力与物体的平衡-2025年广东高考物理复习专练

重难点1力与物体的平衡

亲备题趋势J

考点三年考情分析2025考向预测

相互作用及共点力作用下物体的平衡是高考考查

(1)物体的受力分析、静态平衡、动

3年3考的重点，试题以选择题为主，知识方面的考查集中在

态平衡；

2024,T5受力分析、力的合成与分解、平衡条件的运用等知

(2)静电力、安培力、洛伦兹力作用

2023,T2识上，能力考查主要表现在物理方法(整体与隔离

下的平衡；

2022,T1法、假设法、等效法等)的运用能力、空间想象能

(3)利用平衡条件解决实际问题.

力和建模能力等。

重难诠释

◎

【情境解读】

G=mg

-id用条件为汽空中静止的

两个共点力合力的大小范围

场力

」一幺八a|方法：

力的合成।------1平行四边形定则

效果分解法

丽芬解上叫正交分解法

力

9H亘H接触力与

物

体

的平衡状态:静止,匀速直线运动］

平

物

衡

体

制力"*弹力f摩擦力一分析顺序的平管条件:匕=0或FK,F,=°

受

平

其他力力

衡常用方法:合成法、效果分解法、|

分

析正交分解法、相似，角形法、矢量

I隔闺法,整体法、假设法I分析方法I三角形法，正弦定理法等

本考虑内力.优先用整体法

【高分技巧】

内容重要的规律、公式和二级结论

(1)在弹性限度内，弹力与形变量成正比，即4Mo

1.弹力、胡克定律(2)由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等，两

段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线，由“死

结”分开的两段绳子上的弹力大小不一定相等。

(3)“动杆”弹力方向一定沿杆方向，“定杆”弹力方向不

一定沿杆方向。

(4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方

向相反。

2.摩擦力

(5)静摩擦力的大小0〈氏W凡温滑动摩擦力的大小片=〃

(6)两个分力大小不变，方向夹角越大，合力越小。

3•力的合成和分解(7)两个力的合力范围：|片一期小店片十用。

(8)若三个力大小相等、方向互成120。角，则其合力为零。

4.共点力的平衡(9)平衡条件：产合=0(或月=0,月=0)。

(10)方向：正电荷所受静电力方向与电场强度方向一致，

负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反。

5.静电力

(11)大小：F=qE,点电荷间的静电力Q号。

(12)方向：左手定则判断，安培力垂直于用/决定的平面。

6.安培力(13)大小：当AL/时，F=I1B,当8与/的夹角为J时，

F—IlBsin。。

(14)方向：左手定则判断，洛伦兹力垂直于从/决定的平

7.洛伦兹力面，洛伦兹力不做功。

(15)大小：F=qvB{BX.v)o

解答平衡问题四种常用方法

情境注意事项特点

(1)表示三个力大小的

合

物体受三个力线段长度不可随意画对于物体所受的

成

作用而平衡(2)两个力的合力与三个力，有两个力

法

第三个力等大反向相互垂直或两个

作用将一个力分解为两个力大小相等的平

效果物体受三个力分力，而两个分力分别衡问题求解较简

分解作用而平衡与物体受到的另外两单

法个力等大反向

正交物体受三个或对于物体受三个

选坐标轴时应使尽量

分解三个以上的力以上的力处于平

多的力与坐标轴重合

法作用而平衡衡状态的问题求

解较方便

常用于求解一般

力的将三个力的矢量图平

物体受三个力矢量三角形中未

三角移，构成一个首尾依次

作用而平衡知力的大小和方

形法相连接的矢量三角形

向

【考向一：受力分析及静态平衡问题】

1.静态平衡问题的解题脉络

确定研究对象内力与外力：

受力分析

平衡受力平衡判断待求作用

»系统外力:整体法

状态的物体或力是内力还是

系统内力：隔离法

a=0系统外力

求

解

解

答

或

方

讨

法

论

2.静态平衡问题的四种求解方法

物体受三个共点力的作用而平衡时，任意两个力的合力一定与第三

合成法

个力大小相等，方向相反

物体受三个共点力的作用而平衡时，将某一个力按作用效果分解，

分解法

则分力与其他两个力分别平衡

正交分物体受到三个或三个以上力的作用时，将所有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

矢量三

尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形

角形法

等数学知识求解未知力

1.如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM、ON与竖直方向夹角分别为

a、队a＞价。用后、尸2分别表示加、ON的拉力，则（）=

0

O

A.F,的竖直分力大于F2的竖直分力

B.Q的竖直分力大小等于F2的竖直分力

C.Q的水平分力大于F2的水平分力

D.F,的水平分力大小等于F2的水平分力

答案D

解析对结点。受力分析可得,水平方向有Asina或sin£,即£的水平分力大小等于£的水平分力,C

mgsin°

项错误,D项正确；对结点。受力分析可得，竖直方向有£cosa也cos£=mg解得F[=

ysin(6K+/?)

