运动图像-2025年江苏高考物理复习专练（解析版）

重难点2共点力的平衡

工命题趋势

考点三年考情分析2025考向预测

本章知识方面的考查主要在受力分析、牛顿第三定

律、力的合成与分解、共点力的平衡问题分析等，

考点1重力、弹力、摩擦力、牛顿能力的考查主在物理方法的运用能力、空间想象力

2019年江苏题

第三定律、受力分析和建模能力等。对于顿第三定律和共点力的平衡，

2021年江苏题

考点2力的合成与分解常以生产生活、现代科技、体育运动传统文化等为

2023年江苏题

考点3共点力的平衡情境设题，结合的模型有单物体模型和多物体模型

等。其中共点力的平衡是高考的热点与重点，且静

态、动态平衡问题仍然是今后高考的命题重点。

重难诠释◎

【情境解读】

产生原因：由于地球的吸引而使物体受到的力

方向:竖直向下

（重力4大小:Gmg

।重心：重心是重力的整作用点•形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何史立•物体的

重心不一定在物体上

力

学产生条件:物体直接接触;接触处发生理推形变

中

方向：在接触面上产生的弹力方向与接触面垂直•并指向受力物体

常

见弹力〈绳产生的弹力方向沿绳并指向绳收缩的方向

的

三।大小：弹力的大小与形变量有关.在弹性限度内•形变量越大•弹力越大

种；胡克定律：在弹性限度内•弹簧弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比.即F=kx

力

［产生条件：物体接触且相互挤压;接触面粗糙:两物体间有相对运动

,滑动摩擦力W方向：沿接触面的切线.与幽匡或方向相反

〔大小：用=〃八

摩擦力

产生条件：物体接触且相互挤压：接触面粗糙；两物体间有相对运动趋势

相互

静摩擦力方向：沿接触面的见线.与相对运动趋势方向相反

作用

大小：OVF&Fm.x

—力

（作用力和反作用力的概念

作用力和反作用力＜内容:邑上物体之间的作用力和反作用力总是大小相笔.

方向典•作用在同一条直线上

।牛顿第三定律＜

同时产生，同时变化.同时消失

同种性质

理解•

分别作用在两个相互作用的物体上

一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别

|合力与分力：等效替代关系

力的合成和分解〈遵守的定则：平行四边形定则、三角形定则

I合力大小范围：F1-F2KF＜F14-F2

平衡状态：静止或匀速直线运动

平衡条件：Ff，=O

共点力的平衡

合成法

求解方法

正交分解法

【高分技巧】

一、受力分析、整体法与隔离法

1.受力分析的四种方法

若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后分析若该力存在

假设法

对物体运动状态的影响，从而来判断该力是否存在

整体法：将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析

整体法和隔离法：将所研究的对象从周围的物体中隔离出来，单独进行受力分析

隔离法选用原则：研究系统外的物体对系统整体的作用力时用整体法；研究系统内

物体之间的相互作用力时用隔离法.通常整体法和隔离法交替使用

根据牛顿第三定律，例如：

转换研究8

对象法

111

F'

根据牛顿第二定律，由加速度方向判定合力的方向，从而确定某一个力的方

向。例如：

动力学--

0nlLA

分析法

4、B一起向右匀速圆周运动，

2

匀减速运动Ff=mrco

甲乙

2.受力分析的一般步骤

（1）确定研究对象（整体、隔离或某结点）。

（2）分析场力（重力、电场力、磁场力）。

（3）分析弹力（与研究对象有接触的物体均有可能有弹力）。

（4）分析摩擦力（注意区分静摩擦力还是滑动摩擦力）。

二、静态平衡

基本思路

确定平研究对象：内力与外力：受力分析

衡状态，受力平衡的“判断待求作用力系统外力：整体法

a=0物体或系统是内力还是外力系统内力：隔离法

I%=°卜―合成法-1

分解法解

答

正交方

分解法法

矢量三

角形法

三、动态平衡与临界值问题

1.三力作用下动态平衡问题的分析方法

(1)图解法：一个力恒定、另一个力的方向恒定时可用此法。

(2)解析法：利用合成法或正交分解法写出力的表达式，然后根据力的表达式分析该力的变化。

(3)相似三角形法：一个力恒定、另外两个力的大小和方向同时变化，当作出的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)

