金版教程物理2025高考科学复习解决方案第二章 相互作用第2章 核心素养提升含答案

《金版教程(物理）》2025高考科学复习解决方案第二章相互作用第二章核心素养提升[科学思维提炼]1．假设法：分析弹力、摩擦力的有无及方向。2．等效思想：重心的理解，力的合成与分解，验证力的平行四边形定则的实验。3．整体法与隔离法：受力分析。分析几个物体组成的系统间的内力时用隔离法，分析系统所受外力时用整体法。4．数学方法的应用：平行四边形法、矢量三角形法、相似三角形法、辅助圆法、正弦定理法、三角函数的应用等。5．模型建构与理想化模型轻杆、轻绳和轻弹簧的模型问题：轻杆轻绳轻弹簧模型图示模型特点形变特点只能发生微小形变柔软，只能发生微小形变，各处张力大小相等既可伸长，也可压缩，各处弹力大小相等弹力方向特点不一定沿杆，固定杆中可以是任意方向只能沿绳，指向绳收缩的方向沿弹簧轴线，与形变方向相反作用效果特点可以提供拉力、支持力只能提供拉力可以提供拉力、支持力弹力突变特点可以发生突变可以发生突变一般不能发生突变解决三种模型问题时应注意的事项：(1)轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想化模型。(2)分析轻杆上的弹力时必须结合物体的运动状态。(3)讨论轻弹簧上的弹力时应明确弹簧处于伸长还是压缩状态。[素养提升集训]一、选择题(本题共8小题)1.(鲁科版必修第一册·第3章第3节[节练习]T4改编)如图所示，手握一个水瓶，处于倾斜静止状态，以下说法正确的是()A．松手时瓶容易滑下，是因为手和瓶之间动摩擦因数变小B．增大手的握力，瓶更难下滑，是因为瓶受的摩擦力增大C．保持瓶静止时的倾斜程度不变，增大握力，手对瓶的摩擦力不变D．手握瓶竖直静止时与倾斜静止时，瓶受到的摩擦力大小相等答案C解析设水瓶的质量为m，手握瓶倾斜静止时，瓶身与水平方向夹角为θ，根据平衡条件，有f＝mgsinθ，而手握瓶竖直静止时，f′＝mg，则f≠f′，故D错误；松手时瓶容易滑下，是因为松手时手对瓶的压力减小，手和瓶之间的最大静摩擦力减小，手与瓶间的接触面的粗糙程度没有变化，故动摩擦因数不变，A错误；增大手的握力，手与瓶之间的弹力增大，从而增大了最大静摩擦力，静摩擦力大小仍为f＝mgsinθ，并没有变化，B错误，C正确。2．(多选)人字梯是生产生活中的常见工具，人字梯由两个相同的梯子组成，两梯子的顶端用光滑铰链连接。现将梯子放在粗糙的水平地面上，人站在A横梁上，梯子处于静止状态，梯子质量不计。则()A．有人站的这侧梯子底部受到地面的摩擦力与没人站的那侧大小相等B．有人站的这侧梯子底部受到地面的摩擦力比没人站的那侧大C．人静止站在B横梁上时地面对梯子的总支持力与站在A横梁上时相等D．人静止站在B横梁上时地面对梯子的总支持力比站在A横梁上时大答案AC解析以人和梯子整体为研究对象，根据平衡条件可知水平方向的合力为零，故有人站的这侧梯子底部受到地面的摩擦力与没人站的那侧大小相等，方向相反，A正确，B错误；以人和梯子整体为研究对象，根据平衡条件可知竖直方向的合力为零，地面对梯子的总支持力与整体的重力大小相等，方向相反，故人静止站在B横梁上时地面对梯子的总支持力与站在A横梁上时相等，C正确，D错误。3．(2023·山西省晋中市高三下二模)(多选)春节是我国的传统节日，中国民谚说“腊月二十四，掸尘扫房子”。人们通过大扫除表达了新年除旧迎新的思想。如图所示是用长杆推动拖把头擦玻璃的实物图和示意图，假设拖把头与玻璃间的动摩擦因数μ恒定，拖把头匀速上升过程中杆与竖直方向的夹角越来越小，则在拖把头匀速上升过程中，下列有关说法正确的是()A．拖把杆对拖把头的作用力逐渐增大B．拖把头对玻璃的压力越来越小，摩擦力也越来越小C．无论杆与竖直方向夹角多大都可以推动拖把头上升D．杆与竖直方向的夹角必须小于某一值才可以推动拖把头上升，该角的正切值为eq\f(1,μ)答案BD解析设杆与竖直方向夹角为θ，对拖把头受力分析，如图所示，拖把头受重力mg、支持力FN、摩擦力f和杆的作用力F四个力作用，由题意可知拖把头时刻处于平衡状态，根据平衡条件有Fcosθ＝mg＋f，FN＝Fsinθ，又f＝μFN，解得F＝eq\f(mg,cosθ－μsinθ)，FN＝eq\f(mg,cotθ－μ)，f＝eq\f(μmg,cotθ－μ)，则当拖把头上升即θ减小时，杆对拖把头的作用力F减小，玻璃对拖把头的支持力FN减小，玻璃对拖把头的摩擦力f也减小，由牛顿第三定律可知，拖把头对玻璃的压力FN′减小，摩擦力f′也减小，A错误，B正确；当cotθ－μ≤0，即tanθ≥eq\f(1,μ)时，F、FN、f没有符合实际的解，即无论推力多大都不能推动拖把头上升，所以杆与竖直方向的夹角必须小于某一值才可以推动拖把头上升，该角的正切值为eq\f(1,μ)，C错误，D正确。