「m2sinanr山2士八日门m2sinBcosa士八日「sinacosB「

则”的竖直分量—加（力）/的竖直分量4=范+/因/。

cos£-cos。sin£=sin(a-J3)X,可知F2r>Flr,A、B两项错误。

2.（2024佛山质检）据考古记载，我国在春秋战国时期就开始利用杆秤来称量物体的质量.如图所示，悬挂

秤盘的三根细绳等长，当将秤提起，杆秤平衡时（B）

A.手提杆秤的力等于秤盘及盘中物体的总重力

B.每根细绳的拉力一定大于秤盘及盘中物体总重力的-

3

C.每根细绳的拉力一定等于秤盘及盘中物体总重力的-

3

D.每根细绳的拉力一定小于秤盘及盘中物体的总重力

答案B

解析以整体为研究对象，根据平衡条件可知手提杆秤的力等于秤杆、秤石它、秤盘和盘中物体的总重

力，故A错误；设细绳与竖直方向的夹角为心秤盘和盘中物体总重力为C,根据平衡条件可得37cos

G1

9=G,解得每根细绳的拉力7=^------可知每根细绳的拉力一定大于秤盘和盘中物体总重力的

3cos〃3

由于f不确定，无法判断每根细绳的拉力与秤盘和盘中物体的总重力的大小关系，故B正确，C、D错误.

3.（2024•广东湛江一模）端午节是中国的传统节日，包粽子、吃粽子是人们的传统习惯之一。如图所示,

某人把煮好的八个相同的粽子通过八根细绳用手提起后静止在空中，已知每个粽子的重力均为〃?g,每

根绳子与竖直方向的夹角均为仇每根细绳的拉力大小为T,手受到细绳的作用力为「下列关系式正

确的是（）

A..F—TB.F—mg

mg

C.T=——D.r=mgtan<9

cos0

答案C

解析以所有粽子为研究对象分析可知£=8侬■,由牛顿第三定律可知尸=£=8侬，故B错误；由竖直

mg

方向受力平衡可知87bos9=3mg,解得7=---------故A、D错误，C正确。

cos〃

4.（2024广东4月联考）如图所示，质量为加的正方体和质量为〃的正方体放在两竖直墙和水平面间，处

于静止状态.力和M的接触面与竖直方向的夹角为a,重力加速度为g,若不计一切摩擦，下列说法中

正确的是（）

A.水平面对正方体M的弹力大于（〃+加）g

B.水平面对正方体M的弹力等于（M+"）gcosa

C.墙面对正方体加的弹力大小为加gtana

D.墙面对正方体M的弹力大小为a

tana

答案D

解析对〃和〃构成的整体进行受力分析，如图甲所示，整体受重力（出血/水平面的支持力从

两墙面的支持力4和将由于两正方体受力平衡，根据共点力平衡条件，水平面对正方体〃的弹力大小

为"=（人故A、B错误；对必进行受力分析，受重力侬、墙面的支持力“、〃的支持力V,如

图乙所示，根据共点力平衡条件有，竖直方向侬=心sina,水平方向用=/cosa,解得“=

mgmg

，即墙面对正方体力的弹力大小等于，故C错误；由整体法可知凡=%,则墙面对正方

tana---------------------------------tanQ

mg

体”的弹力大小为5；^=，故D正确•

【考向二：受力分析及静态平衡问题】

1.解决动态平衡问题的三种常用方法

(1)解析法：如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方

程，根据自变量的变化确定因变量的变化。

(2)图解法：一个力恒定、另一个力的方向恒定时可用此法。例：挡板夕由竖直位置逆

(3)相似三角形法：一个力恒定、另外两个力的方向同时变化，当所作矢量三角形与空

间的某个几何三角形总相似时用此法。(如图所示)

