受力分析、共點力的平衡 專項訓(xùn)練-2024-2025學(xué)年人教版高一物理上冊期末復(fù)習(xí) （原卷版）

必刷04受力分析共點力的平衡

01必備知識

一、受力分析

分析物體的受力，有兩條思路。

一是根據(jù)物體運(yùn)動狀態(tài)的變化來分析和判斷其受力情況；

二是根據(jù)各種力的特點，從相互作用的角度來分析物體的受力。

二、共點力的平衡

1.共點力

作用于物體的同一點或作用線相交于一點的幾個力。

2.平衡狀態(tài)

物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動的狀態(tài)。

3.共點力的平衡條件

…R=0，

(1)尸合=0或者，

Fy=0o

(2)平衡條件的推論

①二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等，方向相反。

②三力平衡：如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余兩個力的合力大小相

等，方向相反；并且這三個力的矢量可以形成一個首尾相接的矢量三角形。

③多力平衡：如果物體在多個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余幾個力的合力大小相

等，方向相反。

02關(guān)鍵能力

【考點一物體的受力分析】

1.受力分析的一般步驟

1

2.

【典題例證1】L(23-24高一上?遼寧?期末)如圖所示，固定的斜面上疊放著A、B兩木塊，木塊A與B的

接觸面水平，水平力廠作用于木塊A,使木塊A、B保持靜止，且尸大0。則下列描述正確的是()

A.A對B的壓力和B對A的支持力是一對平衡力

B.A可能受到3個力作用

C.B可能受到4個力作用

D.斜面對木塊B的摩擦力方向一定沿斜面向下

【關(guān)鍵能力提升】

受力分析的三個技巧

(1)不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆。

(2)除了根據(jù)力的性質(zhì)和特點進(jìn)行判斷，假設(shè)法是判斷彈力、摩擦力的存在與否及方向的常用方法。

(3)要善于轉(zhuǎn)換研究對象，尤其是對于摩擦力不易判定的情形，可以先分析與之相接觸、受力較少的物體的

受力情況，再應(yīng)用牛頓第三定律判定。

2

【考點二共點力的平衡】

求解共點力的平衡問題的常用方法

方法內(nèi)容

物體受三個共點力的作用而平衡，將任意兩個力合成，則該合力一定

合成與分解法與第三個力大小相等，方向相反；或?qū)⑵渲心骋粋€力沿另外兩個力的

反方向分解，則其分力和其他兩個力滿足平衡條件

物體受到三個或三個以上力的作用而平衡，將物體所受的力分解到兩

正交分解法個相互垂直的X軸、V軸上，則耳合=0,6合=0。選擇x、y軸方向時，

要使盡可能多的力落在x軸、y軸上，被分解的力要盡可能是已知力

對受三力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移，使三力組成一個首

矢量三角形法

尾依次相接的矢量三角形，結(jié)合數(shù)學(xué)知識求解未知力

考向1合成與分解法

【典題例證2】（多選）（23-24高一上?河南駐馬店?期末）如圖所示，水平地面上放有兩個邊長為工的立方體

A、B,重力為G的光滑圓柱體C靜置其上，C的半徑為A,A、B之間的距離為國，設(shè)C受到A的支持力

大小為心，地面對A的摩擦力大小為/,則（）

D.—G

A.4=GB.

考向2正交分解法

【典題例證3】（23-24高一上?云南保山?期末）某學(xué)校組織品格教育活動，小明回家?guī)椭改缸黾覄?wù)，用如

圖所示的便攜式拖把在水平地板上拖地，他沿桿方向施加恒定推力使拖把向前做勻速直線運(yùn)動，此時拖桿

與豎直方向成53。角。已知拖把頭的質(zhì)量為1kg,拖把頭與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度g取10m/s2,

不計拖桿質(zhì)量，sin53°=0.8,cos530-0.6o下列說法正確的是（）

3

A.拖把頭受到3個力作用B.地面對拖把頭的支持力大小為16N

C.地面對拖把頭的作用力方向豎直向上D.地面對拖把頭的摩擦力大小為10N

考向3矢量三角形法

【典題例證4】（2024?高一江蘇鹽城中學(xué)?期末）如圖，一螞蟻（可看成質(zhì)點）在半徑為R的半球體表面上緩慢

爬行，螞蟻與半球體間的動摩擦因數(shù)為〃，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，若螞蟻在爬行過程中不滑離球面，

則其距半球體頂點的豎直高度不應(yīng)超過（）

【關(guān)鍵能力提升】

應(yīng)用共點力平衡條件解題的步驟

（1）選取研究對象：根據(jù)解題需要，選取一個平衡體（單個物體或系統(tǒng)，也可以是結(jié)點）作為研究對象。

（2）畫受力示意圖：對研究對象進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖。

（3）合成或分解：按照合成與分解法或正交分解法進(jìn)行合成或分解。

（4）列方程求解：根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解平衡方程，對結(jié)果進(jìn)行討論。

