專題一受力分析物體的平衡(高考定位+方法提煉+突破訓練)(共42張PPT)

專題1受力分析物體的平衡第一部分專題復習篇受力分析、物體的平衡問題是力學的基本問題，在高考中是Ⅱ級要求，主要考查力的產(chǎn)生條件、力的大小方向的判斷(難點：彈力、摩擦力)、力的合成與分解、平衡條件的應用、動態(tài)平衡問題的分析、連接體問題的分析，涉及的思想方法有：整體法與隔離法、假設法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等．高考試題命題特點：這部分知識單獨考查一個知識點的試題非常少，大多數(shù)情況都是同時涉及到幾個知識點，而且都是牛頓運動定律、功和能、電磁學的內(nèi)容結合起來考查，考查時注重物理思維與物理能力的考核．高考定位目錄索引考題1對物體受力分析的考查考題2對靜態(tài)平衡問題的考查考題3對動態(tài)平衡問題的考查考題4應用平衡條件解決電學平衡問題考題1對物體受力分析的考查

(多選)如圖1所示，質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜面B上，現(xiàn)用大小均為F，方向相反的水平力分別推A和B，它們均靜止不動，則(

)

A.A與B之間不一定存在摩擦力B.B與地面之間可能存在摩擦力C.B對A的支持力一定大于mgD.地面對B的支持力的大小一定等于(M＋m)g圖1例1審題突破

B、D選項考察地面對B的作用力故可以：先對物體A、B整體受力分析，根據(jù)平衡條件得到地面對整體的支持力和摩擦力；A、C選項考察物體A、B之間的受力，應當隔離，物體A受力少，故：隔離物體A受力分析，根據(jù)平衡條件求解B對A的支持力和摩擦力.解析

對A、B整體受力分析，如圖，受到重力(M＋m)g、支持力FN和已知的兩個推力，水平方向：由于兩個推力的合力為零，故整體與地面間沒有摩擦力；豎直方向：有FN＝(M＋m)g，故B錯誤，D正確；再對物體A受力分析，受重力mg、推力F、斜面體B對A的支持力FN′和摩擦力Ff，在沿斜面方向：①當推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量時，摩擦力的方向沿斜面向下，②當推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量時，摩擦力的方向沿斜面向上，③當推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量時，摩擦力為零，設斜面傾斜角為θ，在垂直斜面方向：FN′＝mgcos

θ＋Fsin

θ，所以B對A的支持力不一定大于mg，故A正確，C錯誤.故選擇A、D.答案

AD1.(單選)(2014·廣東·14)如圖2所示，水平地面上堆放著原木，關于原木P在支撐點M、N處受力的方向，下列說法正確的是(

)A.M處受到的支持力豎直向上B.N處受到的支持力豎直向上C.M處受到的靜摩擦力沿MN方向D.N處受到的靜摩擦力沿水平方向突破訓練圖2解析

M處支持力方向與支持面(地面)垂直，即豎直向上，選項A正確；N處支持力方向與支持面(原木接觸面)垂直，即垂直MN向上，故選項B錯誤；摩擦力與接觸面平行，故選項C、D錯誤.答案

A2.(單選)如圖3所示，一根輕桿的兩端固定兩個質(zhì)量均為m的相同小球A、B，用兩根細繩懸掛在天花板上，虛線為豎直線，α＝θ＝30°，β＝60°，求輕桿對A球的作用力(

)圖3解析

對A球受力分析如下圖，細繩對小球A的力為F1，桿對A的力為F2，把F1和mg合成，由幾何知識可得組成的三角形為等腰三角形，故F2＝mg.答案

A3.(單選)如圖4所示，用質(zhì)量為M的吸鐵石，將一張質(zhì)量為m的白紙壓在豎直固定的磁性黑板上．某同學沿著黑板面，用水平向右的恒力F輕拉白紙，白紙未移動，則此時黑板對白紙的摩擦力的大小為(

)圖4

方法提煉1.合理的選取研究對象如果題目中給出的物體不止一個，在分析物體受力情況時，往往不能直接判斷它與其接觸的物體間是否有相互作用的彈力和摩擦力，這時可以采用隔離法(或整體法)，先分析其他物體(或整體)的受力情況，再分析被研究物體的受力情況.2.結合運動狀態(tài)及時修正由于彈力和摩擦力都是被動力，它們的方向和大小與物體的運動狀態(tài)有密切的關系，所以分析物體的受力情況時，除了根據(jù)力產(chǎn)生的條件判斷外，還必須根據(jù)物體的運動狀態(tài)，結合牛頓第二定律及時進行修正.