△A08与力的矢AOO'A与力的矢

量三角形总相似量三角形总相似

2.解决动态平衡问题的一般思路

〔

「

解

力

初

始受

研究对象:一个力为恒三角函数

析

同

分

析

，力，一个力关系求解,

受三力作法

变

时

判

断的方向恒定A

用而处于〕

化

力

变

的平行四边,

〔

动态平衡图

特

征,一个力为恒、形定则或

的物体解

力，另两个三角形法

-法

力的方向均

四力转化为三力：〕

角

〔变花J二

两个恒力合成为一个一

相

例关

比

放

力，如支持力和滑动构建力三角形法

求解

系

似

摩擦力合成为一个力、和几何三角形.一

」

5.（2024广东佛山二模）如图所示，某同学将一橡皮擦轻放在塑料尺的一端，并将该端伸出桌面边缘，塑料

尺缓慢向外移动，弯曲程度变大，橡皮擦相对塑料尺始终保持静止，则在此过程中橡皮擦对尺子的（）

A.压力增大B.压力减小

C.摩擦力不变D.摩擦力减小

答案B

解析将橡皮擦所在位置等效为沿塑料尺切线方向的一个斜面，斜面倾角为即对橡皮擦进行分析，如

图所示

mg

则有f=mgs'n9,K=mgcos9,根据牛顿第三定律有f=f,琛=耳，在橡皮擦离桌边越来越远，塑

料尺也越来越弯曲的过程中，等效斜面倾角6逐渐增大，可知/增大，减小，即橡皮擦对尺子的

压力减小，橡皮擦对尺子的摩擦力增大，故B正确。

6.（2024东莞期初）（多选）如图所示，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M相连，系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓

慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45。角.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

D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小，后增加

答案BD

解析如图所示，以物块”为研究对象，它在水平向左拉力广的作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖

直方向夹角为45°的过程中，水平拉力户逐渐增大，绳子拉力7逐渐增大；对〃受力分析可知，若起初

〃受到的摩擦力/1沿斜面向下，则随着绳子拉力7的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初〃受到的摩

擦力/■沿斜面向上，则随着绳子拉力7的增加，摩擦力/1可能先减小，后增加，故选BD.

7.如图所示，质量为加的等腰直角三角板abc,用轻绳一端系着三角板。点，另一端固定于天花板，在三

角板的c点作用水平拉力F,当系统处于平衡状态时，细绳与竖直方向夹角为30。，重力加速度为g。则

下列说法正确的是（）

A.轻绳拉力大小为号mg

B.外力F大小为*mg

C.若保持外力尸的方向不变,使三角板绕。点逆时针缓慢转动，则轻绳的拉力先增大后减小

D.若保持细绳拉力方向不变,使外力尸逆时针缓慢转动，则外力厂先减小后增大

答案D

解析对三角板进行受力分析，受到重力侬•、轻绳拉力人外力尸三个力作用而平衡，有Tbos30°=

mg,QTMn300,解得片乎侬，F=£mg,选项A、B错误；三角板绕。点逆时针转动过程中，细

mg

绳与竖直方向的夹角（设为。）增大，由平衡条件可知，轻绳拉力的大小7=-------,故7必增大，选项

COSQ

C错误；若保持细绳拉力方向不变，由于三角板处于平衡状态，作出力的示意图如图所示

•〃〃/〃〃〃O々〃〃〃〃/〃/

mg

当外力厂逆时针转动时，其大小先减小后增大，选项D正确。

8.（改编自2022年河北卷）如图,用上端通过一小环的两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P

点，不断伸长细绳,直至匀质圆柱体到达地面，忽略圆柱体与木板之间的摩擦,在圆柱体到达地面的过程

中，（）=

A.圆柱体对木板的压力逐渐增大

B.圆柱体对木板的压力减小

C.两根细绳上的拉力均先增大后减小

D.两根细绳对圆柱体的拉力逐渐增大

答案B

解析设两细绳对圆柱体的拉力的合力为A木板对圆柱体的支持力为〃绳子与木板间的夹角为£,从右

向左看受力分析如图甲所示。在矢量三角形图乙中，在细绳的长度不断伸长的过程中，£不断减小，两根

细绳的拉力的合力T=库-，则细绳的拉力不断减小,木板对圆柱体的弹力N=m奠an£,弹力N不断减

cos4

小,B项正确。

【考向三：电磁平衡】

解决电磁平衡问题，首先应理清知识体系

〔

=!^-

Eq,F

:F=

大小

电

场

力

同

向相

的方

强度

电场

向与

：4的方

电荷

广（正

〕

向H

.（方

相勾

的方向

场强度

向与电

的方

荷:产

L（负电

-

B上L

IL（

：F=B

大小

安培力{

(微宏

A

）

断

定则判

：左手

方向

磁观观{

场解表

）］

：