2020高考物理課標二輪(天津?qū)Ｓ?課件：第1講-力與物體的平衡-

1、專題一專題一力和運動力和運動第第1 1講講力與物體的平衡力與物體的平衡專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-3-專題知識理脈絡真題詮釋導方向?qū)ｎ}一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-4-專題知識理脈絡真題詮釋導方向1.(多選)(2018天津卷)明朝謝肇淛的五雜組中記載:“明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè),議欲正之,非萬緡不可。一游僧見之曰:無煩也,我能正之?！庇紊刻鞂⒛拘◤乃韮A斜一側(cè)的磚縫間敲進去,經(jīng)月余扶正了塔身。假設所用的木楔為等腰三角形,木楔的頂角為,現(xiàn)在木楔背上加一力F,方向如

2、圖所示,木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN,則()A.若F一定,大時FN大B.若F一定,小時FN大C.若一定,F大時FN大D.若一定,F小時FN大BC 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-5-專題知識理脈絡真題詮釋導方向解析:作用在木楔背上的力F可以分解為垂直于兩個側(cè)面的分力FN,越小,FN越大,選項A錯誤、B正確;當木楔頂角一定時,F越大,FN越大,選項C正確、D錯誤。命題考點力的合成與分解。能力要求數(shù)學知識要求較高,結(jié)合幾何知識分析。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-6-專題

3、知識理脈絡真題詮釋導方向2.(多選)(2017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AB 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-7-專題知識理脈絡真題詮釋導方向解析:如圖所示,由幾何關系可知1=5=2=4,若繩子的端點b向上移至b,繩的夾角大

4、小不變,故晾衣繩拉力不變,故A正確。桿N右移,繩長不變,兩段繩的夾角變大,但合力大小、方向均不變,故繩的拉力變大,故B正確。只要桿M、N間距不變,如圖所示,無論移動哪個端點,繩的拉力始終保持不變,故C錯誤。若要換掛質(zhì)量更大的衣服,只是衣服的重力增大,繩與豎直方向的夾角不變,則衣架懸掛點不變,故D錯誤。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-8-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點共點力平衡、動態(tài)平衡。能力要求對數(shù)學能力要求較高,注意應用幾何關系分析,注意對稱性的應用。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考

5、點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-9-專題知識理脈絡真題詮釋導方向3.(2018全國卷1)如圖所示,三個固定的帶電小球a、b和c,相互間的距離分別為lab=5 cm,lbc=3 cm,lca=4 cm,小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,則()D 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-10-專題知識理脈絡真題詮釋導方向解析:由題意知,小球c處在直角三角形的直角上,若a、b為同種電荷,則對小球c的庫侖力,要么是吸引力,要么是排斥力,合力不可能平行于a和b的連線,故a、b的電荷應異號;

6、由幾何關系tan =命題考點庫侖定律、力的合成。能力要求受力分析,根據(jù)三角形相似求解。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-11-專題知識理脈絡真題詮釋導方向4.(多選)(2019全國卷1)如圖所示,一粗糙斜面固定在地面上,斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊N,另一端與斜面上的物塊M相連,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N,直至懸掛N的細繩與豎直方向成45。已知M始終保持靜止,則在此過程中()A.水平拉力的大小可能保持不變B.M所受細繩的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.

7、M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加BD 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-12-專題知識理脈絡真題詮釋導方向解析:對物塊N進行受力分析,如圖所示。 FT增大,B正確。由于物塊M和N的質(zhì)量關系、斜面傾角的大小均未知,不能確定物塊M所受斜面摩擦力的方向;當物塊M所受斜面摩擦力的方向沿斜面向上時,FT增大,物塊M所受斜面摩擦力可能先減小后增加,C錯誤,D正確。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破知識概覽考題詮釋-13-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點共點力的平衡、動態(tài)平衡。能力要求

8、本題主要考查了動態(tài)的平衡問題,解題的關鍵是使用三角形方法解題,其次,在分析M的受力時,注意摩擦力的方向問題。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-14-突破點一突破點二突破點三受力分析整體法與隔離法考查方向以選擇題的形式考查整體法與隔離法,常結(jié)合摩擦力問題考查。突破方略1.基本思路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。2.兩點注意(1)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。(2)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

9、物體的受力,該方法叫“轉(zhuǎn)移研究對象法”。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-15-突破點一突破點二突破點三模型構(gòu)建【例1】(2019山東濟南章丘一模)如圖所示,斜面體A放置在水平地面上,物塊B用平行于斜面的輕彈簧栓接在擋板P上,P固定于斜面上,A、B均保持靜止狀態(tài)。在物塊B上施加水平向左的拉力F后,整個系統(tǒng)仍保持靜止。施加拉力F后,下列相互作用力一定存在的是()A.物塊B與彈簧之間的彈力B.地面與斜面體A之間的摩擦力C.物塊B與斜面體A之間的彈力D.物塊B與斜面體A之間的摩擦力B 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡

10、知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-16-突破點一突破點二突破點三解析:對物塊B受力分析,B受重力、彈簧的彈力(可能有)、A對B的彈力(可能有)、拉力F和靜摩擦力(可能有)。若彈簧恰好等于原長,則物塊B與彈簧之間沒有相互作用力;若拉力、重力和彈簧的彈力三力平衡,則沒有靜摩擦力和A對B的彈力,物塊B與斜面之間不存在彈力和摩擦力,故A、C、D錯誤;對整體受力分析,由于F水平向左,根據(jù)平衡條件,地面對A必須有靜摩擦力,故B正確。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-17-突破點一突破點二突破點三以題說法受力分析的基本步驟和技

11、巧(1)步驟明確研究對象(如一個點、一個物體或一個系統(tǒng)),并將其隔離,分析周圍物體對它施加的力。按順序找力:首先場力,其次彈力(個數(shù)不多于周圍與之接觸的物體個數(shù)),再次摩擦力(個數(shù)不多于彈力),最后分析有無外加的已知力。(2)技巧善于轉(zhuǎn)換研究對象,尤其是摩擦力不易判定的情形,可以先分析與對象相接觸物體的受力情況,再應用牛頓第三定律判定。假設法是判斷彈力、摩擦力的存在及方向的基本方法。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-18-突破點一突破點二突破點三遷移訓練1.如圖所示,放在桌面上的A、B、C三個物塊重均為100 N,小球P重20

12、N,作用于B的水平力F=20 N,整個系統(tǒng)靜止,則()A.A和B之間的摩擦力是20 NB.B和C之間的摩擦力是20 NC.物塊C受六個力作用D.C與桌面間摩擦力為20 NB 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-19-突破點一突破點二突破點三解析:結(jié)點受小球P的拉力及兩繩子的拉力, 如圖所示,由幾何關系可知,繩子對C的拉力 F1=GP=20 N。對A、B、C整體受力分析, 整體受重力和支持力以及兩大小相等、方 向相反的拉力,兩拉力的合力為0,整體在水 平方向沒有運動的趨勢,故C與桌面間的摩 擦力為0,D項錯誤。對A用隔離法受力分析,

13、根據(jù)平衡條件知水平方向不受外力,即A、B之間沒有摩擦力,所以A項錯誤。對B用隔離法進行受力分析,根據(jù)平衡條件,B受C對它的摩擦力Ff=F=20 N,根據(jù)牛頓第三定律知B對C的摩擦力也等于20 N,所以B項正確。對C用隔離法受力分析,C受重力、桌面的支持力、B對它的壓力、B對它的摩擦力、繩子拉力共五個力的作用,所以C項錯誤。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-20-突破點三突破點一突破點二動態(tài)平衡與臨界極值問題考查方向常以選擇題或計算題考查動態(tài)平衡或臨界極值問題。突破方略常用方法:(1)幾何法:物體在三力作用下處于動態(tài)平衡時,常把“

14、力的問題”轉(zhuǎn)化為“三角形問題”。根據(jù)條件不同可有三種方法。圖解法物體受三個力平衡:一個力恒定、另一個力的方向恒定時可用此法。由三角形中邊長的變化知力的大小的變化,還可判斷出極值。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-21-突破點三突破點一突破點二例:擋板P由豎直位置繞O點向水平位置緩慢旋轉(zhuǎn)時小球受力的變化。(如圖甲所示)甲 AOB與力的矢量三角形總相似 乙相似三角形法物體受三個力平衡:一個力恒定、另外兩個力的方向同時變化,當所作“力的三角形”與空間的某個“幾何三角形”總相似時用此法(如圖乙所示)。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡

15、力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-22-突破點三突破點一突破點二等效圓周角不變法物體受三個力平衡:一個力恒定、另外兩個力大小、方向都變化,但兩力夾角不變時可用此法(如圖丙所示)。由弦長的變化判斷力的變化,此類題也可用正弦定理求解。丙(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,找函數(shù)關系,根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。還可由數(shù)學知識求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-23-突破點三突破點一突破點二模型構(gòu)建【例2】如圖所示,一小球

16、放置在木板與豎直墻面之間。設墻面對球的壓力大小為FN1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2。以木板與墻連接點所在的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計摩擦,在此過程中()A.FN1始終減小,FN2始終增大B.FN1始終減小,FN2始終減小C.FN1先增大后減小,FN2始終減小D.FN1先增大后減小,FN2先減小后增大B 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-24-突破點三突破點一突破點二解析:對小球進行受力分析(圖甲),重力大小方向始終不變,FN1方向不變,始終垂直墻面過小球球心向外;FN2則垂直木板過小球球心斜向上(

17、此FN2指木板對小球的支持力,與題中的FN2為一對相互作用力,大小相等,方向相反)。由于在任意時刻,小球都可以看作受力平衡,則滿足矢量三角形(圖乙),mg大小、方向不變,FN1方向不變,角A在逐漸變小,則FN1逐漸變小直至為0,FN2也在變小,直至木板水平時,FN2減小為mg。本題也可以利用力的合成求出FN1=mgtan , 中,逐漸減小,可知FN1、FN2都減小。 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-25-突破點三突破點一突破點二專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-

