2026高考物理复习课件 第二章第4讲 专题：多物体平衡问题 共点力平衡的临界与极值问题

第二章相互作用第4讲专题：多物体平衡问题共点力平衡的临界与极值问题 目录123考点一　多物体平衡问题考点二　共点力平衡的临界与极值课时作业 考点一多物体平衡问题 对于两个或两个以上物体组成的系统的平衡问题，分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法。对一些较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。 解析设轻绳的拉力为F，以人与吊篮组成的整体为研究对象，进行受力分析，根据平衡条件有2F＝(m＋M)g，将m＝10kg、M＝50kg代入解得F＝300N；再对人进行受力分析，根据平衡条件有F＋FN＝Mg，解得FN＝200N，根据牛顿第三定律，可知该人对吊篮的压力大小为200N，故B正确，A、C、D错误。例1如图所示，一轻绳跨过光滑的定滑轮，一端与质量为10kg的吊篮相连，另一端被站在吊篮里质量为50kg的人握住，整个系统悬于空中并处于静止状态。重力加速度g＝10m/s2，滑轮两侧的轻绳均处于竖直方向，则该人对吊篮的压力大小为()A．150NB．200NC．300ND．350N 解析对物体B受力分析，受到重力mg、墙面对B的作用力N和A对B的支持力N′的作用，如图1所示。当A向左移动少许后，N′的方向向右上方偏转，根据图1可知N′和N都减小，由牛顿第三定律可知B对A的作用力减小，故A、B错误；对A、B整体受力分析，受到总重力G、地面的支持力FN、地面的摩擦力f和墙面的作用力N的作用，如图2所示。根据平衡条件，有f＝N，FN＝G，故地面的支持力不变，地面的摩擦力f随着墙面对B的作用力N的减小而减小，故C错误，D正确。 考点二共点力平衡的临界与极值问题 1．临界问题临界问题常见的种类：(1)由静止到运动，摩擦力达到最大静摩擦力。(2)绳子恰好绷紧，拉力F＝0。(3)刚好离开接触面，弹力F弹＝0。2．极值问题在力的变化过程中存在力的最大值或最小值。 3．解决共点力平衡中的临界问题和极值问题的方法(1)极限法：首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点；临界条件必须在变化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而要把某个物理量推向极端，即极大或极小。(2)物理分析法：根据物体的平衡条件，作出力的矢量图(力的平行四边形或力的矢量三角形)，通过对物理过程的分析，在力的矢量图上进行动态分析，确定最大值或最小值。(3)数学分析法：通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(或画出函数图像)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)。 课时作业 [A组　基础巩固练]1.如图所示，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4N。要使A静止，需加一水平向左的力F1，则力F1的取值可以为()A．3NB．7NC．15ND．17N解析：对A受力分析，当A受到的最大静摩擦力水平向左时，力F1最小，此时F1min＋Ff＝mBg，解得F1min＝6N；当A受到的最大静摩擦力水平向右时，力F1最大，此时F1max－Ff＝mBg，解得F1max＝14N，所以力F1的取值范围是6N≤F1≤14N，故A、C、D错误，B正确。 4.如图所示，带有孔的小球A套在粗糙水平直杆上，与正下方的小球B通过轻绳连接，处于静止状态，给小球B施加水平力F使其缓慢上升，直到小球A刚要滑动。在此过程中()A．水平力F的大小先增大后减小B．杆对小球A的支持力增大C．轻绳对小球B的拉力增大D．杆对小球A的摩擦力先变小后变大 6.(2025·四川省南充市高三上10月一诊)(多选)如图所示，半径相同、质量分布均匀的圆柱体E和半圆柱体M靠在一起，E、M之间无摩擦力，E的重力为G，M下表面粗糙，E、M均静止在水平地面上，现过E的轴心施以水平作用力F，可缓慢地将E拉离地面一直滑到M的顶端，整个过程中，M始终处于静止状态，从E离开地面一直滑到M顶端的过程，下列说法正确的是()A．地面所受M的压力逐渐增大B．地面对M的摩擦力逐渐减小C．拉力F的大小从2G逐渐减小为0D．E、M间的压力从2G逐渐减小到G 7.(2021·湖南高考)质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是()A．推力F先增大后减小B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大C．墙面对凹槽的压力先增大后减小D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 8.如图所示，小球A、B大小相同，质量分别为2m和3m，A、B之间用细丝线相连，再用细丝线将A竖直悬挂。现整个装置受到水平向右的风力影响，且A、B两球受到的风力大小相同，丝线不受风力的作用，则两球达到平衡后的位置可能是() 9.在楼房维修时，为防止重物碰撞阳台，工人经常使用如图所示的装置提升重物。跨过光滑定滑轮的a绳和b、c绳连结在O点，工人甲拉动a绳的一端使重物上升，工人乙在地面某固定位置用力拉着b绳的一端，保证重物沿竖直方向匀速上升，则下列说法正确的是()A．a绳的拉力先变大后变小B．b绳的拉力越来越小C．工人乙对地面的压力越来越大D．工人乙对地面的摩擦力越来越大 解析：如图所示，重物沿竖直方向匀速上升时，O点受到c绳的拉力的大小始终等于重物的重力，a绳与竖直方向的夹角变大，b绳与竖直方向的夹角变小，根据平行四边形定则可知a、b绳中的拉力都变大，A、B错误；根据以上分析可知工人乙受到的b绳拉力沿竖直方向的分量越来越大，根据平衡条件可知地面对乙的支持力越来越小，结合牛顿第三定律可知工人乙对地面的压力越来越小，C错误；由于a绳与竖直方向的夹角越来越大，a绳的拉力也越来越大，所以其水平方向上的分力越来越大，对重物和工人乙整体分析，根据平衡条件可知工人乙水平方向上受到地面的摩擦力等于a绳沿水平方向的分力，所以工人乙受到地面的摩擦力越来越大，结合牛顿第三定律可知工人乙对地面的摩擦力越来越大，D正确。 [B组　综合提升练]10.(2024·湖南省娄底市高三下一模)如图所示，用轻质网兜将一质量均匀的球体悬挂在竖直木板的A点，轻绳与木板之间的夹角为α＝30°，将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平，转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，忽略一切摩擦，球体的重力为9N，设木板对球体的支持力为FN、绳上的拉力为FT，在木板转动过程中，下列说法正确的是()A．FN的最小值为3NB．FN的最大值为9NC．当木板转动60°时，FN是FT大小的三倍D．当木板转动30°时，FN与FT大小相等 12.(2024·江苏省南通市高三下模拟预测)如图所示，山上一条输电导线架设在两支架间，M、N分别为导线在支架处的两点，P为导线最低点，MP部分导线重力较大，则这三处导线中的张力FM、FN、FP大小关系是()A．FM>FN>FPB．FM>FP>FNC．FN>FP>FMD．FN>FM>FP