03必刷提升練

【刷基礎(chǔ)】

一、單選題

1.（23-24高一下?貴州黔西?期末）小明同學(xué)在擦完黑板后，當(dāng)他把裝有磁鐵的黑板擦吸附在豎直的黑板上

時，發(fā)現(xiàn)黑板擦自動緩慢地往下滑，于是他又把黑板擦放到黑板另一位置，黑板擦靜止不動，下列說法正

確的是（）

4

黑板板擦

A.黑板擦在緩慢下滑過程中，黑板擦受到摩擦力大于重力

B.黑板擦緩慢下滑時受到黑板的作用力豎直向上，大小等于重力

C.第二次黑板擦靜止時僅受到3個力的作用

D.第二次黑板擦靜止時受到的摩擦力小于重力

2.（23-24高一上?江蘇南通?期末）如圖所示，一架直梯斜靠在光滑的豎直墻壁上，下端放在粗糙的水平地

面上，直梯處于靜止.則梯子受到的力為（）

A.2個B.3個C.4個D.5個

3.（23-24高一上?黑龍江齊齊哈爾?期中）如圖所示，靜止的車廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球，小球下方與

一光滑斜面接觸。關(guān)于小球的受力，下列說法正確的是（）

A.小球受重力和斜面對它的支持力

B.小球受重力和細(xì)線對它的拉力

C.小球受細(xì)線對它的拉力和斜面對它的支持力

D.小球受重力、細(xì)線對它的拉力和斜面對它的彈力

4.（23-24高一上?全國?期末）如圖所示，平板C置于光滑的水平面上，平板C上面放置一直角三角形斜面

B,其中直角面靠著豎直墻壁，斜面上靜止有滑塊A,現(xiàn)A、B、C三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則此時斜面B、平