考題2對靜態(tài)平衡問題的考查例2圖5

5.(單選)在如圖所示的A、B、C、D四幅圖中，滑輪本身的重力忽略不計，滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上，一根輕繩ab繞過滑輪，a端固定在墻上，b端下面掛一個質(zhì)量都是m的重物，當滑輪和重物都靜止不動時，圖A、C、D中桿P與豎直方向夾角均為θ，圖B中桿P在豎直方向上，假設A、B、C、D四幅圖中滑輪受到木桿彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD，則以下判斷中正確的是(

)

6.(單選)傾角為45°的斜面固定在墻角，一質(zhì)量分布均勻的光滑球體在大小為F的水平推力作用下靜止在如圖7所示的位置，F(xiàn)的作用線通過球心，設球所受重力大小為G，豎直墻對球的彈力大小為F1，斜面對球的彈力大小為F2，則下列說法正確的是(

)A.F1一定大于F B.F2一定大于GC.F2一定大于F D.F2一定大于F1圖7解析以球為研究對象，受力分析，如圖所示，根據(jù)平衡條件可得：F2sinθ＝GF＝F1＋F2cosθ所以F2一定大于G，F(xiàn)1一定小于F，F(xiàn)2與F的大小關系不確定，F(xiàn)1和F2的大小關系也不確定，所以B正確，A、C、D錯誤.答案

B方法提煉共點力平衡問題的求解思路和方法1.求解共點力平衡問題的一般思路2.常用求解方法(1)正交分解法(2)合成法

(多選)如圖8所示，傾角為θ的斜面體c置于水平地面上，小物塊b置于斜面上，通過細繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連接，連接b的一段細繩與斜面平行.在a中的沙子緩慢流出的過程中，a、b、c都處于靜止狀態(tài)，則(

)A.b對c的摩擦力一定減小B.b對c的摩擦力方向可能平行斜面向上C.地面對c的摩擦力方向一定向右D.地面對c的摩擦力一定減小考題3對動態(tài)平衡問題的考查

例3圖8審題突破

b受到c的摩擦力不一定為零，與兩物體的重力、斜面的傾角有關.對bc整體研究，由平衡條件分析水平面對c的摩擦力方向和支持力的大小.解析設a、b的重力分別為Ga、Gb.若Ga＝Gbsin

θ，b受到c的摩擦力為零；若Ga≠Gbsin

θ，b受到c的摩擦力不為零.若Ga＜Gbsin

θ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，故A錯誤，B正確.對b、c整體，水平面對c的摩擦力Ff＝FTcos

θ＝Gacos

θ，方向水平向左.在a中的沙子緩慢流出的過程中，則摩擦力在減小，故C錯誤，D正確.答案

BD7.(單選)如圖9甲，手提電腦散熱底座一般設置有四個卡位用來調(diào)節(jié)角度.某同學將電腦放在散熱底座上，為了獲得更好的舒適度，由原卡位4緩慢地調(diào)至卡位1(如圖乙)，電腦始終靜止在底座上，則(

)圖9突破訓練A.電腦受到的支持力變大B.電腦受到的摩擦力變小C.散熱底座對電腦的作用力變大D.散熱底座對電腦的作用力不變解析對筆記本電腦受力分析如圖所示，有：FN＝mgcosθ、Ff＝mgsinθ.由原卡位1調(diào)至卡位4，θ減小，靜摩擦力Ff減小、支持力FN增加；散熱底座對電腦的作用力的合力是支持力和靜摩擦力的合力，與電腦的重力平衡，始終是不變的，故D正確.答案