4．(2023·山东省聊城市高三下第二次模拟)(多选)甲、乙两建筑工人用简易机械装置将工件从楼顶运送到地面。如图所示，两工人保持位置不动，甲通过缓慢拉动手中的绳子，使工件由位置Ⅰ向右运动到位置Ⅱ，在此过程中，乙手中的绳子始终水平，不计绳的重力，忽略滑轮的大小及摩擦力，则在此过程中()A．甲手中绳子上的拉力大小不变B．乙手中绳子上的拉力不断减小C．楼顶对甲的支持力增大D．楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力答案BCD解析设甲手中绳子上的拉力大小为F甲，乙手中绳子上的拉力大小为F乙，工件重力大小为G，对绳子结点受力分析，如图所示，根据几何关系有F甲、F乙与G组成的矢量三角形与几何三角形OAC相似，有eq\f(F甲,OA)＝eq\f(F乙,AC)＝eq\f(G,OC)，工件由位置Ⅰ向右缓慢运动到位置Ⅱ的过程中，OA、AC均变小，OC不变，则甲手中绳子上的拉力F甲减小，乙手中绳子上的拉力F乙减小，故A错误，B正确；设甲手中绳子与水平方向的夹角为θ，则绳子对甲的拉力在竖直方向的分力为F甲1＝F甲sinθ，楼顶对甲的支持力为N＝m甲g－F甲1，由于F甲减小，θ不变，所以楼顶对甲的支持力增大，故C正确；根据平衡条件可得楼顶对甲的摩擦力f甲＝F甲cosθ，设绳子结点与定滑轮之间的绳子与水平方向的夹角为α，楼顶对乙的摩擦力f乙＝F乙＝F甲cosα，由于α>θ，所以楼顶对甲的摩擦力f甲大于对乙的摩擦力f乙，故D正确。5.(2023·山东省烟台市高三下一模)风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝(不带鸢尾)悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为θ，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角θ不变，再次平衡后相比于风力变化之前()A．风筝距离地面的高度变大B．风筝所受的合力变大C．拉线对风筝的拉力变小D．拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小答案A解析对风筝受力分析，风力变化之前，风力为F，风筝重力为G，拉线拉力为T，当风力增大，风力变为F1，风筝重力不变，拉线拉力变为T1，矢量三角形如图所示，风筝悬停在空中，可得风筝所受的合力始终为零，保持不变，由图可以看出，再次平衡后相比于风力变化之前，拉线拉力变大，拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角α变大，故B、C、D错误；设拉线长为L，则风筝距地面高度h＝Lsinα，再次平衡后相比于风力变化之前，风筝距离地面的高度变大，故A正确。6．(2022·湖南高考)2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是()答案A解析将飘带等分为极多段长度相等的小段，每段均可看成质量相等的质点，因风速水平向右、大小恒定且不随高度改变，则每段飘带受到的风力相等，设为F，方向水平向右，每段飘带所受的重力设为G，则从飘带自由端起，x段飘带受重力xG、风力xF以及紧邻的上方飘带(或与杆的系点)的拉力Tx而平衡，如图所示，这部分飘带上端切线与竖直方向的夹角θx满足tanθx＝eq\f(xF,xG)＝eq\f(F,G)，即θx与选取的x的大小无关，为定值，则飘带为一条倾斜的直线，故选A。7.打印机是现代办公不可或缺的设备，正常情况下，进纸系统能做到“每次只进一张纸”，进纸系统的结构如图所示。设图中刚好有10张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。重力加速度为g，打印机正常工作时，下列说法正确的是()A．第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向向左B．第2张与第3张纸之间的摩擦力大小为2μ2mgC．第10张纸与摩擦片之间的摩擦力大小为μ2(mg＋F)D．要做到“每次只进一张纸”，应要求μ1<μ2答案C解析打印机正常工作时，搓纸轮带动第1张纸向右运动，故第1张纸上表面受到搓纸轮施加的摩擦力f方向向右，A错误；第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力f′，方向向左，即有f′＝μ2(mg＋F)，要让纸张一张一张进入打印机，则需满足f′＝μ2(mg＋F)<f≤μ1F，故必有μ1>μ2，D错误；第2张纸与第3张纸之间的摩擦力及第10张纸与摩擦片之间的摩擦力都是静摩擦力，根据平衡条件可知其大小均为f′＝μ2(mg＋F)，B错误，C正确。