18、26-突破點三突破點一突破點二以題說法分析三力作用下動態(tài)平衡的方法 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-27-突破點三突破點一突破點二遷移訓練2.(多選)如圖所示,光滑的半球形物體固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑輪,輕繩的一端系一小球,靠在半球上的A點,另一端繞過定滑輪后用力拉住,使小球靜止,現(xiàn)緩慢地拉繩,在使小球沿球面由A移動到半球的頂點B的過程中,半球?qū)π∏虻闹С至N和繩對小球的拉力FT的變化情況是()A.FN變大B.FN不變C.FT變小D.FT先變小后變大BC 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知

19、識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-28-突破點三突破點一突破點二解析:以小球為研究對象,小球受重力G、繩的拉力FT和半球面的支持力FN,作出FN、FT的合力F,由平衡條件得知F=G,由相似三角專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-29-突破點三突破點一突破點二【例3】(2018山東日照11月校際聯(lián)合質(zhì)檢)如圖所示,傾角=37的斜面上有一木箱,木箱與斜面之間的動摩擦因數(shù)= ?，F(xiàn)對木箱施加一拉力F,使木箱沿著斜面向上做勻速直線運動。設F的方向與斜面的夾角為,在從0逐漸增大到60的過程中,木箱的速度保持不變,則()A.F先減

20、小后增大 B.F先增大后減小C.F一直增大D.F一直減小A 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-30-突破點三突破點一突破點二解析:對木箱受力分析如圖所示。正交分解得:FN+Fsin =mgcos Fcos =mgsin +Ff又Ff=FN在從0逐漸增大到60的過程中,當=30時,cos +sin 最大,F最小。則在從0逐漸增大到60的過程中,F先減小后增大,故選A。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-31-突破點三突破點一突破點二以題說法分析方法 專題一專題一第第1

21、講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-32-突破點三突破點一突破點二遷移訓練3.(2018廣東深圳三校模擬)如圖所示,重力為G的圓柱體A被平板B夾在板與墻壁之間,平板B與底座C右端的鉸鏈相連,左端由液壓器調(diào)節(jié)高度,以改變平板B與水平底座C間的夾角,B、C及D總重力也為G,底座C與水平地面間的動摩擦因數(shù)為(0.52D.若保持=45不變,圓柱體重力增大G,仍要保持底座C靜止,則G的最大值Gm= GD 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-33-突破點三突破點一突破點二解析:對A進行受力分析,如

22、圖甲所示。 對B、C及D整體進行受力分析,如圖乙所示。當B、C及D整體靜止時,摩擦力Ff=FNsin =Gtan 。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-34-突破點三突破點一突破點二當角增大時,地面對C的摩擦力增大,當摩擦力超過最大靜摩擦力后,變?yōu)榛瑒幽Σ亮?此時Ff滑=2G,故A、B錯誤;要保持底座C靜止不動,則FfFf滑,即Gtan 2G,解得tan 2,故C錯誤;若保持專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-35-突破點三突破點一突破點二電磁場中的平衡問題考查方向通

23、常以選擇題或計算題考查帶電導體受力、金屬桿受力或洛倫茲力、電磁感應中的平衡。突破方略解決電磁場中平衡問題的兩條主線1.遵循平衡條件:與純力學問題的分析方法相同,只是多了電場力、安培力等,把電磁學問題力學化分析。2.遵循電磁學規(guī)律:(1)要注意準確判斷電場力、安培力、洛倫茲力方向。(2)要注意電場力、安培力、洛倫茲力的大小,利用牛頓第三定律分析。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-36-突破點三突破點一突破點二模型構(gòu)建【例4】(2019湖南株洲上學期質(zhì)檢)套有三個帶電小球的圓環(huán)放在水平桌面上(不計一切摩擦),小球的電荷量保持不變,整

24、個裝置平衡后,三個小球的一種可能位置如圖所示。三個小球構(gòu)成一個銳角三角形,三角形的邊長大小關系是lABlAClBC,可以判斷圖中()A.三個小球所帶電荷量的代數(shù)和可能為0B.三個小球一定帶同種電荷C.三個小球所受環(huán)的彈力大小為FNAFNCFNBD.三個小球所帶電荷的大小為QAQCQBB 專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概覽考題詮釋考點整合熱點突破考點整合熱點突破-37-突破點三突破點一突破點二解析:對A球受力分析,彈力過圓心,根據(jù)平衡條件,要么B與C對A均為引力,要么B與C對A均為斥力,才能使A球處于平衡狀態(tài),所以B、C帶同種電荷。對B球受力分析,根據(jù)平衡條件可得A、C帶同種電荷,因此三個小球帶同種電荷,所以三個小球電荷量的代數(shù)和不可能為零,A錯誤,B正確;A受到兩個斥力,設圓心為O,AB大于AC,同時OAB小于OAC,則B對A的斥力更大,因此B電荷量大于C電荷量,同理A電荷量大于B電荷量,即QAQBQC,故D錯誤;根據(jù)相似三角形法和正弦定理可得FNCFNBFNA,C錯誤。專題一專題一第第1講講力與物體的平衡力與物體的平衡知識概