2019高考物理二輪復習 專題一 力與運動 第1講 力與物體的平衡課件.ppt

專題一力與運動 第1講力與物體的平衡 建體系 記要點 研考向 提能力 做真題 明考向 4 限訓練 通高考 1 2017 高考全國卷 T16 如圖 一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運動 若保持F的大小不變 而方向與水平面成60 角 物塊也恰好做勻速直線運動 物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為 答案 C 2 2017 高考全國卷 T17 一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點上 彈性繩的原長也為80cm 將一鉤碼掛在彈性繩的中點 平衡時彈性繩的總長度為100cm 再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點 則彈性繩的總長度變?yōu)?彈性繩的伸長始終處于彈性限度內(nèi) A 86cmB 92cmC 98cmD 104cm 答案 B A MN上的張力逐漸增大B MN上的張力先增大后減小C OM上的張力逐漸增大D OM上的張力先增大后減小 4 2015 高考全國卷 T24 如圖所示 一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中 磁場的磁感應強度大小為0 1T 方向垂直于紙面向里 彈簧上端固定 下端與金屬棒絕緣 金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12V的電池相連 電路總電阻為2 已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0 5cm 閉合開關(guān) 系統(tǒng)重新平衡后 兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0 3cm 重力加速度大小取10m s2 判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向 并求出金屬棒的質(zhì)量 命題特點與趨勢 怎么考1 物體的平衡條件及其應用歷來是高考的熱點 它不僅涉及力學中共點力的平衡 還常涉及帶電粒子在電場 磁場或復合場中的平衡問題 2 應用整體法和隔離法分析物體的受力特點及平衡問題是考生必須掌握的方法 也是高考考查的重點 3 整體法 隔離法 在受力分析中的應用 物體的 動態(tài)平衡 問題在2019年復習中應引起重視 解題要領(lǐng) 怎么做解決物體的平衡問題 一是要認清物體平衡狀態(tài)的特征和受力環(huán)境 這是分析平衡問題的關(guān)鍵 二是要靈活運用處理力學平衡問題的基本方法 如合成法 正交分解法 效果分解法 三角形相似法等 來解答 三是要有辨析圖形幾何關(guān)系的能力 受力分析的三點注意 1 在分析兩個或兩個以上物體間的相互作用時 一般采用整體法與隔離法進行分析 2 采用整體法進行受力分析時 要注意系統(tǒng)內(nèi)各個物體的狀態(tài)應該相同 3 當直接分析一個物體的受力不方便時 可轉(zhuǎn)移研究對象 先分析另一個物體的受力 再根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力 此法叫 轉(zhuǎn)移研究對象法 1 多選 2018 遼寧大連高三質(zhì)檢 如圖所示 地面上固定著一個斜面 上面疊放上著A B兩個物塊并均處于靜止狀態(tài) 現(xiàn)對物塊A施加一斜向上的作用力F A B兩個物塊始終處于靜止狀態(tài) 則木塊B的受力個數(shù)可能是 A 3個B 4個C 5個D 6個 解析 對A受力分析可得 A受豎直向下的重力 斜向左上方的拉力F 豎直向上的支持力及水平向右的摩擦力 對B受力分析可得 B受重力 A對B的壓力 斜面的支持力 A對B向左的摩擦力 若斜面對B沒有摩擦力則B受到4個力作用 若斜面對B有摩擦力則B受5個力作用 選項A D錯誤 B C正確 答案 BC 2 如圖 一個L形木板 上表面光滑 放在斜面體上 輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上 另一端與置于木板上表面的木塊相連 斜面體放在平板小車上 整體一起沿水平向右的方向做勻速直線運動 不計空氣阻力 則關(guān)于各物體的受力情況 下列說法正確的是 A L形木板受4個力的作用B 斜面體可能只受2個力作用C 木塊受2個力作用D 斜面體不可能受平板小車對它的摩擦力作用 解析 先把L形木板 木塊 斜面體看成一個整體進行分析 受重力 小車的支持力 選項D正確 隔離木塊進行分析 其受重力 L形木板的支持力 彈簧的彈力 沿斜面向上 三個力作用處于平衡狀態(tài) 選項C錯誤 隔離L形木板進行分析 其受重力 斜面體的支持力 彈簧的彈力 