8.歼－20战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能。已知在歼－20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比(垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比)为k，飞机的重力为G，能使飞机实现水平匀速巡航模式的最小推力是()A.eq\f(G,1＋k2) B.eq\f(G,k)C.eq\f(G,\r(1＋k2)) D．G答案C解析如图，歼－20战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时，飞机受到重力G、发动机推力F1、升力F2和空气阻力f，重力的方向竖直向下，升力F2的方向竖直向上，空气阻力f的方向与F2垂直，根据平衡条件，水平方向有Fx＝f，竖直方向有F2＋Fy＝G，由题意知F2＝kf，解得Fy＝G－kf，则Feq\o\al(2,1)＝Feq\o\al(2,x)＋Feq\o\al(2,y)＝(k2＋1)f2－2kGf＋G2，Feq\o\al(2,1)与f的函数图像为开口向上的抛物线，当f＝eq\f(kG,k2＋1)时，Feq\o\al(2,1)取最小值，解得最小推力是F1min＝eq\f(G,\r(1＋k2))，故选C。二、非选择题(本题共1小题)9．(2023·湖北高考)某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验。如图a所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n(n＝0，1，2，3，4，5)个砝码(电子秤称得每个砝码的质量m0为20.0g)，向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m。(1)实验中，拉动木板时________(填“必须”或“不必”)保持匀速。(2)用mA和mB分别表示木块A和重物B的质量，则m和mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为m＝________________。(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出m­n图像，如图b所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数μ＝________(保留2位有效数字)。答案(1)不必(2)mB－μ(mA＋nm0)(3)0.40解析(1)拉动木板时，木块始终静止，则木块所受的滑动摩擦力始终等于轻绳的拉力，该拉力可通过电子秤间接测出，所以拉动木板时不必保持匀速。(2)设轻绳中拉力大小为T，根据平衡条件，对木块A和砝码整体有μ(mA＋nm0)g＝T，由题知，重物B对电子秤的压力大小FN＝mg，根据牛顿第三定律可知，电子秤对重物B的支持力大小FN′＝FN，根据平衡条件，对重物B有T＋FN′＝mBg，联立可解得m＝mB－μ(mA＋nm0)。(3)根据m＝mB－μmA－μm0·n，结合图像可知μm0＝eq\f(59－19,5)g＝8g，则μ＝eq\f(8g,20.0g)＝0.40。第讲牛顿第三定律共点力的平衡[教材阅读指导](对应人教版必修第一册相关内容及问题)第三章第3节[实验]，测力计B受到A的拉力F，测力计A受到B的拉力F′，F与F′有什么关系？提示：F与F′属于相互作用力，大小相等、方向相反，作用在同一直线上。第三章第3节，怎样理解牛顿第三定律内容中“总是”一词？提示：没有例外，任何物体、任何情况、任意时刻都这样。第三章第3节阅读“物体受力的初步分析”这一部分内容，一对相互平衡的力与一对作用力和反作用力的主要区别是什么？提示：一对相互平衡的力是作用在同一个物体上，力的种类不一定相同；一对作用力和反作用力是作用在相互作用的两个物体上，且力的种类一定相同。第三章第5节[例题2]，三力的平衡用什么方法解决？提示：有三种方法：(1)两个力的合力和第三个力平衡的方法；(2)用正交分解的方法；(3)按效果分解法。第三章第5节[练习与应用]T4，四个力的平衡问题，如何求拉力F?提示：利用正交分解的方法结合平衡条件求解。