18年高考物理大二輪復習專題一力與物體的平衡課件

1、專題一 力與物體的平衡專題一 力與物體的平衡知識回扣 規(guī)律方法高考題型2電學中的平衡問題高考題型3平衡中的臨界與極值問題高考題型1受力分析整體法與隔離法的應用高考題精選精練知識回扣 規(guī)律方法高考題型2電學中的平衡問題高考題型知識回扣 規(guī)律方法知識回扣 規(guī)律方法1.彈力(1)大?。簭椈稍趶椥韵薅葍龋瑥椓Φ拇笮】捎珊硕蒄kx計算；一般情況下物體間相互作用的彈力可由 或牛頓運動定律來求解.(2)方向：一般 于接觸面(或切面)指向 的方向；繩的拉力沿繩指向繩收縮的方向.答案平衡條件形變恢復垂直知識回扣1.彈力答案平衡條件形變恢復垂直知識回扣2.摩擦力(1)大?。夯瑒幽Σ亮f ，與接觸面的 無關；

2、靜摩擦力的增大有一個限度，具體值根據(jù)牛頓運動定律或平衡條件來求.(2)方向：沿接觸面的 方向，并且跟物體的相對運動或相對運動趨勢的方向相反.3.電場力(1)大小：FqE.若為勻強電場，電場力則為 ；若為非勻強電場，電場力則與電荷所處的位置有關.點電荷間的庫侖力F .(2)方向：正電荷所受電場力方向與場強方向 ，負電荷所受電場力方向與場強方向 .答案FN面積切線恒力一致相反2.摩擦力答案FN面積切線恒力一致相反4.安培力(1)大?。篎 ，此式只適用于BI的情況，且L是導線的有效長度，當BI時F .(2)方向：用 定則判斷，安培力垂直于B、I決定的平面.5.洛倫茲力(1)大小：F ，此式只適用于B

3、v的情況.當Bv時F .(2)方向：用 定則判斷，洛倫茲力垂直于B、v決定的平面，洛倫茲力不做功.BIL0左手答案qvB左手04.安培力BIL0左手答案qvB左手06.共點力的平衡(1)平衡狀態(tài)：物體靜止或做 .(2)平衡條件：F合 或Fx ，F(xiàn)y .勻速直線運動000答案(3)常用推論若物體受n個作用力而處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個力與其余(n1)個力的合力大小 、方向 .若三個共點力的合力為零，則表示這三個力的有向線段首尾相接組成一個 三角形.相等相反封閉6.共點力的平衡勻速直線運動000答案(3)常用推論相等相反1.處理共點力平衡問題的基本思路：確定平衡狀態(tài)(加速度為 )巧選研究對象(整

4、體法或隔離法)受力分析建立平衡方程求解或作討論.2.常用的方法(1)在判斷彈力或摩擦力是否存在以及確定它們的方向時常用 法.(2)求解平衡問題時常用二力平衡法、矢量 法、正交分解法、相似三角形法、 法等.答案零假設三角形圖解規(guī)律方法1.處理共點力平衡問題的基本思路：確定平衡狀態(tài)(加速度為 3.帶電體的平衡問題仍然滿足 條件，只是要注意準確分析場力電場力、安培力或洛倫茲力.4.如果帶電粒子在重力場、電場和磁場三者組成的復合場中做直線運動，則一定是 ，因為F洛v.答案平衡勻速直線運動3.帶電體的平衡問題仍然滿足 條件，只是要注意準 受力分析整體法與隔離法的應用高考題型1 受力分析整體法與隔離法的應

5、用高考題型1例1(2017貴州凱里市模擬)如圖1所示，形狀相同的物塊A、B，其截面為直角三角形，相對排放在粗糙水平地面上，光滑球體C架在兩物塊的斜面上，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).已知物塊A、B的質量都為M，60，光滑球C的質量為m，則下列說法正確的是答案解析A.地面對物塊A的摩擦力大小為零B.地面對物塊A的摩擦力大小為 mgC.物塊A對物體C的彈力大小為 mgD.物塊A對地面的壓力大小為Mg mg圖1例1(2017貴州凱里市模擬)如圖1所示，形狀相同的物塊解析以球體C為研究對象，其受到斜向上的兩個彈力作用，把兩個彈力合成，合力豎直向上，大小等于光滑球體的重力，受力分析如圖所示.由三角函數(shù)可知，彈力大小

6、為mg，故C錯誤.再以A為研究對象，C對A的正壓力大小為mg，其在水平方向上的分力等于地面對物塊A的靜摩擦力大小，由此可知靜摩擦力大小為 mg，故A、B錯誤.以A、B、C整體為研究對象，所受重力為2Mgmg，由對稱性可知A所受地面支持力為Mg ，由牛頓第三定律知D正確.解析以球體C為研究對象，其受到斜向上的兩個彈力作用，把兩個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“轉移研究