沿斜面向下 木塊的壓力 斜面體對它的摩擦力5個力作用 選項A錯誤 隔離斜面體進行分析 其受重力 小車的支持力 L形木板對它的壓力和摩擦力4個力作用 選項B錯誤 答案 D 3 多選 2018 江西南昌三中摸底 如圖所示 穿在一根光滑的固定桿上的小球A B連接在一條跨過定滑輪的細繩兩端 桿與水平面成 角 不計所有摩擦 當兩球靜止時 OA繩與桿的夾角為 OB繩沿豎直方向 則下列說法正確的是 A 小球A可能受到2個力的作用B 小球A一定受到3個力的作用C 小球B可能受到3個力的作用D 細繩對A的拉力與對B的拉力大小相等 解析 對A球受力分析可知 A受到重力 細繩的拉力以及桿對A球的彈力 三個力的合力為零 故A錯誤 B正確 對B球受力分析可知 B受到重力 細繩的拉力 兩個力的合力為零 桿對B球沒有彈力 否則B不能平衡 故C錯誤 定滑輪不改變力的大小 即細繩對A的拉力與對B的拉力大小相等 故D正確 答案 BD 方法技巧 受力分析的四種方法 1 假設法 在受力分析時 若不能確定某力是否存在 可先對其作出存在的假設 然后根據(jù)分析該力存在對物體運動狀態(tài)的影響來判斷假設是否成立 2 整體法 將幾個相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個整體進行受力分析的方法 如第2題中 研究斜面體和平板小車間作用力時 將L形木板 木塊和斜面體看成一個整體 3 隔離法 將所研究的對象從周圍的物體中分離出來 單獨進行受力分析的方法 如第1題中 對A B兩物體單獨分析 研究其受力個數(shù) 4 動力學分析法 對變速運動的物體進行受力分析時 應用牛頓運動定律進行分析求解的方法 思路探究 1 跨過滑輪兩側(cè)細繩上的彈力有什么特點 2 物體受力個數(shù)多于三個力時 一般如何處理 答案 ACD 方法技巧 處理平衡問題常用的三種方法 1 合成法 物體受三個共點力的作用而平衡 則任意兩個力的合力一定與第三個力等大 反向 如例題中 細繩CO的拉力與跨過滑輪的兩細繩拉力的合力等大反向 故除解析法外也可用合成法求解 2 效果分解法 物體受三個共點力的作用而平衡 將某一個力按力的效果分解 則其分力和其他兩個力滿足平衡條件 3 正交分解法 物體受到三個或三個以上力的作用時 將物體所受的力分解為相互垂直的兩組 每組力都滿足平衡條件 4 2018 山東濰坊高三期末 如圖所示 質(zhì)量為m的物體置于光滑半球上 物體與球心O的連線跟水平方向的夾角為 水平推力F作用在物體上 物體與半球均處于靜止狀態(tài) 則F與mg的關(guān)系正確的是 A F mgsin B F mgcos C F mgtan D F mgcot 解析 物體受到重力 沿半徑向外的支持力和水平向右的推力 三個力平衡 則有FNsin mg FNcos F 聯(lián)立解得F mgcot 選項D正確 答案 D 5 如圖所示 物塊A和滑環(huán)B用繞過光滑定滑輪的不可伸長的輕繩連接 滑環(huán)B套在與豎直方向成 37 的粗細均勻的固定桿上 連接滑環(huán)B的繩與桿垂直并在同一豎直平面內(nèi) 滑環(huán)B恰好不能下滑 滑環(huán)和桿間的動摩擦因數(shù) 0 4 設滑環(huán)和桿間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 則物塊A和滑環(huán)B的質(zhì)量之比為 6 將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上 一小滑塊A放在物體B上 如圖所示 除了物體B與水平面間的摩擦力之外 其余接觸面的摩擦力均可忽略不計 已知物體B的質(zhì)量為M 滑塊A的質(zhì)量為m 當整個裝置靜止時 滑塊A與物體B接觸的切面與豎直擋板之間的夾角為 已知重力加速度為g 則下列選項正確的是 答案 C 典例展示2 如圖所示 小球用細繩系住 繩的另一端固定于O點 現(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體 小球在斜面上無摩擦地滑動 細繩始終處于直線狀態(tài) 當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平 此過程中斜面對小球的支持力FN以及繩對小球的拉力FT的變化情況是 A FN保持不變 FT不斷增大B FN不斷增大 FT不斷減小C FN保持不變 FT先增大后減小D FN不斷增大 FT先減小后增大 思路探究 分析求解本題 必須明確以下問題 1 用水平力緩慢推動斜面體時 小球在斜面上處于什么狀態(tài) 2 小球在斜面上無摩擦滑動過程中 受到哪些力的作用 哪些力不變 哪些力變化 方法二 圖解法由于用水平力F緩慢推動斜面體 故小球處于動態(tài)平衡狀態(tài) 小球受到大小方向均不變的重力 方向不變的支持力 方向大小均變化的細繩的拉力 三個力構(gòu)成封閉的三角形 畫出小球受力示意圖如圖乙所示 當細繩與斜面平行時 細繩拉力FT2與支持力方向垂直 