第三章[复习与提高]B组T5，该题应该用什么方法分析求解？提示：用图解法分析求解。第三章[复习与提高]B组T6。提示：(1)eq\f(4\r(3),3)G，eq\f(2\r(3),3)G；(2)eq\f(\r(21),3)G。必备知识梳理与回顾一、牛顿第三定律1．作用力和反作用力两个物体之间的作用总是eq\x(\s\up1(01))相互的。当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力。2．内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小eq\x(\s\up1(02))相等，方向eq\x(\s\up1(03))相反，作用在eq\x(\s\up1(04))同一条直线上。3．表达式：F＝－F′。4．意义：建立了相互作用的物体之间的联系，体现了作用力与反作用力的相互依赖关系。二、受力分析分析物体的受力，有两条思路。一是根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况；二是根据各种力的特点，从相互作用的角度来分析物体的受力。三、共点力的平衡1．共点力作用于物体的eq\x(\s\up1(01))同一点或作用线相交于一点的几个力。2．平衡状态物体保持eq\x(\s\up1(02))静止或eq\x(\s\up1(03))匀速直线运动的状态。3．共点力的平衡条件(1)F合＝0或者eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fx＝0，,Fy＝0。))(2)平衡条件的推论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eq\x(\s\up1(04))相等，方向eq\x(\s\up1(05))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，其中任何一个力与其余两个力的合力大小eq\x(\s\up1(06))相等，方向eq\x(\s\up1(07))相反；并且这三个力的矢量可以形成一个首尾相接的矢量eq\x(\s\up1(08))三角形。③多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小eq\x(\s\up1(09))相等，方向eq\x(\s\up1(10))相反。一、堵点疏通1．先有作用力，然后才有反作用力。()2．人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。()3．大小相等，方向相反，作用在同一直线上，而且作用在两个物体上的两个力一定是作用力与反作用力。()4．对物体进行受力分析时，只能画该物体受到的力，该物体对别的物体施加的力不能画在该物体上。()5．物体的速度为零即处于平衡状态。()6．物体处于平衡状态时，加速度等于零。()7．若物体受三个力F1、F2、F3的作用而平衡，将F2转动90°时，三个力的合力大小为eq\r(2)F2。()8．物体沿斜面下滑时，物体受重力、支持力和下滑力的作用。()答案1.×2.×3.×4.√5.×6.√7．√8.×二、对点激活1.(人教版必修第一册·第三章第3节[拓展学习]改编)(多选)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果(如图所示)，分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论正确的是()A．作用力与反作用力同时产生B．作用力与反作用力作用在同一物体上C．作用力与反作用力大小相等D．作用力与反作用力的合力为零答案AC解析作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，分别作用在两个物体上，同时产生、同时消失，故A、C正确，B错误；作用力与反作用力作用在两个物体上，不能求合力，故D错误。2.(人教版必修第一册·第三章第5节[练习与应用]T2改编)(多选)一根轻绳一端系小球P，另一端系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和小球P之间夹有一长方体物块Q，如图所示，在小球P、物块Q均处于静止状态的情况下，下列有关说法正确的是()A．物块Q受3个力B．小球P受4个力C．若O点下移，物块Q受到的静摩擦力将增大D．