板C的受力個數(shù)分別為（）

5

A.3,4B.4,3C.5,4D.6,5

5.（23-24高一上?新疆烏魯木齊?期中）如圖所示，M、N兩物體疊放在一起，在恒力廠作用下，一起沿豎

直墻向上做勻速直線運(yùn)動，則關(guān)于兩物體受力情況的說法正確的是（）

A.物體M一定受到6個力

B.物體N可能受到4個力

C.物體M與墻之間一定有彈力和摩擦力

D.物體M與N之間一定有摩擦力

6.（23-24高一上?浙江?期中）在戶外親子活動中，小李同學(xué)和家人一起搭了天幕，還裝飾了氣球。有一個

氫氣球脫手后，飄上去停在傾斜的天幕頂下，如圖所示，關(guān)于該氫氣球的受力，下列說法正確的是（）

A.氫氣球共受到三個力的作用B.氫氣球?qū)μ炷坏哪Σ亮ρ靥炷恍毕蛳?/p>

C.氫氣球和天幕之間可能不存在摩擦力D.氣球受到天幕的作用力豎直向下

7.（23-24高一上?湖北荊州?期末）如圖所示，一重力為10N的光滑小球受到一通過球心、大小為20N的

作用力R尸與豎直方向夾角為60。，小球靜止在固定于豎直墻上的斜面上，下列說法正確的是（）

6

A.小球可能不受墻的彈力

B.小球一定受到墻的彈力且方向水平向左

C.小球可能受到斜面的彈力且方向垂直斜面向上

D.小球一定同時受到斜面與墻的彈力

8.（23-24高一上?山東淄博?期末）明代徐光啟《農(nóng)政全書》記載了腳斗（hudou）是一種小型的人力提水

灌田農(nóng)具，如圖所示。兩人雙手執(zhí)繩牽斗取水，忽略繩子質(zhì)量，腳斗裝滿水被提起后平衡時，每人的手相

對地面的高度不變，兩人之間的距離不變，則此時（）

A.繩子越短，繩子對人的作用力越大B.繩子越長，繩子對人的作用力越大

C.繩子越短，繩子對腳斗的作用力的合力越大D.繩子越長，繩子對腳斗的作用力的合力越大

9.（23-24高一上?內(nèi)蒙古烏蘭察布?期末）圖甲為雪后學(xué)生上街鏟雪的勞動圖，圖乙為鐵鍬鏟雪的簡化模型

圖，設(shè)該同學(xué)以大小為尸=10N沿桿的方向斜向下推動鐵鍬，鐵鍬桿的質(zhì)量可以忽略，鐵鍬和雪恰好一起在

地面上做勻速直線運(yùn)動。設(shè)鐵鍬與地面的摩擦因數(shù)〃=0.2,鐵鍬的質(zhì)量加=2kg,鐵鍬桿與水平方向的夾角6=37。。

則鐵鍬上雪的質(zhì)量為（sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取lOm/s?）（）

A.1.4kgB.2.0kgC.2.6kgD.3.4kg

7

10.（23-24高一上?安徽?期末）如圖所示，在傾角6=30。的光滑斜面上固定一個光滑豎直擋板，三個質(zhì)量

均為〃?的正方形物塊A、B、C用輕桿連接，構(gòu)成一個等邊三角形放在斜面與擋板之間。A與光滑豎直擋板

接觸，B放于光滑斜面上，C位于B的正上方，三個小物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g,則B對斜面

11.（23-24高一上?湖南張家界?期末）春節(jié)期間人們都喜歡在陽臺上掛一些燈籠來作為喜慶的象征。如圖

所示，由四根等長的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛起三個質(zhì)量相等的燈籠1、2、3,中間的兩根細(xì)繩3c和CD的夾角6=120。,

則下列選項中正確的是（）

A.與豎直方向的夾角為60。

B.N3的拉力為單個燈籠重力的2倍

C.繩48與繩2c的彈力大小之比為2:1

D.繩與繩的彈力大小之比為6：1

二、多選題

12.（23-24高一上?四川攀枝花?期末）如圖所示，輕質(zhì)滑輪用細(xì)線懸掛在天花板上，質(zhì)量分別為如”的物

塊P、Q用細(xì)線通過滑輪后連接在一起，物塊P懸空，物塊Q靜止在水平地面上，連接物塊Q部分的細(xì)線與

水平方向的夾角6=30。。已知重力加速度為g,細(xì)線重力均不計，則下列說法中正確的是（）

A.細(xì)線對物塊P的拉力大小為mg

B.天花板受到的拉力大小為2〃陪

8

C.水平地面對物塊Q的支持力大小為崛

D.水平地面對物塊Q的摩擦力大小為停ag

13.（23-24高一上?山東臨沂?期末）在特高壓領(lǐng)域，我國曾經(jīng)落后西方40年，如今成為我國另一個“國之

重器"。如圖為架空輸電線的示意圖，電線桿高度相同，間距相等，相鄰的電線桿之間的輸電線長度也都相

等，受重力影響，電線會自然下垂，電線切線與電線桿之間的夾角稱之為切線角a。由于熱脹冷縮，夏季兩

相鄰電線桿之間的電線長度會略有伸長，則夏季與冬季相比（）

A.切線角會減小

B.中間電線桿受到右側(cè)電線的作用力增加

C.中間電線桿受到左右兩側(cè)電線的合力不變

D.電線最低處的張力增加

14.（23-24高一下?新疆?期末）如圖所示，三段輕繩在。點打結(jié)，。點下方的輕繩與甲物體相連，。點左

側(cè)的輕繩的一端固定在墻上，。點右側(cè)的輕繩通過光滑定滑輪與乙物體相連，。點兩側(cè)的輕繩與豎直方向

的夾角均為60。。下列說法正確的是（）

A.。點左、右兩側(cè)輕繩的拉力大小之比為1:1

B.。點左、右兩側(cè)輕繩的拉力大小之比為1：百

C.甲、乙的質(zhì)量之比為1:1

D.甲、乙的質(zhì)量之比為6:1

15.（23-24高一上?河南信陽?期末）如圖所示，在傾角為37。的粗糙斜面上靜止放置質(zhì)量分別為加和6加的

9

A、B兩物體，斜面與兩物體間的動摩擦因數(shù)均為0.8,用一條不可伸長的細(xì)繩通過輕滑輪將兩物體相連，現(xiàn)

對滑輪施加豎直向上由零緩慢增大的拉力，直到物塊A或B將要發(fā)生滑動，但剛好沒有滑動。已知繩與豎

直方向的夾角均為37。，用人、人分別表示斜面對兩物體的摩擦力，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，在此過

程中，關(guān)于摩擦力大小的變化情況描述正確的是(sin370=0.6,cos370=0.8,cosl60=—)()

A.地面對斜面的摩擦力為零

B.拉力持續(xù)增大，物體B將先發(fā)生滑動

C.〃可能先平行于斜面向上再平行于斜面向下

D.。一直不變

16.(23-24高一下?湖南?期末)建筑裝修中工人把建材吊運(yùn)到樓上，為了避免建材與墻壁或窗戶發(fā)生碰撞,

靜止站在地面上的工人將建材拉離墻面一定距離，上料機(jī)緩慢向上拉繩。距地面高度為9m的上料機(jī)A拉著

質(zhì)量為皿=35kg的建材B往高處運(yùn)送，一質(zhì)量為M=75kg的工人C在地面上離墻9m處拉繩，在某一時刻,

建材8距離上料機(jī)4豎直高度為2m,與墻面的距離為1m,人拉繩端離地面的高度為1m,情景簡化如圖所

示。若繩子可視為輕質(zhì)細(xì)繩，工人與地面沒有相對滑動，重力加速度g取lOrn/s?,右取2.24。下列說法正

確的是()