細繩拉力最小 當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平 細繩拉力為FT4 所以FT先減小后增大 而此過程中斜面對小球的支持力FN一直增大 選項D正確 答案 D 方法技巧 三法 巧解動態(tài)平衡問題 1 圖解法 如果物體受到三個力的作用 其中一個力的大小 方向均不變 另一個力的方向不變 此時可用圖解法 畫出不同狀態(tài)下力的矢量圖 判斷第三個力的變化情況 如例題中小球重力大小方向不變 斜面對小球支持力方向不變 可用圖解法 2 解析法 如果物體受到多個力的作用 可進行正交分解 利用解析法 建立平衡方程 根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化 如例題中的方法一 寫出表達式分析 角的變化 3 相似三角形法 如果物體受到三個力的作用 其中的一個力大小 方向均不變 另外兩個力的方向都發(fā)生變化 可以用力三角形與幾何三角形相似的方法 7 多選 2017 高考天津卷 如圖所示 輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M N上的a b兩點 懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的 掛于繩上處于靜止狀態(tài) 如果只人為改變一個條件 當衣架靜止時 下列說法正確的是 A 繩的右端上移到b 繩子拉力不變B 將桿N向右移一些 繩子拉力變大C 繩的兩端高度差越小 繩子拉力越小D 若換掛質(zhì)量更大的衣服 則衣架懸掛點右移 則sin 為定值 為定值 cos 為定值 繩子的拉力保持不變 故A正確 C錯誤 當換掛質(zhì)量更大的衣服時 d l不變 則sin 為定值 不變 故衣架懸掛點不變 選項D錯誤 將桿N向右移一些 d增大 則sin 增大 cos 減小 繩子的拉力增大 故B正確 答案 AB 8 如圖所示是一個簡易起吊設施的示意圖 AC是質(zhì)量不計的撐桿 A端與豎直墻之間用鉸鏈連接 一滑輪固定在A點正上方 C端吊一重物 現(xiàn)施加一拉力F將重物P緩慢向上拉 在AC桿達到豎直狀態(tài)前 A BC繩中的拉力FT越來越大B BC繩中的拉力FT越來越小C AC桿中的支持力FN越來越大D AC桿中的支持力FN越來越小 答案 B 9 2018 福建廈門市高三5月調(diào)研 如圖所示 頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平地面上 三條細繩結(jié)于O點 一條繩跨過定滑輪平行于斜面連接物塊P 一條繩連接小球Q P Q兩物體處于靜止狀態(tài) 另一條繩OA受外力F的作用 處于水平方向 現(xiàn)緩慢逆時針改變繩OA的方向至 90 且保持結(jié)點O位置不變 整個裝置始終處于靜止狀態(tài) 下列說法正確的是 A 繩OA的拉力一直減小B 繩OB的拉力一直增大C 地面對斜面體有向右的摩擦力D 地面對斜面體的支持力不斷減小 解析 對結(jié)點O受力分析 受與小球連接的繩的拉力 大小為mg 繩OB的拉力FT和OA繩的拉力 大小為F 三力平衡 保持結(jié)點O位置不變 則繩OB的方向不變 做矢量三角形如圖所示 可知當繩OA與繩OB垂直時 外力F最小 所以改變繩OA的方向至 90 的過程中 繩OA的拉力F先減小再增大 連接物塊的OB繩子的張力FT一直在減小 選項A B錯誤 以斜面和P Q整體為研究對象 根據(jù)平衡條件 地面對斜面體的摩擦力與OA繩子水平方向的分力等大反向 即水平向左 選項C錯誤 根據(jù)豎直方向受力平衡FN Fy M總g 由于繩OA拉力的豎直分力Fy不斷增大 則地面對斜面體的支持力FN不斷減小 選項D正確 答案 D 答案 B 11 多選 如圖所示 質(zhì)量為m 長為L的直導線用兩絕緣細線懸掛于O O 點 并處于勻強磁場中 當導線中通以沿x正方向的電流I 且導線保持靜止時 懸線與豎直方向夾角為 則磁感應強度方向和大小可能為 答案 BC 12 如圖所示 一質(zhì)量為m的導體棒MN兩端分別放在兩個固定的光滑圓形導軌上 兩導軌平行且間距為L 導軌處在豎直方向的勻強磁場中 當導體棒中通以自左向右的電流I時 導體棒靜止在與豎直方向成37 角的導軌上 取sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 磁場的磁感應強度B 2 每個圓導軌對導體棒的支持力大小FN 方法技巧 解決電磁場中平衡問題的兩條主線 1 正確判斷方向 明確電荷的電性和場的方向 根據(jù)左手定則結(jié)合帶電體的帶電性質(zhì) 導體的電流方向以及磁場方向 判定研究對象所受的安培力或洛倫茲力的方向 如11題 12題中安培力方向的判斷 根據(jù)電荷的電性和電場的方向判斷庫侖力的方向 如10題中庫侖力方向的判斷 2 注意方法遷移處理電磁場中的平衡問題的方法與純力學問題的分析方法一樣 把方法和規(guī)律進行遷移應用