若O点上移，绳子的拉力将变小答案BD解析对P和Q进行受力分析可知，Q受重力、墙壁的弹力、P对Q的弹力、P对Q的摩擦力，P受重力、绳子的拉力、Q对P的弹力、Q对P的摩擦力，因此A错误，B正确；分析Q的受力情况可知，若O点下移，Q处于静止状态，其受到的静摩擦力仍等于重力，不变，C错误；对P进行受力分析可知，若O点上移，绳子的拉力将变小，D正确。3.如图所示，将小物块P轻轻放到半圆柱体上，O为圆心。当小物块处于B位置时恰好能保持静止，OB与竖直半径的夹角∠AOB＝30°。若小物块与圆柱体之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小物块与圆柱体之间的动摩擦因数为()A.eq\f(\r(3),2) B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(1,2) D.eq\f(1,3)答案B解析当小物块处于B位置时恰好能保持静止，则此时小物块所受摩擦力为最大静摩擦力，其受力如图所示，由平衡条件得：N＝mgcosθ，fm＝mgsinθ，又fm＝μN，联立解得μ＝eq\f(\r(3),3)，故A、C、D错误，B正确。关键能力发展与提升考点一牛顿第三定律的理解与应用深化理解1．作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”(1)“六同”：①大小相同；②性质相同；③同一直线；④同时产生；⑤同时变化；⑥同时消失。(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同。(3)“二无关”：①与物体的运动状态无关；②与是否和另外物体相互作用无关。2．一对平衡力和一对作用力与反作用力的比较一对平衡力一对作用力与反作用力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上不同点作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时变化、同时消失一定同时产生、同时变化、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消考向1牛顿第三定律的应用例1下列说法正确的是()A．起重机用钢索加速吊起货物时，钢索对货物的力大于货物对钢索的力B．子弹能射入木块是因为子弹对木块的力大于木块对子弹的阻力C．大人与小孩相撞时，大人对小孩的撞击力大于小孩对大人的撞击力D．将图钉按入木板，图钉对木板的力和木板对图钉的力大小是相等的[答案]D[解析]钢索对货物的力与货物对钢索的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，A错误；子弹对木块的力与木块对子弹的阻力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，B错误；大人对小孩的撞击力与小孩对大人的撞击力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，C错误；图钉对木板的力和木板对图钉的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，D正确。考向2一对平衡力和一对作用力与反作用力的辨析例2(多选)如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是()A．水平力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力[答案]BD[解析]水平力F跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平衡力，A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是一对平衡力，也不是一对相互作用力，C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的一对相互作用力，是一对作用力与反作用力，D正确。考向3牛顿第三定律在受力分析中的妙用例3一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的总质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱对地面的压力大小为()A．Mg＋f B．Mg－fC．Mg＋mg D．