知識整合(一)

1、知識整合知識整合 演練高考演練高考 本章是力學(xué)的基礎(chǔ),也是貫穿于整個(gè)物理學(xué)的核心內(nèi)容.對 物體正確地進(jìn)行受力分析是解決力學(xué)問題的關(guān)鍵,平行四邊 形定則以及三角形法則,不僅適用于力的合成與分解,也是 所有矢量運(yùn)算的普遍法則,物體的平衡在物理學(xué)的各部分都 有廣泛的應(yīng)用.1.受力分析 要正確進(jìn)行受力分析除正確理解力的概念外,還要充分應(yīng)用 所掌握的物理知識和方法,尤其是對一些較隱蔽的力,可以 采用假設(shè)的方法判定,即假設(shè)有或無,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否 改變,并且必須明確每一個(gè)力的來源,不可無中生有.2.力的合成與分解 對所有矢量的合成或分解都得到對應(yīng)的幾何圖象,即平行四 邊形或三角形,這就要結(jié)合一些數(shù)學(xué)知識

2、(如:從動(dòng)態(tài)的幾何 作圖法判定力的變化規(guī)律、寫出表達(dá)式后用三角函數(shù)求極 值等)求解問題. 三角形法則在判定各力變化規(guī)律時(shí)顯得更為直觀、方便.3.物體平衡 處理平衡問題的方法很多,對三力平衡的物體常用的方法有: 力的合成法、分解法、矢量三角形法、相似三角形法、三 力匯交原理、正交分解法等.處理多力平衡通常用正交分解 法.對于物體平衡中的特殊問題,如臨界狀態(tài)的基本思維方 法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)怎樣,然后再根據(jù)平衡知識及有 關(guān)知識列方程求解,研究平衡物體的極值問題常有兩種方法: 解析法和圖解法. 【例1】受斜向上的恒定拉力作用,物體在粗糙水平面上做 勻速直線運(yùn)動(dòng),則下列說法正確的是（ ） A.拉力

3、在豎直方向的分量一定大于重力 B.拉力在豎直方向的分量一定等于重力 C.拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力 D.拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力 解析 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),則在水平方向和豎直方向合 力等于零.在豎直方向上,拉力在豎直方向的分量與地面對 物體的支持力的合力一定等于重力,即拉力在豎直方向的 分量一定小于重力;在水平方向上,拉力在水平方向的分量 一定等于摩擦力.對力的合成與分解的考查D 【例2】(2008天津19) 在粗糙水 平地面上與墻平行放著一個(gè)截面為半 圓的柱狀物體A,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). 現(xiàn)對B加一豎直向下的力F,F的作用線通過球心,設(shè)B對

4、墻的 作用力為F1,B對A的作用力為F2,地面對A的摩擦力為F3. 若F緩慢增大而整個(gè)裝置仍保持靜止,截面如圖所示,在此 過程中( )對物體平衡與受力的考查 A.F1保持不變,F3緩慢增大B.F1緩慢增大,F3保持不變 C.F2緩慢增大,F3緩慢增大D.F2緩慢增大,F3保持不變 解析 B的受力如下圖甲所示,因?yàn)镕和G的方向始終沿豎直 方向,當(dāng)F增大時(shí),F1、F2都緩慢增大,F1=F1,F2=F2, 所以F1、F2都緩慢增大.A物體受力如圖乙所示.由圖乙知 F2sin=F3,所以F3緩慢增大. 答案 C 【例3】木塊A、B分別重50 N和60 N, 它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 均為0.25

5、,夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2 cm,彈簧的勁 度系數(shù)為400 N/m,系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng),現(xiàn)用F= 1 N的水平拉力作用在木塊B上,如圖所示,力F作用后 ( ) A.木塊A所受摩擦力大小是12.5 NB.木塊A所受摩擦力大小是11.5 NC.木塊B所受摩擦力大小是9 ND.木塊B所受摩擦力大小是7 N 摩擦力的考查 解析 未加F時(shí),木塊A在水平面內(nèi)受彈簧的彈力F1和靜摩 擦力FA作用,且F1=FA=kx=8 N,木塊B在水平面內(nèi)受彈簧的彈 力F2和靜摩擦力FB作用,且F2=FB=kx=8 N;在木塊B上施加 F=1 N向右拉力后,由于F2+FGB,故木塊B所受摩擦力仍 為靜摩擦力

6、,其大小FB=F2+F=9 N,木塊A的受力情況不變. 答案 C1.(2008海南2)如圖所示,質(zhì)量為M的 楔形物塊靜置在水平地面上,其斜面的 傾角為.斜面上有一質(zhì)量為m的小物 塊,小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小 物塊,使之勻速上滑.在小物塊運(yùn)動(dòng)的過程中,楔形物塊始終 保持靜止.地面對楔形物塊的支持力為( )A.(M+m)gB.(M+m)g-F C.(M+m)g+FsinD.(M+m)g-Fsin 解析 把m、M看成一個(gè)整體,在豎直方向受力平衡,即 N+Fsin=(M+m)g,N=(M+m)g-Fsin,D正確.D2.(2008山東16)用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量 為m的物體,靜止

