2021高考物理二輪復習第一篇專題一考向1靜態(tài)平衡學案

1、考向1靜態(tài)平衡(2019天津高考)2018年10月23日,港珠澳跨海大橋正式通車。為保持以往船行習慣,在航道處建造了單面索(所有鋼索均處在同一豎直面內(nèi))斜拉橋,其索塔與鋼索如圖所示。下列說法正確的是()a.增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力b.為了減小鋼索承受的拉力,可以適當降低索塔的高度c.索塔兩側鋼索對稱且拉力大小相同時,鋼索對索塔的合力豎直向下d.為了使索塔受到鋼索的合力豎直向下,索塔兩側的鋼索必須對稱分布(1)審題破題眼:(2)情境化模型:(3)命題陷阱點:陷阱1:錯誤地認為增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力。鋼索數(shù)量增加雖然可以減小每根鋼索的拉力,但從整體法看,所有鋼索拉

2、力的合力總要承擔橋的重力,橋總重不會減小。陷阱2:錯誤地認為只有鋼索左右對稱,其合力才能豎直向下。從平行四邊形定則看,只要鋼索的水平分力相等抵消即可保證其合力豎直向下。熟記靜態(tài)平衡的三類模型圖求解靜態(tài)平衡問題的四種常用方法適用條件注意事項優(yōu)點合成法三力平衡(1)力矢量大小不可隨意畫(2)兩力合成與第三個力等大反向對物體所受的三個力,有兩個力相互垂直或兩個力大小相等的平衡問題求解較簡單分解法三力平衡將某一個力分解后得到的分力與其余的相應二力平衡正交分解法三力或以上力平衡選坐標軸時應使盡量多的力與坐標軸重合對物體受三個以上的力平衡求解較簡單三角形法三力平衡將三個力的矢量圖平移,構成一個依次首尾相接

3、的矢量三角形常用于求解一般矢量三角形中未知力的大小和方向1.(分解法)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80 cm的兩點上,彈性繩的原長也為80 cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點,平衡時彈性繩的總長度為100 cm;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.86 cmb.92 cmc.98 cmd.104 cm2.(正交分解法或合成法)如圖所示,質(zhì)量為m的小球p(可以看成質(zhì)點),用兩根輕繩op和op在p點拴結后再分別系于豎直墻上相距0.4 m的o、o兩點上,繩op長0.5 m,繩op長0.3 m,今在小球上施加一與水平方向

4、成=37角的拉力f,將小球緩慢拉起。繩op剛拉直時,op繩拉力為ft1,繩op剛松弛時,op繩拉力為ft2,則ft1ft2為(sin37=0.6,cos37=0.8)()a.34b.43c.35d.453.(合成法或三角形法)如圖所示,小球a、b的質(zhì)量都為m,它們用三段輕繩分別連接在豎直墻壁上的m點和天花板上的n點,穩(wěn)定時ma段水平,bn段與水平天花板的夾角為45,已知重力加速度為g,則輕繩ab段的張力大小為()a.2mgb.mgc.2mgd.mg4.(合成法)如圖所示,oa、ob是兩根輕繩,ab是輕桿,它們構成一個正三角形,在a、b兩處分別固定質(zhì)量均為m的小球,此裝置懸掛在o點,開始時裝置自

5、然下垂,現(xiàn)對小球b施加一個水平力f,使裝置靜止在圖乙所示的位置,此時oa豎直,設在圖甲所示的狀態(tài)下ob對小球b的作用力大小為t,在圖乙所示的狀態(tài)下ob對小球b的作用力大小為t,下列判斷正確的是()a.t=2tb.t2tc.t2td.條件不足,無法比較t和t的大小關系第一篇夯實熱點穩(wěn)得分必須戰(zhàn)勝的14個必考專題專題一共點力平衡考向1/研透真題破題有方/c以橋身為研究對象,鋼索對橋身拉力的合力與橋身的重力等大反向,即鋼索對索塔向下的壓力在數(shù)值上等于橋身的重力,增加鋼索的數(shù)量對索塔受到的向下的壓力無影響,因此a錯誤;由圖甲可知2tcos=mg,當索塔高度降低后,變大,cos變小,故t變大,因此b錯誤

6、;由對選項b的分析可知,當鋼索對稱分布時,2tcos=mg,鋼索對索塔的合力豎直向下,因此c正確;如圖乙進行受力分析,由正弦定理可知,只要滿足=,鋼索ac、ab的拉力fac、fab按平行四邊形定則進行合成,其合力的方向一定是豎直向下的,所以鋼索不一定要對稱分布,故d錯誤;綜上分析可知答案為c。/多維猜押制霸考場/1.b設彈性繩的勁度系數(shù)為k。掛鉤碼后,彈性繩兩端點移動前,繩的伸長量l=100 cm-80 cm=20 cm,兩段繩的彈力f=k,對鉤碼受力分析,如圖甲所示,sin=,cos=。根據(jù)共點力的平衡條件可得,鉤碼的重力為g=2kcos。將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點時,受力圖如圖

7、乙所示。設彈性繩伸長量為l,彈力為f=k,鉤碼的重力為g=2k,聯(lián)立解得l=l=12 cm。彈性繩的總長度變?yōu)閘0+l=92 cm,故b正確,a、c、d錯誤。 2.c繩op剛拉直時,由幾何關系可知此時op繩與豎直方向夾角為37,小球受力如圖甲,則ft1=mg。繩op剛松弛時,小球受力如圖乙,則ft2=mg。則ft1ft2=35,c選項正確。3.b設am的拉力為fam,bn的拉力為fbn,經(jīng)繩ab段的張力大小為t;以ab組成的整體為研究對象,受力如圖1,則由平衡條件可得:fam=2mgtan45=2mg,設ab與水平方向的夾角為,如圖2所示,則有:t=mg,故a、c、d錯誤,b正確。4.c甲圖中,對b球受力分析,受重力、ob繩子拉力t、ab桿的支持力,如圖