7、對象法”.技巧點撥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1.(2017全國卷16)如圖2，一物塊在水平拉力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.則物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為對點拓展練圖2解析當F水平時，根據(jù)平衡條件得Fmg；當保持F的大小不變，而方向與水平面成60角時，由平衡條件得Fcos 60(mgFsin 60)，聯(lián)立解得 ，故選項C正確.答案解析2311.(2017全國卷16)如圖2，一物塊在水平拉力F的2.(2017山東模擬)如圖3所示，物體A、B用細繩與彈簧連接后跨過滑輪.已知質量mA2mB，現(xiàn)

8、將斜面傾角緩慢由45減小到30，過程中A與斜面保持相對靜止，不計滑輪摩擦，下列說法中正確的是A.彈簧的形變量將減小B.物體A對斜面的壓力將減小C.物體A受到的靜摩擦力將減小到零D.彈簧的彈力及A受到的靜摩擦力都不變答案解析圖32312.(2017山東模擬)如圖3所示，物體A、B用細繩與彈簧解析將斜面傾角由45減小到30，彈簧的彈力等于B的重力，不變，A項錯誤；傾角減小，物體A對斜面的壓力將增大，B項錯誤；斜面傾角為45時，物體A重力沿斜面方向的分力為2mBgsin 45，由平衡條件可知物體A受到的靜摩擦力為2mBgsin 45mBg；斜面傾角由45減小到30，物體A受到的靜摩擦力為2mBgsi

9、n 30mBg0；所以物體A受到的靜摩擦力將減小到零，C項正確，D項錯誤.231解析將斜面傾角由45減小到30，彈簧的彈力等于B的重力3.(2017云南省一統(tǒng))如圖4所示，一輕質細繩一端固定于豎直墻壁上的O點，另一端跨過大小可忽略、不計摩擦的定滑輪P懸掛物塊B，OP段的繩子水平，長度為L.現(xiàn)將一帶掛鉤的物塊A掛到OP段的繩子上，A、B物塊最終靜止.已知A(包括掛鉤)、B的質量比為 ，則此過程中物塊B上升的高度為答案解析圖42313.(2017云南省一統(tǒng))如圖4所示，一輕質細繩一端固定于解析對掛鉤處進行受力分析如圖所示，對B進行受力分析可得繩子拉力FTmBg，對A有：2FTcos mAg，為繩與

10、豎直方向的夾角，解得：所以D正確，A、B、C錯誤.231解析對掛鉤處進行受力分析如圖所示，所以D正確，A、B、C錯電學中的平衡問題高考題型2電學中的平衡問題高考題型2例2如圖5所示，物體P、Q可視為點電荷，電荷量相同.傾角為、質量為M的斜面體放在粗糙水平面上，將質量為m的物體P放在粗糙的斜面體上.當物體Q放在與P等高(PQ連線水平)且與物體P相距為r的右側位置時，P靜止且受斜面體的摩擦力為0，斜面體保持靜止，靜電力常量為k，則下列說法正確的是答案解析A.P、Q所帶電荷量為 B.P對斜面體的壓力為0C.斜面體受到地面的摩擦力為0D.斜面體對地面的壓力為(Mm)g圖5例2如圖5所示，物體P、Q可視

11、為點電荷，電荷量相同.傾角為解析以P為研究對象，受到重力mg、斜面體的支持力FN和庫侖力F，由平衡條件得：Fmgtan ，F(xiàn)N根據(jù)庫侖定律得：Fk聯(lián)立解得：qr由牛頓第三定律得P對斜面體的壓力大小為：FNFN ，故A、B錯誤.解析以P為研究對象，受到重力mg、斜面體的支持力FN和庫侖以斜面體和P整體為研究對象，由平衡條件得地面對斜面體的摩擦力為：FfF地面對斜面體的支持力為：FN1(Mm)g，根據(jù)牛頓第三定律得斜面體受到地面的摩擦力為F，斜面體對地面的壓力大小為：FN1FN1(Mm)g.故C錯誤，D正確.以斜面體和P整體為研究對象，由平衡條件得地面對斜面體的摩擦力1.點電荷間的作用力大小要用庫

