高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 （高頻考點(diǎn)+熱點(diǎn)導(dǎo)練+歷年高考題）第2章 第3節(jié) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡課件 新人教版

第第3節(jié)節(jié)共點(diǎn)力作用下物體的平衡共點(diǎn)力作用下物體的平衡考點(diǎn)考點(diǎn)1：正交分解法在解決平衡問題中的運(yùn)用：正交分解法在解決平衡問題中的運(yùn)用【例1】質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，如圖231所示已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為下列各值中的哪個(gè)()Amg B(mg+Fsin )C(mg+Fcos ) DFcos 圖231切入點(diǎn)：運(yùn)用物體的平衡條件解題【解析】木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到四個(gè)力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力F.沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解，如圖(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以，在x軸上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y軸上向上的力等于向下的力即Fcos =FFN=mg+Fsin 又由于F=FN所以F=(mg+Fsin )答案： BD考點(diǎn)考點(diǎn)2：整體法與隔離法在平衡問題中的應(yīng)用：整體法與隔離法在平衡問題中的應(yīng)用【例2】如圖232所示，在墻角外的水平地面上，靜止放一質(zhì)量為4m、傾角為37的三角形木塊，在木塊斜面與豎直墻壁間靜止放有一質(zhì)量為m的光滑的小球，則木塊對地面壓力的大小為_，地面對木塊的靜摩擦力大小為_圖232切入點(diǎn)：運(yùn)用整體法與隔離法解題N2N2N1N1NN11N1cossintan453tan4ffmFmgFFFmgmgmgFFFFmgFmgmg對 有：得：對整體有：，得：【解析】答案： 5mg題型一：共點(diǎn)力平衡問題題型一：共點(diǎn)力平衡問題121122()AcosBcotCsinDsinmAOBOABAOBOAOFBOFFmgFmgmgFmgF如圖2-3-3所示，重物的質(zhì)量為 ，輕細(xì)線和的 、 端是固定的，平衡時(shí)是水平的，與水平面的夾角為 ，的拉力 和的拉力 的大小是 【例3】圖233 221sinsincotcotBDOFmgFmgOFFFFFmg【以結(jié)點(diǎn) 為研究對象，受三力而平衡解法一：合成法根據(jù)平衡條件在中，選解項(xiàng)】、析正確121121122cotsincotsinmgFFOFmgFmgmgFmgFFmgFF 解法二：分解法將重力分解為和解三角形根據(jù)平衡條件，答案：BD點(diǎn)評：求解共點(diǎn)力作用下物體平衡問題有多種方法，可以從物理角度分析，也可以用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行處理題型二：物體平衡中的臨界問題題型二：物體平衡中的臨界問題 【例4】如圖234所示，物體的質(zhì)量為2kg，兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個(gè)方向與水平線成=60的拉力F，若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大小范圍(g=10m/s2)圖234 12112sinsin0coscos0sin2cos2sinAFFmgFFFmgFFFmgF受力如圖所示，由平衡條件有由式得【解析】12maxmin00/sin40 3 /3N/ 2sin20 3 /3N20 3 /3N40 3 /3NFFFFmgFFmgFF要使兩繩都能伸直，則有由式得 的最大值由式得 的最小值綜合得 的取值范圍為點(diǎn)評：抓住題中“若要使兩繩都能伸直”這個(gè)隱含條件，它是指繩子伸直但拉力恰好為零的臨界狀態(tài)當(dāng)AC恰好伸直但未張緊時(shí)，F(xiàn)有最小值；當(dāng)AB恰好伸直但未張緊時(shí)，F(xiàn)有最大值121245./ 2 5A. 5 B 2 1.