Mg－mg[答案]A[解析]环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′，故箱子与杆整体竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得N＝f′＋Mg＝f＋Mg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即N′＝Mg＋f，故A正确。应用牛顿第三定律应注意的问题(1)对于任何物体，在任何条件下，牛顿第三定律都是成立的。不能错误地认为只有物体受力平衡时，牛顿第三定律才成立。(2)作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作用的物体不同，所产生的效果往往不同。(3)作用力与反作用力是两个物体间的相互作用力，不牵扯第三个物体。【跟进训练】1.引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。如图所示，这样上拉下放，重复动作，达到健身的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是()A．在加速上拉过程中，单杠对人的作用力大于人对单杠的作用力B．在加速下放过程中，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力大小相等C．悬垂静止时，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力D．在加速下放过程中，某瞬间人可能不受力的作用答案B解析单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对相互作用力，无论是上拉过程、下放过程，还是悬垂静止时，大小总相等，与人的运动状态无关，A、C错误，B正确；在加速下放过程中，人始终受重力的作用，故D错误。考点二物体的受力分析思想方法1．受力分析的一般步骤2．整体法与隔离法整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或求系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力注意事项对整体进行受力分析时，不再考虑系统内物体间的相互作用一般先隔离受力较少的物体作为突破口例4(多选)如图所示为形状相同的两个劈形物体，它们之间的接触面光滑，两物体与地面的接触面均粗糙，现对A施加水平向右的力F，两物体均保持静止，则物体B的受力个数可能是()A．2个 B．3个C．4个 D．5个[答案]AC[解析]对A受力分析可知，当F与A所受的静摩擦力大小相等时，则A、B之间没有弹力，当F比A所受的静摩擦力更大时，则A、B之间有弹力。当A对B没有弹力时，B受到重力和地面的支持力2个力；当A对B有弹力时，B还受到重力、地面的支持力与摩擦力，共4个力。故A、C正确，B、D错误。受力分析的三个技巧(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。(2)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力的存在与否及方向的常用方法。(3)要善于转换研究对象，尤其是对于摩擦力不易判定的情形，可以先分析与之相接触、受力较少的物体的受力情况，再应用牛顿第三定律判定。考点三共点力的平衡思想方法求解共点力的平衡问题的常用方法方法内容合成与分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将任意两个力合成，则该合力一定与第三个力大小相等，方向相反；或将其中某一个力沿另外两个力的反方向分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法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到两个相互垂直的x轴、y轴上，则Fx合＝0，Fy合＝0。选择x、y轴方向时，要使尽可能多的力落在x轴、y轴上，被分解的力要尽可能是已知力矢量三角形法对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移，使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，结合数学知识求解未知力考向1合成与分解法例5(2023·浙江6月选考)如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为()A．Fa＝0.6G，Fb＝0.4GB．Fa＝0.4G，Fb＝0.6GC．Fa＝0.8G，Fb＝0.6GD．