△AOB与力的矢量△00%与力的矢量

三角形总相似三角形总相似

2.四力作用下的动态平衡

(1)在四力平衡中，如果有两个力为恒力，或这两个力的合力方向确定，为了简便可用这两个力的合

力代替这两个力，转化为三力平衡，例如：

如图1,qE<mg,把挡板缓慢转至水平的过程中，可以用重力与电场力的合力机g-qE代替重力与电场

力。

如图2,物体在拉力尸作用下匀速运动，改变。大小，求拉力的最小值，可以用支持力与摩擦力的合力

〃代替支持力与摩擦力。(tanO=〃)

F\

图2

(2)对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法。

3.动态平衡模型分类与秒解技巧

（1）“一恒一定向"（物体受三个力，其中一个力恒定，一个力为方向不变，另一个力&方向变化，

尸I与尸2夹角为

秒解技巧：方向不变的力随着。增大而增大，当尸1垂直尸2时，方向变化的力（下2）最小；

（2）“两变力恒定夹角”（物体受三个力，其中一个力恒定，一个力B，另一个力尸2,尸1与6夹角为

6恒定）

秒解技巧：“你平我大”即为水平时，入最大，F2水平时，尸1最大（注意水平是指与恒力垂直的方向）

（3）“大Y模型”（即晒衣架模型）

秒解技巧：“近小远大、纵不变”即绳子两端点的水平距离越大，绳子中的张力越大，上、下移动绳子

的端点时，绳中的张力不变。

4.常见的临界状态

（1）两接触物体脱离的临界条件是两物体间的弹力恰好为Oo

（2）绳子断开的临界条件为绳中的张力达到最大值，绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中的张力恰好为

Oo

（3）两物体间相对滑动的临界条件为静摩擦力达到最大静摩擦力。

5.常见的三种求极值的方法

（1）解析法：在解平衡方程时采用数学方法求极值。

（2）图解法：对三力平衡情境，可画出不同状态下力的矢量图，判断各个力的变化情况，所求力与另

一力垂直时往往出现极值。

（3）极限法：极限法是一种处理极值问题的有效方法，它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题

推向极端（如“极大”“极小”等），从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来，快速求解。

-------------------h

，限时提升练

（建议用时：40分钟）

1.（2023•江苏）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为相，四条腿

与竖直方向的夹角均为仇月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的）。每条腿对月球表面压力的

大小为（）

鳖mgmgmg_

•4•4cos。•6cos。*24

【答案】D

【解析】对“嫦娥五号”探测器受力分析有刑=，咫月

则对一条腿有用|=;探月=篝

根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为磐。故选D。

24

2.（2021•江苏）在光滑桌面上将长为万L的软导线两端固定，固定点的距离为2L,导线通有电流/,处

于磁感应强度大小为3、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（）

A.BILB.2.BILC.TTBILD.2兀BIL

【答案】A

【解析】从上向下看导线的图形如图所示

导线的有效长度为2L则所受的安培力大小F=2BIL

F

设绳子的张力为T,由几何关系可知T=;,解得T=B/L,故A正确，BCD错误。故选A。

2

3.（2019•江苏）如图所示，一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右。细绳与竖

直方向的夹角为a,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为

（）气球

TT

A.—B.-----C.TsinotD.Teosot

【答案】C

【解析】对气球受力分析，由水平方向平衡条件可得：取=Tsina,故C正确。

4.（2023•江苏苏州市模拟）在机场和海港，常用输送带运送旅客的行李和货物，如图所示，甲为水平

输送带，乙为倾斜输送带，当行李箱m随输送带一起匀速运动时，不计空气阻力，下列判断正确的是（）

甲乙

A.甲情形中的行李箱受到向右的摩擦力

B.乙情形中的行李箱受到沿输送带向下的摩擦力

C.乙情形中的行李箱受到沿输送带向上的摩擦力

D.甲情形中的行李箱受到向左的摩擦力

【答案】C

【解析】因为甲情形中行李箱m随输送带一起匀速运动，行李箱处于平衡状态，故行李箱在水平方向

不受摩擦力，A、D错误；乙情形中行李箱根随输送带一起匀速运动，行李箱处于平衡状态，所以行李箱受

到沿输送带向上的摩擦力，B错误，C正确。

5.（2023•江苏省昆山中学模拟）一本书约重6N,有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在106〜