10

C.人對地面的壓力大小為510ND.人與地面的摩擦力大小為280N

三、解答題

17.（23-24高一上?湖北荊門?期末）傾角為30。的斜面固定在水平地面上，質(zhì)量為2kg的物體與斜面間的動

摩擦因數(shù)〃=等，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）如圖甲所示，若將物體輕放在斜面上，其受到的摩擦力；

（2）如圖乙所示，若對物體施加沿斜面向上的恒定外力R物體沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動，則外力歹的

大小；

（3）如圖丙所示，若對物體施加與斜面平行且沿圖中虛線（虛線與斜面的底邊4D平行）的恒定外力下，

物體在斜面內(nèi)沿某方向做勻速直線運(yùn)動，則物體運(yùn)動方向與虛線之間夾角。的正切值為多少？（結(jié)果可帶根

號）

18.（23-24高一上?湖南衡陽?期末）2023年5月3日山東招遠(yuǎn)文旅局舉辦"單手抓金磚挑戰(zhàn)賽"，挑戰(zhàn)成功

即可走50斤純金金磚。如圖為一塊質(zhì)量"?=25kg的棱臺形金磚，挑戰(zhàn)者須戴舉辦方提供的手套，單手抓住

金磚的0、6兩側(cè)面向上提，保持金磚c面水平朝上，而且手指不能摳底，在空中保持25s,才是挑戰(zhàn)成功。

已知金磚a、b兩側(cè)面與金磚底面的夾角均為。=78.5°,挑戰(zhàn)者施加給金磚的單側(cè)握力為尸，手套與金磚之

間的動摩擦因數(shù)為〃=0.25,假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。取

sin78.5°?0.98，cos78.5°10.20。

（1）若要抓起金磚，力廠至少約為多大？

（2）若舉辦方想讓挑戰(zhàn)者無論用多么大的力都無法抓起金磚，需要調(diào)整手套材質(zhì)，使其與金磚的摩擦因數(shù)

不超過一個數(shù)值4，求此從（答案保留三位有效數(shù)字）

19.（23-24高一下?安徽滁州?期末）如圖所示，右側(cè)桌面上疊放三個完全相同的物塊，質(zhì)量均為”=2kg,

左側(cè)是固定在水平地面上的光滑圓弧面尸。一根輕繩跨過圓弧面頂點上的定滑輪，繩的一端系有質(zhì)量為

〃z=2kg的小球，另一端水平連接物塊3。小球與圓心連線跟水平方向的夾角。=60°，物塊2受到水平向右

11

的拉力b=15N,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。假定最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，定滑輪與小球足夠小，重力

加速度g取lOm/s"求：

(1)物塊2與3間的摩擦力耳的大小；

(2)小球受到圓弧面支持力耳的大小；

(3)物塊3與桌面間的動摩擦因數(shù)〃的最小值。

【刷素養(yǎng)】

1.(23-24高一上?河南?階段練習(xí))如圖所示，A、B兩木塊質(zhì)量均為根，1、2兩輕彈簧的勁度系數(shù)分別為勺、

k2,輕繩繞過不計大小的光滑定滑輪與A相連，彈簧與木塊、地面均拴接，整個系統(tǒng)靜止，滑輪左側(cè)繩子

剛好保持豎直，重力加速度為g?，F(xiàn)用力廠緩慢拉繩，拉動時滑輪右側(cè)繩子保持與豎直方向的夾角為凡直

到2彈簧彈力大小變?yōu)樵瓉淼囊话霝橹?，在這一過程中，下列說法鎮(zhèn)送的是()

B.木塊A移動的距離可能為等+警

4142

n

C.繩子對定滑輪的作用力大小可能為2mgeos：

0

D.繩子對定滑輪的作用力大小可能為6能geos(

2.(23-24高一上?山東棗莊?期末)如圖，質(zhì)量為LOkg的小車靜止在光滑水平地面上，車廂內(nèi)質(zhì)量分別為

0.4kg、0.6kg小球A、B用輕桿相連，輕桿與豎直方向的夾角為37。。球A靠在光滑的車廂左壁上，球B恰好

12

靜止在車廂水平底面上。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,

cos370=0.8?貝U（）

A.車廂左壁對球A的彈力為6N

B.球B與車廂底面的動摩擦