(20 C1).D.21ablabmalcmacmm如圖2-3-5，墻上有兩個(gè)釘子 和 ，它們的連線與水平方向的夾角為，兩者的高度差為 一條不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于 點(diǎn)，另一端跨過光滑釘子懸掛一質(zhì)量為的重物在繩子距 端的 點(diǎn)有一固定繩圈若繩圈上懸掛質(zhì)量為的鉤碼，平衡后繩的段正好水平，則重物和鉤碼的質(zhì)量比為海南2.圖23512122tan2sin515sinsin2C.bccmm gm gm平衡后設(shè)繩的段與水平方向成 角，則：，對節(jié)點(diǎn) 分析三力平衡，在豎直方向上有：得：【】，選解析圖236【解析】3.(2011海南)如圖237所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對斜劈的摩擦力( )A等于零B不為零，方向向右C不為零，方向向左D不為零，v0較大時(shí)方向向左，v0較小時(shí)方向向右A圖237【解析】斜劈和物塊都受力平衡對斜劈和物塊整體受力分析知地面對斜劈的摩擦力為零，選A.4.如圖238所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則( )AB對墻的壓力增大BA與B之間的作用力增大C地面對A的摩擦力減小DA對地面的壓力減小圖238C1211121212N2cossintancosABDBBBABfABFBFFABFm gFFm gFFm gFFABFmmgAFF設(shè)物體 對圓球 的支持力為 ，豎直墻對圓球的彈力為 ； 與豎直方向夾角 因物體 右移而減小對物體 由平衡條件得：；， 解得， 減小， 減小，減小，選項(xiàng) 、 均錯(cuò)；對 、 整體分析可知，豎直方向，地面對整體支持力，與 無關(guān)，選項(xiàng)錯(cuò)誤；水平方向，地面對 的摩擦力【解析】，2CfFF因減小，故減小，選項(xiàng) 正確5.頂端裝有定滑輪的粗糙斜面體放在地面上，A、B兩物體通過細(xì)繩連接，并處于靜止?fàn)顟B(tài)(不計(jì)繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦)，如圖239所示現(xiàn)用水平力F作用于物體B上，緩慢拉開一小角度，此過程中斜面體與物體A仍然靜止則下列說法正確的是( )A水平力F不變B物體A所受斜面體的摩擦力一定變大C物體A所受斜面體的作用力不變D斜面體所受地面的支持力一定不變D圖239【解析】設(shè)物體B在力F作用下緩慢拉開一個(gè)小角度，拉開過程中增大，此時(shí)物體B受力平衡，水平力F=mgtan也增大，A選項(xiàng)錯(cuò)；繩子拉力FT=mg/cos也增大，由于原來物體A所受摩擦力的方向不清楚(可能沿斜面向上也可能沿斜面向下)，所以物體A所受斜面體的摩擦力的大小不一定增大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；物體A受到斜面體的彈力和摩擦力，這兩個(gè)力的合力大小等于物體A受到的重力和繩子拉力FT的合力，拉力FT發(fā)生變化，所以物體A受斜面體的作用力也發(fā)生變化，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；將兩個(gè)物體A、B和斜面體看成一個(gè)整體，在F作用過程中，整體在豎直方向的受力情況不變，故斜面體所受地面的支持力不變，D選項(xiàng)正確 6.如圖2310所示，質(zhì)量m1=10kg和m2=30kg的兩物體，疊放在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.50的粗糙水平地面上，一處于水平位置的輕彈簧，勁度系數(shù)為250N/m，一端固定于墻壁另一端與質(zhì)量為m1的物體相連，彈簧處于自然狀態(tài)，現(xiàn)用一水平推力F作用于質(zhì)量為m2的物塊上，使它緩慢地向墻壁一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)0.40m時(shí)，兩物體間開始相對滑動(dòng)，這時(shí)水平推力F的大小為(g取10m/s2)( )A100N B300NC200N D250NB圖2310 【解析】當(dāng)兩物體相對滑動(dòng)時(shí)，處于一種臨界狀態(tài)，整體合力仍為零，對整體受力分析，水平方向受彈簧的彈力、地面的摩擦力和水平推力，由平衡條件得：F=kx+(m1+m2)g=2500.4N+0.54010N=300N.