107页间，A4纸几乎能够覆盖整个书页，如图所示。若要将A4纸抽出，至少需用约1N的拉力。不计书皮

及A4纸的质量，则A4纸和书页之间的动摩擦因数最接近（）

C.0.56D.0.67

【答案】A

【解析】需用约1N的拉力克服最大静摩擦力，A4纸受正反两面的两个摩擦力，不计书皮及A4纸的

G_6_

质量，有1N=2〃嬴I=2X〃X424X106（N）,解得〃仪0.33,故选A。

6.（2023•江苏省阜宁高三开学考试）把一重力为G的物体，用一个水平的推力F=kt（左为恒量，/

为时间）压在竖直的足够高的平整墙面上（如图），从k0开始,物体所受的摩擦力衣随r的变化关系是（）

【答案】B

【解析】推力尸=R=比，开始物体沿墙面竖直向下滑动，段=吟=即为正比例函数，当a增加到

大于G时，物体开始减速，a继续增大，当速度减为零时，物体静止，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于

物体的重力且不再变化，故选B。

7.（2023•江苏徐州模拟）在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所

示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面

上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节力传感器高度使细绳水平），滑块放在较长的小车上，小车一端连

接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一空沙桶（调节滑轮使桌面上部轻绳水平），整个装置处于静止状

态.实验开始时，打开力传感器的同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若

力传感器采集的图像如图乙，则结合该图像，下列说法正确的是（）

A.可求出滑块的重力

B.可求出滑块与小车之间的动摩擦因数的大小

C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小

D.可判断第50s后小车将做匀速直线运动（滑块仍在车上）

【答案】C

【解析】在t=0时刻，力传感器显示拉力为2N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2N,由小

车与空沙桶受力平衡，可知空沙桶的重力也等于2N。f=50s时，静摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为

3.5N,同时小车启动，说明沙子与沙桶总重力等于3.5N,此时静摩擦力突变为滑动摩擦力，滑动摩擦力大

小为3N»此后由于沙子和沙桶总重力3.5N大于滑动摩擦力3N,故第50s后小车将做匀加速直线运动，

不能得到滑块的重力，故也不能由居=〃网得到动摩擦因数的大小，故只有C正确。

8.（2023•淮安检测）如图所示，质量分布均匀的细棒中心为。点，。1为光滑较链，。2为光滑定滑轮,

且。2在。1正上方，细绳跨过。2与。连接，水平外力厂作用于细绳的一端。用人表示钱链对杆的作用力，

现在水平外力产作用下，6从缓慢减小到。的过程中，下列说法正确的是（）

A.尸逐渐变小，尺大小不变

B.尸逐渐变小，尺逐渐变大

C.尸先变小再变大，风逐渐变小

D.尸先变小再变大，FN逐渐变大

【答案】A

【解析】受力分析如图所示，力三角形与几何三角形602001）相似，贝情悬=盒=盒，因为

。2。1、。。1长度不变，故尸N大小不变，。。2长度变短，故尸变小，故A正确，B、C、D错误。

9.（2024•江苏模拟）如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、8两个轻环，系在两环上的等长细绳

拴住的书本处于静止状态。若用两段更长的等长细绳重新将书拴住，两环位置不变，环与书本仍处于静止

状态，则横杆对A环的作用力与原来相比（）

A.大小不变、方向不变

B.大小减小、方向改变

C.大小减小、方向不变

D.大小增大、方向改变

【答案】B

【解析】杆对环的作用力包括支持力和摩擦力，根据环受力平衡可知，两者的合力大小与绳的拉力大

ms.

