜面体的摩擦力一定变

大，而竖直方向并没有增加其他力，故斜面体所受地面的支持力不变，B错误C正确；

D.在这个过程中尽管绳子张力变大，但是开始时物体A所受斜面体的摩擦力方向未知，故物体A所受斜面体的摩

擦力的情况无法确定，D错误。

故选Co

8.（2022・江苏•徐州市王杰高三阶段练习）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了,则该过程中（）

A./变小，尸变大

B.『变小，F变小

C./变大，F变小

D./变大,F变大

答案：D

【详解】以小球乙为研究对象受力分析，设绳与竖直方向的夹角为。，根据平衡条件可得，水平拉力为

F=mgtana

可见水平拉力尸逐渐增大，绳子的拉力为

COS<7

故绳子的拉力也是逐渐增加；以物体甲为研究对象受力分析，根据平衡条件可得，物体甲受地面的摩擦力与绳子的

拉力的水平方向的分力

Tx=Tcos0

等大反向，故摩擦力方向向左

cost?

是逐渐增大；

故选D。

9.（2022.全国•高三专题练习）如图，光滑绝缘斜面固定在水平面上，一定质量的带电小球A在斜

面上保持静止，小球A与斜面间有平行于斜面的细线相连，带电小球8用绝缘杆固定，A3在同

一水平高度，此时斜面对小球A无支持力。现保持8球的水平高度不变，将8球缓慢向左移动段

距离，则在此过程中（）

A.小球A脱离斜面，细线所受的拉力变大化、

B.小球A脱离斜面，细线所受的拉力变小...........Q

c.小球A仍在斜面上，细线所受的拉力变大|

D.小球A仍在斜面上，细线所受的拉力变小

答案：A

【详解】原来斜面对小球A无支持力，由平衡条件可知AB之间为库伦吸引力，现保持B球水平高度不变，将B球

缓慢向左移动段距离，两球间的距离减小，根据库仑定律知道B球对A球的库仑力逐渐增大，则小球A脱离斜面。

小球受到重力、细线的拉力和库仑力三力平衡，可知细线的拉力与重力和库仑力的合力等大反向，随着库仑力增大，

重力与库仑力的合力增大，则细线的拉力增大，故A正确，BCD错误。

故选Ao

10.如图所示，半径相同、质量分布均匀的圆柱体E和半圆柱体M靠在一起，E、M之间无摩擦力,

E的重力为G,M下表面粗糙，E、M均静止在水平地面上，现过E

的轴心施以水平作用力尤可缓慢地将E拉离地面一直滑到M的顶端，整个过程中，M始终处

于静止状态，对该过程的分析，下列说法不正确的是（）

A.地面所受M的压力不变

B.地面对M的摩擦力逐渐增大

C.开始时拉力厂最大，且为6G,以后逐渐减小为0

D.E、M间的压力开始时最大，且为2G,以后逐渐减小到G

答案：B

【详解】A.取整体为研究对象，地面所受M的压力不变，总等于二者的总重力，A正确，不符合题意；

CD.圆柱体E受重力G、拉力F、半圆柱体的支持力N作用处于平衡状态，这三个力构成封闭三角形，如图所示

对应图中的最大三角形，此时拉力F和半圆柱体的支持力N都最大，其大小分别为

Fm=Gtan60°=v^G

随着E向上移动，三角形逐渐减小，拉力尺半圆柱体的支持力N都逐渐减小，当E移动到M顶端时，尸减小到

零，N减小到G,故开始时拉力尸最大，且为百G,以后逐渐减小为0,E、M间的压力开始时最大，且为2G,以

后逐渐减小到G,CD正确，不符合题意：

B.取整体为研究对象，地面对M的摩擦力等于拉力凡所以摩擦力随拉力厂的减小而减小，B错误，符合题意。

故选Bo

11.（2020.山东烟台.期中）一台空调外挂机用两个如图所示的三角形支架固定在外墙上，空调外挂机的重心恰好

在支架水平横梁和斜粱匕。的连接点。的上方。现保持空调外挂机的质量不变，把斜梁。。缩短一点，仍

保持连接点。的位置不变，横梁〃。仍然水平。已知横粱对。的拉力始终沿方向，斜粱对。的压力始终沿

方向，则下列说法正确的是（）

A.横梁“0对。的作用力变小

B.横梁“0对。的作用力不变

C.斜粱人。对0的作用力变小

D.斜粱6。对。的作用力增大

答案：D

【解析】

设斜梁bO跟外墙的夹角为仇对。有，竖直方向

耳cos®=G

解得斜粱人。对。的作用力

6=4-

COS。

斜梁6。缩短一点，仍保持连接点。的位置不变，。增大，所以斜粱人。对。的作用力增大。水平方向

《sin。/

解得横梁。。对。的作用力

F2=Gtan。

斜梁6。缩短一点，仍保持连接点。的位置不变，。增大，所以横梁“0对。的作用力增大。故D正确，ABC错

误。

故选Do

12.（2020•福建省连城县第一月考）如图所示，在做“探究力的平行四边形定则”的实验时，用M、N两个测力计通

过细线拉橡皮条的结点，使其到达。点，此时a+£=90。，然后保持M的示数不变，而使a角减小，为保持结点

位置不变，可采用的办法是

A.增大N的示数同时减小夕角

B.增大N的示数同时增大夕角

C.减小N的示数同时减小夕角

D.减小N的示数同时增大夕角

答案：C

【详解】

要保证结点不动，应保证合力不变，则由平行四边形定则可知，合力不变，M方向向合力方向靠拢,

根据图象可知，则N的拉力应减小，同时应减小£角，故C正确，ABD错误.

13.某班物理兴趣小组在研究三力作用下的平衡问题时，设计了如图所示的简单而常见的

情景模型：将一可视为质点的质量为机的小球用轻质柔软的细线悬挂于天花板上的。

点，在外力尺细线拉力FT和重力仅?的作用下处于平衡状态。细线与竖直方向的夹角为6,与F的夹角为a,

开始时尸水平。小组成员经过讨论形成了如下结论，你认为正确的是（）

A.保持6角及小球位置不变，逐渐缓慢减小a角直至尸竖直向上，则AFr都逐渐减小

B.保持尸水平，逐渐缓慢增大。角，则尸、仔都逐渐增大

C.保持a角不变，逐渐缓慢增大。角，直至悬线水平，则Fr逐渐减小，F逐渐增大

D.只增加细线的长度，其他条件不变，F、6都减小

答案：BC

【详解】A.如图所示

mg

对小球受力分析，小球受重力、拉力E和细线的拉力FT作用，。角不变，a角减小到90。时，F最小，因此a角减

小的过程中，耳逐渐减小，尸先减小后增大，故A错误；

B.保持F水平，则

F=mgtan0,F=.."碑J

Tcos。

，角增大时F、耳都逐渐增大，故B正确；

C.保持a角不变，增大6角，细线和拉力厂的方向都逆时针转动，如图

mg

产水平时耳最大，耳水平时尸最大，所以人逐渐减小，F