12、侖定律.2.安培力方向的判斷要先判斷磁場方向、電流方向，再用左手定則，同時注意立體圖轉化為平面圖.3.電場力或安培力的出現(xiàn)，可能會對壓力或摩擦力產生影響.4.涉及電路問題時，要注意閉合電路歐姆定律的使用.技巧點撥1.點電荷間的作用力大小要用庫侖定律.技巧點撥4.如圖6所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根直導體棒，在導體棒中通有垂直紙面向里的電流，圖中a點在導體棒正下方，b點與導體棒的連線與斜面垂直，c點在a點左側，d點在b點右側，現(xiàn)欲使導體棒靜止在斜面上，下列措施可行的是A.在a處放置一電流方向垂直紙面向里的直導體棒B.在b處放置一電流方向垂直紙面向里的直導體棒C.在c處放置一電流方向

13、垂直紙面向里的直導體棒D.在d處放置一電流方向垂直紙面向里的直導體對點拓展練答案解析54圖64.如圖6所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根直導解析對直導體棒受力分析，除受到重力與支持力外，還要受到安培力才能平衡， 再根據(jù)同向電流相互吸引，所以在四個選項中只有在d處放置一電流方向垂直紙面向里的直導體棒，才能保持導體棒靜止在斜面上，故D正確，A、B、C錯誤.54解析對直導體棒受力分析，除受到重力與支持力外，還要受到安培5.(多選)(2017遼寧葫蘆島市模擬)如圖7所示裝置，兩傾斜放置彼此平行的光滑金屬導軌，與水平方向成角，置于方向豎直向上的勻強磁場中，現(xiàn)將電阻為R的金屬桿橫跨在導體桿上正好

14、處于靜止狀態(tài)，為使金屬桿能向下滑動，可行的辦法是A.使可變電阻R3的滑動觸頭向右滑動B.使可變電阻R3的滑動觸頭向左滑動C.減小磁場的磁感應強度D.增大磁場的磁感應強度答案解析圖7545.(多選)(2017遼寧葫蘆島市模擬)如圖7所示裝置，兩解析由金屬桿開始處于平衡狀態(tài)可知，金屬桿受重力沿軌道方向的分力與安培力沿軌道方向的分力大小相等，方向相反，現(xiàn)在要使金屬桿向下運動，可知在重力不變的情況下，金屬桿所受安培力減小，根據(jù)FBIL知，減小安培力可以通過電流不變的情況下減小磁感應強度，或者磁感應強度不變的情況下減小金屬桿中的電流，故A、C正確.54解析由金屬桿開始處于平衡狀態(tài)可知，金屬桿受重力沿軌道

15、方向的平衡中的臨界與極值問題高考題型3平衡中的臨界與極值問題高考題型3例3如圖8所示，物體在拉力F的作用下沿水平面做勻速直線運動，發(fā)現(xiàn)當外力F與水平方向夾角為30時，所需外力最小，由以上條件求外力F的最小值與重力的比值.答案解析圖8例3如圖8所示，物體在拉力F的作用下沿水平面做勻速直線運動解析物體受力分析如圖，建立直角坐標系，對力進行正交分解得：y方向：支持力FNGFyGFsin x方向：摩擦力FfFxFcos 又：FfFN 聯(lián)立得：解析物體受力分析如圖，建立直角坐標系，可知當90時，F(xiàn)有最小值.由題意，當30時有最小值，所以60可知當90時，F(xiàn)有最小值.1.平衡問題的臨界狀態(tài)是指物體所處的平

16、衡狀態(tài)將要被破壞而尚未被破壞的狀態(tài)，可理解成“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語言敘述，解臨界問題的基本方法是假設推理法.2.臨界問題往往是和極值問題聯(lián)系在一起的.解決此類問題重在形成清晰的物理圖景，分析清楚物理過程，從而找出臨界條件或達到極值的條件.要特別注意可能出現(xiàn)的多種情況.技巧點撥1.平衡問題的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)將要被破壞而尚未6.(多選)(2017黑龍江大慶模擬)如圖9所示，一根輕繩上端固定在O點，下端拴一個重力為G的小球，開始時輕繩處于垂直狀態(tài)，輕繩所能承受的最大拉力為2G，現(xiàn)對小球施加一個方向始終水平向右的力F，使球緩慢地移動，

17、則在小球緩慢地移動過程中，下列說法正確的是A.力F逐漸增大B.力F的最大值為 GC.力F的最大值為2GD.輕繩與豎直方向夾角最大值30對點拓展練答案解析圖9766.(多選)(2017黑龍江大慶模擬)如圖9所示，一根輕繩解析對小球受力分析，如圖甲：由平衡條件得：FGtan ，逐漸增大，則F逐漸增大，故A正確；如圖乙，小球緩慢地移動過程中，逐漸增大，F(xiàn)T的最大值為2G，則可得cos ，60，此時F達到最大值為 ，故B正確，C、D錯誤；故選A、B.76解析對小球受力分析，如圖甲：如圖乙，小球緩慢地移動過程中，7.(2015山東理綜16)如圖10所示，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑

18、塊A(A、B接觸面豎直)，此時A恰好不滑動，B剛好不下滑.已知A與B間的動摩擦因數(shù)為1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.A與B的質量之比為答案解析圖10解析對滑塊A、B整體在水平方向上有F2(mAmB)g；對滑塊B在豎直方向上有1FmBg；聯(lián)立解得： ，選項B正確.767.(2015山東理綜16)如圖10所示，滑塊A置于水平高考題精選精練高考題精選精練題組1全國卷真題精選1.(多選)(2016全國卷19)如圖11所示，一光滑的輕滑輪用細繩OO懸掛于O點；另一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b.外力F向右上方拉b，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).若

19、F方向不變，大小在一定范圍內變化，物塊b仍始終保持靜止，則A.繩OO的張力也在一定范圍內變化B.物塊b所受到的支持力也在一定范圍內變化C.連接a和b的繩的張力也在一定范圍內變化D.物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內變化答案解析圖11123456題組1全國卷真題精選答案解析圖11123456解析由于物塊a、b均保持靜止，各繩角度保持不變，對a受力分析得，繩的拉力FTmag，所以物塊a受到繩的拉力保持不變.由滑輪性質，滑輪兩側繩的拉力相等，所以b受到繩的拉力大小、方向均保持不變，C選項錯誤；a、b受到繩的拉力大小、方向均不變，所以繩OO的張力不變，A選項錯誤；對b進行受力分析，如圖所示.由平衡條

20、件得：FTcos FfFcos ，F(xiàn)sin FNFTsin mbg.其中FT和mbg始終不變，、也不變；當F大小在一定范圍內變化時，支持力在一定范圍內變化，B選項正確；摩擦力也在一定范圍內發(fā)生變化，D選項正確.123456解析由于物塊a、b均保持靜止，各繩角度保持不變，對a受力分2.(2016全國卷17)如圖12所示，兩個輕環(huán)a和b套在位于豎直面內的一段固定圓弧上；一細線穿過兩輕環(huán)，其兩端各系一質量為m的小球.在a和b之間的細線上懸掛一小物塊.平衡時，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑.不計所有摩擦.小物塊的質量為答案圖121234562.(2016全國卷17)如圖12所示，兩個輕環(huán)a和b3.(

21、2013全國卷15)如圖13，在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上.若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應有一定范圍，已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F20).由此可求出A.物塊的質量B.斜面的傾角C.物塊與斜面間的最大靜摩擦力D.物塊對斜面的正壓力答案解析圖131234563.(2013全國卷15)如圖13，在固定斜面上的一物解析對物塊受力分析，受重力、拉力、支持力、靜摩擦力，設物塊受到的最大靜摩擦力為f，斜面傾角為，物塊質量為m，物塊保持靜止，受力平衡，合力為零；當靜摩擦力平行于斜面向下時，拉力最大，有：F1mgsin f0 當靜摩擦力平行于斜面向上時，拉力最小，有

22、：F2fmgsin 0 物塊對斜面的正壓力為：Nmgcos ，未知，故D錯誤.123456解析對物塊受力分析，受重力、拉力、支持力、靜摩擦力，設物塊題組2各省市真題精選4.(2016海南卷2)如圖14，在水平桌面上放置一斜面體P，兩長方體物塊a和b疊放在P的斜面上，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).若將a和b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用f1、f2和f3表示.則A.f10，f20，f30 B.f10，f20，f30C.f10，f20，f30 D.f10，f20，f30答案解析圖14123456題組2各省市真題精選答案解析圖14123456解析對整體受力分析可知，整體相對地面沒有相對運動趨勢，故f

23、30；再將a和b看成一個整體，a、b整體有相對斜面向下運動的趨勢，故b與P之間有摩擦力，即f20；再對a受力分析可知，a相對于b有向下運動的趨勢，a和b之間存在摩擦力作用，即f10.選項C正確.123456解析對整體受力分析可知，整體相對地面沒有相對運動趨勢，故f5.(多選)(2015浙江理綜20)如圖15所示，用兩根長度相同的絕緣細線把一個質量為0.1 kg的小球A懸掛到水平板的M、N兩點，A上帶有Q3.0106 C的正電荷.兩線夾角為120，兩線上的拉力大小分別為F1和F2.A的正下方0.3 m處放有一帶等量異種電荷的小球B，B與絕緣支架的總質量為0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2；靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可視為點電荷)，則()A.支架對地面的壓力大小為2.0 NB.兩線上的拉力大小F1F21.9 NC.將B水平右移，使M、A、B在同一直線上，此時兩線上的 拉力大小F11.225 N，F(xiàn)21.0 ND.將B移到無窮遠處，兩線上的拉力大小F1F20.866 N答案解