小相等，设书本质量为如细绳与竖直方向间的夹角为仇绳的拉力大小尸=寡=熟不用更长的等长

细绳重新将书拴住，6减小，cos6增大，拉力大小减小，方向改变，故B正确。

10.（2023•淮阴中学高三检测）如图所示，水平面和竖直面构成的垂直墙角处有一个截面为半圆的光

滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在半圆柱体的P点（尸点靠近底端）。通过细线将小球从P点缓慢向上拉

至半圆柱体的最高点，细线方向始终保持与半圆相切。此过程中（）

A.细线对小球的拉力大小不变

B.圆柱体对小球的支持力逐渐减小

C.水平地面对圆柱体的支持力逐渐减小

D.圆柱体对竖直墙面的压力先增大后减小

【答案】D

【解析】对小球进行受力分析，如图所示

根据平衡条件有FNi=mgcosd,Fr=，"gsin9,当细线将小球从尸点缓慢向上拉至半圆柱体的最高点过

程中，。逐渐减小，则细线对小球的拉力再逐渐减小，圆柱体对小球的支持力尸NI逐渐增大，A、B错误；

(M+ni)g

对圆柱体与小球整体分析，如图所示，根据平衡条件有FN3=FTCOS6=%zgsin23,Frsin0+Fm=

+/〃）g,当细线将小球从P点缓慢向上拉至半圆柱体的最高点过程中，。在。〜方范围内变化，。逐渐减小,

故外2逐渐增大，尺3先增大后减小，C错误，D正确。

11.（2024•无锡高级中学模拟）如图所示，某健身者右手拉着抓把沿图示位置8水平缓慢移动到位置A,

不计绳子质量，忽略绳子和重物与所有构件间的摩擦，A、8、重物共面，则重物上升过程中（）

A.绳子的拉力逐渐增大

B.该健身者所受合力逐渐减小

C.该健身者对地面的压力逐渐减小

D.该健身者对地面的摩擦力逐渐增大

【答案】D

【解析】由题意可知，重物和健身者一直处于动态平衡状态，由平衡条件可知，健身者所受合力等于

零，绳上的拉力大小不变，其大小等于重物的重力mg,A、B错误；对健身者受力分析，如图所示，由平

衡条件可知，在竖直方向，则有Frsin。+斤=蛇，又有曷=»/g,可得/N=Mg—初gsin仇在水平方向，则

有FTCOS9=Ft，当从3水平缓慢移到A时，6角逐渐变小，地面对健身者的支持力逐渐变大，地面对健身

者的摩擦力逐渐变大，由牛顿第三定律可知，健身者对地面的压力逐渐增大，健身者对地面的摩擦力逐渐

增大，C错误，D正确。

12.（2023•江苏扬州市检测）如图所示，两质量均为机的小球。、b（均可看成质点）固定在轻杆两端，

用两条与轻杆等长的细线悬挂在。点，整个系统静止时，细线和轻杆构成正三角形，用力/缓慢拉动小球

b,保持两细线绷紧，最终使连接a球的细线竖直，重力加速度大小为g,则连接a球的细线竖直时，力尸

的最小值是（）

A.2m§B.

C.mgD.