7、時(shí)彈簧伸長量為x.現(xiàn)用該 彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為2 m的物體,系 統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長量也為x.斜面傾角為30,如圖所示.則 物體所受摩擦力( )A.等于零 B.大小為 mg,方向沿斜面向下C.大小為 mg,方向沿斜面向上D.大小為mg,方向沿斜面向上 解析 豎直懸掛時(shí)mg=kx 沿斜面拉2m物體時(shí),設(shè)物體受摩擦力為f,方向沿斜面向下, 則kx=2mgsin 30+f 由得f=02123A3.(2007海南2)如圖所示,P是位于水平 的粗糙桌面上的物塊.用跨過定滑輪的輕 繩將P與小盤相連,小盤內(nèi)有砝碼,小盤與 砝碼的總質(zhì)量為m.在P運(yùn)動(dòng)的過程中,若 不計(jì)空氣阻力,則關(guān)于P在水平方向受到的作用力與

8、相應(yīng)的 施力物體,下列說法中正確的是( ) A.拉力和摩擦力,施力物體是地球和桌面B.拉力和摩擦力,施力物體是繩和桌面C.重力mg和摩擦力,施力物體是地球和桌面D.重力mg和摩擦力,施力物體是繩和桌面 解析 以P為研究對象,水平方向P受到繩的拉力和桌面對P 的摩擦力作用,拉力的施力物體是繩,摩擦力的施力物體是 桌面.B4.(2007山東16)如圖所示,物體A靠在豎直墻面上,在力F 作用下,A、B保持靜止.物體B的受力個(gè)數(shù)為 ( ) A.2 B.3C.4 D.5 解析 B物體受四個(gè)力的作用,即重力、推力F、物體A對B 的壓力和物體A對B的摩擦力.C5.(2007上海10)如圖所示用兩根細(xì)線 把A

9、、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn) O,并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球,然后 用某個(gè)力F作用在小球A上,使三根細(xì)線均處于直線狀態(tài),且 OB細(xì)線恰好沿豎直方向,兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài).則該力可 能為圖中的 ( ) A.F1 B. F2 C.F3D.F4 解析 OB繩豎直,說明B球只受兩個(gè)力作用,故AB間繩無形 變,所以A球受重力G,OA繩的拉力T和外力F作用,三個(gè)力的 合力為零,則外力F一定與重力和拉力T的合力大小相等、 方向相反,故B、C選項(xiàng)正確.BC6.(2008廣東理科基礎(chǔ)6)如圖所示,質(zhì)量為m 的物體懸掛在輕質(zhì)支架上,斜梁OB與豎直方向 的夾角為.設(shè)水平橫梁OA和斜梁OB作用于O 點(diǎn)的彈力分

10、別為F1和F2,以下結(jié)果正確的是( )A.F1=mgsinB.F1= C.F2=mgcosD.F2= 解析 由題可知,對懸掛的物體由力的平衡條 件可知繩子的拉力等于其重力,則繩子拉O點(diǎn) 的力也等于重力.求OA和OB的彈力,選擇的 研究對象為作用點(diǎn)O,受力分析如右圖所示,由平衡條件可 知,F1和F2的合力與T等大反向,則由平行四邊形定則和幾何 關(guān)系可得:F1=mgtan,F2= ,則D正確.sinmgcosmgcosmgD7.(2008廣東理科基礎(chǔ)9)探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí)， 在彈性限度內(nèi)，懸掛15 N重物時(shí)，彈簧長度為0.16 m，懸 掛20 N重物時(shí)，彈簧長度為0.18 m，則彈簧的原長

11、L0和勁 度系數(shù)k分別為 ( )A.L0=0.02 m k=500 N/mB.L0=0.10 m k=500 N/m C.L0=0.02 m k=250 N/mD.L0=0.10 m k=250 N/m 解析 由胡克定律知F1=k(L1-L0) F2=k(L2-L0) 由代入數(shù)據(jù)解得：L0=0.10 m，k=250 N/m.D8.(2008全國16)如圖所示,一固定 斜面上兩個(gè)質(zhì)量相同的小物塊A和B緊挨 著勻速下滑,A與B的接觸面光滑.已知A 與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是B與斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的2倍, 斜面傾角為.B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是( ) A. tanB. cot C.tanD.cot 解

12、析 對于AB做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件有 2mgsin-3mgcos=0 所以B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為= tan.323232A9.(2008北京20)有一些問題你可能不 會(huì)求解，但是你仍有可能對這些問題的 解是否合理進(jìn)行分析和判斷.例如從解的物理量單位，解隨 某些已知量變化的趨勢，解在一些特殊條件下的結(jié)果等方 面進(jìn)行分析，并與預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行比較，從而 判斷解的合理性或正確性.舉例如下：如圖所示，質(zhì)量為 M、傾角為的滑塊A放于水平地面上.把質(zhì)量為m的滑塊 B放在A的斜面上.忽略一切摩擦，有人求得B相對地面的加 速度a= gsin，式中g(shù)為重力加速度.對于上述解， 某同學(xué)首先分析了等號右側(cè)量的單位，沒發(fā)現(xiàn)問題.他進(jìn) 一步利用特殊條件對該解做了如下四項(xiàng)分析和判斷，所得 結(jié)論都是“解可能是對的”.但是，其中有一項(xiàng)是錯(cuò)誤的. 請你指出該項(xiàng) ( )2sinmMmM A.當(dāng)=0時(shí),該解給出