Fa＝0.6G，Fb＝0.8G[答案]D[解析]对光滑圆柱体受力分析如图，由平行四边形定则及平衡条件，有Fa＝Gsin37°＝0.6G，Fb＝Gcos37°＝0.8G，故D正确。【跟进训练】2.(2023·河北高考)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()A．mg B.eq\f(\r(3),2)mgC.eq\f(\r(3),3)mg D.eq\f(1,2)mg答案B解析轻杆和小球组成的整体，受斜面的支持力NA、NB和自身的重力mg而处于平衡状态，如图所示，由平衡条件有NA＝mgcos30°，解得NA＝eq\f(\r(3),2)mg，故选B。考向2正交分解法例6(2023·广东高考)如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是()A．Ff＝G B．F＝FNC．Ff＝Gcosθ D．F＝Gsinθ[答案]C[解析]将重力G沿壁面方向和垂直于壁面方向进行分解，机器人保持静止，由平衡条件得：Ff＝Gcosθ，F＝FN＋Gsinθ，故C正确，A、B、D错误。考向3矢量三角形法例7(2020·全国卷Ⅲ)如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α＝70°，则β等于()A．45°B．55°C．60°D．70°[答案]B[解析]甲物体拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则与甲相连的竖直细线和与乙相连的绳子对O点的拉力大小相等。对O点受力分析，如图所示，根据几何关系有：2β＋α＝180°，解得β＝55°，故B正确。应用共点力平衡条件解题的步骤(1)选取研究对象：根据解题需要，选取一个平衡体(单个物体或系统，也可以是结点)作为研究对象。(2)画受力示意图：对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。(3)合成或分解：按照合成与分解法或正交分解法进行合成或分解。(4)列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程，对结果进行讨论。课时作业[A组基础巩固练]1.(2024·安徽省皖南八校高三上第一次大联考)如图所示是东北某地爷孙俩在水平的雪地里玩耍时狗拉雪橇的图片，忽略摩擦力以外的其他阻力，以下说法正确的是()A．狗拉雪橇匀速前进时，雪橇的运动速度越大，狗拉雪橇的力也越大B．如果摩擦力可忽略不计，没有狗的拉力，雪橇也能做匀速直线运动C．狗拉雪橇做加速运动时，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力D．狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对平衡力，大小始终相等答案B解析狗拉雪橇匀速前进时，雪橇受到狗的拉力、自身重力和地面的滑动摩擦力作用，且三个力的方向保持不变、自身重力的大小保持不变，可知三个力构成的矢量三角形不变，则狗拉雪橇的力始终不变，与雪橇的运动速度大小无关，故A错误；如果摩擦力可忽略不计，没有狗的拉力，雪橇由于惯性也能做匀速直线运动，故B正确；狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对相互作用力，大小总是相等，故C、D错误。2.(多选)如图所示，当车向右加速行驶时，一质量为m的物块紧贴在车厢壁上，且相对于车厢壁静止。下列说法正确的是()A．在竖直方向上，车厢壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡B．在水平方向上，车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力C．若车的加速度变小，则车厢壁对物块的弹力减小D．若车的加速度变大，则车厢壁对物块的摩擦力也变大答案AC解析物块受三个力，水平方向受弹力FN，且FN＝ma，故a减小，FN减小，C正确；竖直方向受重力和车厢壁对物块的静摩擦力f，且f＝mg，a增大，f不变，故A正确，D错误；在水平方向上，车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对作用力与反作用力，故B错误。3.如图所示，倾斜的滑杆上套有一个圆环(所受重力不可忽略)，圆环通过轻绳拉着一个物体，在圆环沿滑杆下滑的过程中，轻绳始终竖直。下列说法正确的是()A．物体做匀速直线运动B．