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高考物理二轮复习专题归纳—力与物体的平衡 考点一　静态平衡问题 1．受力分析的方法 (1)研究对象的选取：①整体法与隔离法(如图甲)；②转换研究对象法(如图乙)． (2)画受力分析图：按一定的顺序分析力，只分析研究对象受到的力． (3)验证受力的合理性：①假设法(如图丙)；②动力学分析法(如图丁)． 　 　　 2．处理平衡问题常用的四种方法 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，将某一个力按力的作用效果分解，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时，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 矢量三角形法 对受三个共点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 例1　(2022·广东卷·1)图是可用来制作豆腐的石磨．木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态．O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°.下列关系式正确的是(　　) A．F＝F1 B．F＝2F1 C．F＝3F1 D．F＝eq \r(3)F1 答案　D 解析　以O点为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系可知θ＝30°，在竖直方向上，由平衡条件可得F1cos 30°＋F2cos 30°＝F，又F1＝F2，可得F＝eq \r(3)F1，故D正确，A、B、C错误． 例2　(2022·安徽黄山市一模)如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，其中球A的质量为1 kg.它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计绳与滑轮间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为θ＝37°，OB绳与水平方向的夹角为α＝53°，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则球B的质量为(　　) A.eq \f(3,4) kg B.eq \f(4,3) kg C.eq \f(3,5) kg D.eq \f(5,3) kg 答案　B 解析　分别对A、B两球分析，运用合成法，如图，由几何知识得FTsin 37°＝mAg，FTsin 53°＝mBg，解得球B的质量为mB＝eq \f(4,3) kg，故B正确，A、C、D错误． 例3　(2022·广东省模拟)如图所示，物块在平行斜面向上的外力作用下沿斜面匀速下滑，该过程中斜面体始终静止在水平地面上．下列说法正确的是(　　) A．地面对斜面体的摩擦力水平向左 B．地面对斜面体的支持力大于物块与斜面体所受重力大小之和 C．物块可能受到三个力的作用 D．斜面体对物块的摩擦力方向一定沿斜面向上 答案　C 解析　以物块和斜面体组成的整体为研究对象，外力在水平方向的分力水平向左，在竖直方向的分力竖直向上，知地面对斜面体的摩擦力水平向右，地面对斜面体的支持力小于物块与斜面体所受重力大小之和，A、B错误；若物块所受重力沿斜面向下的分力恰好与外力大小相等，则斜面体和物块之间无摩擦力，此时物块受到三个力的作用，C正确，D错误． 处理平衡问题的基本思路 例4　(2022·河南平顶山市模拟)如图所示，光滑绝缘杆弯成直角，直角处固定在水平地面上，质量为m、带电荷量为＋Q的小圆环A穿在右边杆上，质量为3m、带电荷量为＋3Q的小圆环B穿在左边杆上，静止时两圆环的连线与地面平行，右边杆与水平面夹角为α.重力加速度为g.则(　　) A．右边杆对A环的支持力大小为eq \f(1,4)mg B．左边杆对B环的支持力大小为mg C．A环对B环的库仑力大小为3mg D．A环对B环的库仑力大小为eq \r(3)mg 答案　D 解析　对A、B环受力分析，如图 对A环，由平衡条件可得FNA＝eq \f(mg,cos α)，F库＝mgtan α，对B环，由平衡条件可得FNB＝eq \f(3mg,cos ?90°－α?)，F库＝3mgtan (90°－α)，因库仑力相等，则有mgtan α＝3mgtan (90°－α)＝3mgeq \f(1,tan α)，解得α＝60°，则右边杆对A环支持力大小为FNA＝eq \f(mg,cos 60°)＝2mg，左边杆对B环支持力大小为FNB＝eq \f(3mg,cos ?90°－α?)＝2eq \r(3)mg，故A、B错误；两环之间的库仑力大小为F库＝mgtan 60°＝eq \r(3)mg，故C错误，D正确． (1)静电场、磁场中的平衡问题，受力分析时要注意静电力、磁场力方向的判断，再结合平衡条件分析求解． (2)涉及安培力的平衡问题，画受力示意图时要注意将立体图转化为平面图． 考点二　动态平衡问题 例5　(2022·广东省模拟)如图所示，半圆形框架竖直放置在粗