【答案】B

【解析】末状态时，左边小球。在最低点，细线。。处于竖直方向，小球。处于平衡状态，合外力沿水

平方向的分量为零，则此时轻杆上的弹力为零，故右侧小球6受到重力、细线Ob的拉力和力产作用处于平

衡状态，如图所示，由几何关系可知，当拉力/方向与。方垂直时拉力/最小，可得最小拉力尸min=MJgsin60。

=^mg,选项B正确，A、C、D错误。

13.（2024•江苏连云港市检测）如图所示为一简易起重装置，AC是上端带有滑轮的固定支架，BC为质

量不计的轻杆，杆的一端C用钱链固定在支架上，另一端8悬挂一个质量为根的重物，并用钢丝绳跨过滑

轮A连接在卷扬机上。开始时，杆与AC的夹角NBCA>90。，现使NBCA缓慢变小，直到N8CA=30。

（不计一切阻力）。在此过程中，杆BC所产生的弹力（）

A.大小不变B.逐渐增大

C.先增大后减小D.先减小后增大

【答案】A

【解析】以结点8为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图如图，根据平衡条件知，F.尸N的合

力厂合与G大小相等、方向相反。

根据三角形相似F得八元F=磊=F费M，又F『G,

，曰lA3「厂BC「

得F~ACG,FN=ACG

N2C4缓慢变小的过程中，AB变小，而AC、BC不变，则/变小，尺不变，故杆BC所产生的弹力大

小不变，故选A。

14.（2024.江苏南京、盐城.三模）如图所示，某款手机支架由乜型”挡板和底座构成，挡板使用一体成

型材料制成，其A&BC部分相互垂直，可绕。点的轴在竖直面内自由调节，AB,2C部分对手机的弹力

分别为月和乃（不计手机与挡板间的摩擦），在乜型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列

A.为逐渐增大，B逐渐减小

B.乃逐渐减小，92逐渐增大

C.逐渐减小，尸2先增大后减小

D.丹先增大后减小，尸2逐渐减小

【答案】A

【解析】对手机受力分析，如图所示

已知，AB、部分对手机的弹力分别为E和欠相互垂直，即a=90°,手机处于静止状态，则手机受

力平衡，根据拉密原理亮=熹=卷

因为，手机的重力G和a不变，所以上式的比值不变。挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，

夕由钝角增大到180。，即sin.减小，故尸2变小;6由钝角减小到90。,即sin。变大，故尸i变大。故选A。

15.（2023•江苏盐城市模拟）如图为一个水平传感器的简易模型，截面为内壁光滑竖直放置的正三角形,

内部有一个略小于三角形内切圆的小球，三角形各边有压力传感器，通过测出小球对三边压力的大小，信

息处理单元可显示摆放处的倾角。图中8C边恰好处于水平状态，现将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓

慢转动，直到A8边处于上方的水平位置，则在转动过程中（）

A.球对边的压力一直增大

B.球对BC边的压力一直减小

C.球对边的压力先增大后减小

D.球对8C边的压力先减小后增大

【答案】C

【解析】对正三角形内部的小球受力分析，如图所示，由几何关系可知，随着。从0到60。增大过程中,

a与。角度之和保持不变，且a+0=120。，所以4也保持不变，夕=60。，由平衡条件和正弦定理得焉=箫

需由牛顿第三定律知，球对边的压力FNBc'=FNBc='sin（120。一。）=不底sin（120°

T）=^Gsin（120。-6）,。从0到60。增大过程中，sin（120。一。）先增大后减小，所以球对边的

压力先增大后减小，故C正确，A、B、D错误。

16.（2023•江苏省泗洪高三阶段检测）如图所示，两个质量都为根的小球°、6用细线连接，。球用与

竖直方向成30。角的细线挂在天花板上，b球放在倾角为30。角的光滑斜面上，系统保持静止，当地重力加

速度g已知。则斜面对6球的支持力大小为（）

A.2y[3mgB.小mg

2小

C.3mgD.3mg

【答案】D

【解析】以。、6整体为研究对象，设细线拉力为无，斜面对6球的支持力大小外，根据平衡条件可

2s

MFTCOS30°+FNCOS30°=2mg,FTsin30°=FNsin30°,解得/N=-^-%g，故选D。

17.（2023•江苏省昆山中学模拟）如图所示，若在。点处用轻绳悬挂一个质量为根的小球处于平衡状

态。A、B为竖直墙壁上等高的两点，A。、3。为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在中点

。的正下方，A08在同一水平面上。ZAOB=9Q°,ZCOD=60%则绳AO所受拉力的大小为（重力加速度

为g）（）

B.当:"g

A.2mS

D.书mg

C.

【答案】D

【解析】设绳和绳OB拉力的合力为凡以。点为研究对象，受力分析如图甲

V

甲

根据平衡条件得F=mgtan30°,

将尸分解，如图乙

则有绳AO所受拉力的大小为6=%=*岫

A、B、C错误，D正确。

18.（2024.江苏.第三次调研）如图所示，绝缘轻绳穿过有光滑孔的带电小球A