轻绳对物体的拉力大于物体受到的重力C．圆环可能不受摩擦力的作用D．圆环受三个力作用答案A解析圆环沿滑杆下滑的过程中，轻绳始终竖直，物体只受竖直方向的重力和轻绳的拉力作用，这两个力的合力不可能沿滑杆方向，故这两个力为一对平衡力，物体做匀速直线运动，故A正确，B错误；若圆环不受沿滑杆向上的摩擦力作用，则圆环不可能与物体的运动情况相同(即做匀速直线运动)，故C错误；圆环受到重力、滑杆的支持力、摩擦力和轻绳的拉力四个力作用，故D错误。4.(2020·海南高考)如图，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的()A．支持力竖直向上B．支持力小于手机所受的重力C．摩擦力沿斜面向下D．摩擦力大于手机所受的重力沿斜面向下的分力答案B解析设手机的质量为m，斜面倾角为θ。对手机进行受力分析，如图所示。由图可知支持力方向垂直斜面向上，摩擦力方向沿斜面向上，故A、C错误；根据平衡条件有：f＝mgsinθ，FN＝mgcosθ，因cosθ<1，故FN<mg，且摩擦力等于手机所受的重力沿斜面向下的分力，故B正确，D错误。5.(2023·江苏高考)如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的eq\f(1,6)。每条腿对月球表面压力的大小为()A.eq\f(mg,4) B.eq\f(mg,4cosθ)C.eq\f(mg,6cosθ) D.eq\f(mg,24)答案D解析对“嫦娥五号”探测器进行受力分析，探测器受到月球对它竖直向下的重力和月球表面对它的每条腿竖直向上的支持力，设它的每条腿受到月球表面的支持力大小为FN，根据平衡条件有4FN＝mg月，由题意知月球表面的重力加速度g月＝eq\f(1,6)g，解得FN＝eq\f(mg,24)，根据牛顿第三定律可知，每条腿对月球表面压力的大小为eq\f(mg,24)。故D正确。6．(2023·浙江1月选考)如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，则()A．FT<FNB．FT＝FNC．FT>GD．FT＝G答案C解析设轻绳与竖直墙面夹角为θ，对网兜和足球整体受力分析，如图所示，将FT沿竖直方向和水平方向正交分解，由平衡条件可得FTcosθ＝G，FTsinθ＝FN，可知FT>G，FT>FN，故C正确，A、B、D错误。[B组综合提升练]7．(2023·辽宁省沈阳市高三下质量监测(一))(多选)中国的杂技艺术种类繁多、底蕴深厚。如图所示，男、女演员均处于静止状态。下列说法正确的是()A．男演员对女演员的作用力竖直向上B．女演员对男演员的作用力斜向左下方C．男演员对地面有向右的摩擦力作用D．男演员对地面的作用力大小等于两人的总重力答案AD解析女演员处于静止状态，由平衡条件可知，男演员对女演员的作用力与女演员受到的重力是一对平衡力，则男演员对女演员的作用力的方向竖直向上，A正确；根据牛顿第三定律可知，女演员对男演员的作用力方向竖直向下，大小等于女演员的重力，B错误；对男、女演员整体进行受力分析可知，地面对男演员的作用力方向竖直向上，大小等于两人的总重力，根据牛顿第三定律可知男演员对地面的作用力大小等于两人的总重力，男演员与地面间的摩擦力为零，C错误，D正确。8.(2022·河北省秦皇岛市高三下三模)如图所示，物块在平行斜面向上的外力作用下沿斜面匀速下滑，该过程中斜面始终静止在水平地面上。下列说法正确的是()A．地面对斜面的摩擦力水平向左B．地面对斜面的支持力大于物块与斜面所受重力大小之和C．物块可能受到三个力的作用D．斜面对物块的摩擦力一定沿斜面向上答案C解析以物块和斜面组成的整体为研究对象，进行受力分析，外力在水平方向的分力方向向左，由共点力平衡可知地面对斜面的摩擦力水平向右，外力在竖直方向的分力方向向上，由共点力平衡可得地面对斜面的支持力小于物块与斜面所受重力大小之和，A、B错误；若斜面和物块之间无摩擦力，物块所受重力沿斜面向下的分力恰好与外力大小相等，则物块受到三个力的作用，C正确，D错误。9.(多选)木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图所示，则有()A．人对木箱底的压力大小为G2＋FB．人对木箱底的压力大小为G2C．木箱对地面的压力大小为G2＋G1－FD．木箱对地面的压力大小为G1＋G2答案AD解析对人隔离受力分析，人受竖直向下的重力G2、向下的作用力F′、向上的支持力FN，由牛顿第三定律与平衡条件可得FN＝G2＋F′＝G2＋F，根据牛顿第三定律，人对木箱底的压力大小为G2＋F，A正确，B错误；将人与木箱看成一个整体，