备考高考物理 专题1.4 共点力的静态平衡精准突破（含解析）-人教版教材高三全册物理测试卷.docx

专题1.4共点力的静态平衡
【专题诠释】
1.平衡状态
物体处于静止状态或匀速直线运动状态.
2.共点力的平衡条件
F合＝0或者eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fx＝0,Fy＝0))
3.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，这两个力必定大小相等，方向相反.
(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相等，方向相反，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形.
(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相等，方向相反.
4.处理静态平衡问题的常用方法
方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，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为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件力的三
角形法对受三个力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三个力组成一个首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等数学知识求解未知力5..静态平衡问题的解题“四步骤”

【高考引领】
【2019·新课标全国Ⅱ卷】物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为eq\f(\r(3),3)，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为()
A．150kgB．100eq\r(3)kgC．200kgD．200eq\r(3)kg
【答案】A
【解析】物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，根据平衡条件

F＝Ff＋mgsinθ①
Ff＝μFN②
FN＝mgcosθ③
由①②③式得
F＝mgsinθ＋μmgcosθ
所以m＝eq\f(F,gsinθ＋μgcosθ)
故当Fmax＝1500N时，有mmax＝150kg，A正确。
【2019·新课标全国Ⅲ卷】用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则()

A．F1＝eq\f(\r(3),3)mg，F2＝eq\f(\r(3),2)mg B．F1＝eq\f(\r(3),2)mg，F2＝eq\f(\r(3),3)mg
C．F1＝eq\f(1,2)mg，F2＝eq\f(\r(3),2)mg D．F1＝eq\f(\r(3),2)mg，F2＝eq\f(1,2)mg
【答案】D
【解析】如图所示，

卡车匀速行驶，圆筒受力平衡，由题意知，力F1′与F2′相互垂直。由牛顿第三定律知F1＝F1′，F2＝F2′，则F1＝mgsin60°＝eq\f(\r(3),2)mg，F2＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，D正确。
【2019·江苏高考】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α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为()

A.eq\f(T,sinα)B.eq\f(T,cosα)C．TsinαD．Tcosα
【答案】C
【解析】对气球受力分析，如图所示，

将绳的拉力T分解，在水平方向：风对气球的作用力大小F＝Tsinα，C正确。
【2016·高考全国卷Ⅲ】如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻
环，其两端各系一质量为m的小球．在a和b之间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a、b间的距离恰好等
于圆弧的半径．不计所有摩擦．小物块的质量为()

A.eq\f(m,2)B.eq\f(\r(3),2)mC．mD．2m
【答案】C
【解析】根据题意设悬挂小物块的点为O′，圆弧的圆心为O，由于ab＝R，所以三角形Oab为等边三角形，根据几何知识可得∠aO′b＝120°，而一条绳子上的拉力相等，故T＝mg，小物块受到两条绳子的拉力作用且两力大小相等，夹角为120°，故受到的拉力的合力等于mg，故T′＝mg，小物块受到两条绳子的作用，处于静止状态，故拉力的合力等于小物块的重力，为mg，所以小物块的质量为m，C正确．
【技巧方法】
(1)物体受三力平衡时，利用力的效果分解法或合成法比较简单．
(2)物体受四个或四个以上的力作用时，一般采用正交分解法．
(3)物体只受三个力的作用且三力构成普通三角形，可考虑使用相似三角形法．
【最新考向解码】
【