D8.(單選)如圖10將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用細線相連懸掛于O點，用力F拉小球a，使整個裝置處于靜止狀態(tài)，且懸線Oa與豎直方向的夾角為θ＝30°，則F的最小值為(

)圖10解析以a、b兩球為一整體進行受力分析：受重力2mg，繩子的拉力FT，拉力F，其中重力是恒力，繩子拉力FT方向恒定，根據(jù)平衡條件，整體所受合外力為零，所以當F的方向與繩子垂直時最小，如圖所示，根據(jù)幾何關系可得：F＝2mgsin30°＝mg，所以B正確，A、C、D錯誤.答案

B9.(單選)(2014·山東·14)如圖11所示，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點，制成一簡易秋千，某次維修時將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點不變.木板靜止時，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對木板拉力的大小，則維修后(

)A.F1不變，F(xiàn)2變大

B.F1不變，F(xiàn)2變小C.F1變大，F(xiàn)2變大

D.F1變小，F(xiàn)2變小圖11解析木板靜止時，木板受重力G以及兩根輕繩的拉力F2，根據(jù)平衡條件，木板受到的合力F1＝0，保持不變.兩根輕繩的拉力F2的合力大小等于重力G，保持不變，當兩輕繩剪去一段后，兩根輕繩的拉力F2與豎直方向的夾角變大，因其合力不變，故F2變大.選項A正確，選項B、C、D錯誤.答案

A方法提煉1.當受力物體的狀態(tài)發(fā)生“緩慢”變化時，物體所處的狀態(tài)仍為平衡狀態(tài)，分析此類問題的方法有解析法和矢量三角形法.2.分析動態(tài)平衡問題時需注意以下兩個方面：(1)在動態(tài)平衡問題中，一定要抓住不變的量(大小或方向)，此題中不變的量是力F3和F1′的合力的大小和方向，然后分析其他量的變化.(2)當物體受到一個大小和方向都不變、一個方向不變、一個大小和方向都變化的三個力作用，且題目只要求定性討論力的大小而不必進行定量計算時，首先考慮用圖解法.

(多選)(6分)如圖12所示，粗糙程度均勻的絕緣空心斜面ABC放置在水平面上，∠CAB＝30°，斜面內(nèi)部O點(與斜面無任何連接)固定一個正點電荷，一帶負電可視為質(zhì)點的小物體可以分別靜止在M、P、N點，P為MN的中點，OM＝ON，OM∥AB，則下列判斷正確的是(

)A.小物體在M、P、N點靜止時一定都是受4個力B.小物體靜止在P點時受到的摩擦力最大C.小物體靜止在P點時受到的支持力最大D.小物體靜止在M、N點時受到的支持力相等考題4應用平衡條件解決電學平衡問題審題破題真題演練例4圖12思維導圖解析

對小物體分別在三處靜止時進行受力分析，如圖：結合平衡條件小物體在P、N兩點時一定受四個力的作用，而在M處不一定，故A錯誤；小物體靜止在P點時，摩擦力Ff＝mgsin30°，設小物體靜止在M、N點時，庫侖力為F′，則小物體靜止在N點時Ff′＝mgsin30°＋F′cos30°，小物體靜止在M點時Ff″＝mgsin30°－F′cos30°，可見小物體靜止在N點時所受摩擦力最大，故B錯誤；小物體靜止在P點時，設庫侖力為F，受到的支持力FN＝mgcos30°＋F，小物體靜止在M、N點時：FN′＝mgcos30°＋F′sin30°，由庫侖定律知F＞F′，故FN＞FN′，即小物體靜止在P點時受到的支持力最大，靜止在M、N點時受到的支持力相等，故C、D正確.答案

CD(2014·江蘇·13)(15分)如圖13所示，在勻強磁場中有一傾斜的平行金屬導軌，導軌間距為L，長為3d，導軌平面與水平面的夾角為θ，在導軌的中部刷有一段長為d的薄絕緣涂層.勻強磁場的