高中物理二輪復(fù)習(xí) 第1講　力與物體的平衡

PART1專題一專題一力與運(yùn)動(dòng)專題網(wǎng)絡(luò)自查專題網(wǎng)絡(luò)自查1.通曉6種性質(zhì)力,掌握受力分析的基本方法(合成與分解法、整體與隔離法);2.熟知四種基本運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)),掌握典型的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和規(guī)律;3.明確力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(牛頓第二定律、向心力公式等),掌握解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本思路和方法;4.理解萬(wàn)有引力定律,掌握天體運(yùn)動(dòng)的基本模型和解題思路.第1講力與物體的平衡核心知識(shí)整合高考題型突破教師備用習(xí)題核心知識(shí)整合一、幾種常見(jiàn)力的比較力的種類產(chǎn)生原因或條件大小方向重力

由于地球的吸引

G=mg豎直向下彈力

直接接觸、發(fā)生彈性形變

胡克定律:F=kx

與引起形變的力的方向相反摩擦力

接觸面粗糙、存在壓力、相對(duì)滑動(dòng)(或有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì))

靜摩擦力:0<f≤fmax;滑動(dòng)摩擦力:f=μFN

與接觸面相切,與物體相對(duì)滑動(dòng)或相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)方向相反核心知識(shí)整合（續(xù)表）力的種類產(chǎn)生原因或條件大小方向電場(chǎng)力電場(chǎng)

正電荷受電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)同向安培力

磁場(chǎng),且I不與B平行

F=BIL(I⊥B)

用左手定則判斷,垂直于I、B所決定的平面洛倫茲力

磁場(chǎng),且v不與B平行

F=Bqv(v⊥B)

用左手定則判斷,垂直于v、B所決定的平面核心知識(shí)整合二、共點(diǎn)力作用下物體(或系統(tǒng))的平衡1.平衡條件:F合=0(正交分解Fx=0,Fy=0).2.平衡狀態(tài):物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài).3.處理平衡問(wèn)題的基本思路高考題型突破高考題型1穩(wěn)態(tài)平衡問(wèn)題

D高考題型突破

高考題型突破[技法點(diǎn)撥]1.共點(diǎn)力作用下的物體平衡問(wèn)題,涉及受力分析、力的合成與分解、建立平衡方程等,其思維與解題過(guò)程如下:

高考題型突破2.當(dāng)直接分析一個(gè)物體的受力不方便時(shí),可轉(zhuǎn)移研究對(duì)象,先分析另一個(gè)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(zhuǎn)移研究對(duì)象法”.3.如果物體僅受三個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài),一般采用合成法處理力,即其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反.根據(jù)平行四邊形定則或三角形定則找到直角三角形、相似三角形,用三角函數(shù)(正弦、余弦或正切函數(shù)等)知識(shí)求解.高考題型突破1.用兩段等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線將a、b兩小球連接并懸掛于O點(diǎn),小球a、b分別受到水平向右的拉力F1和水平向左的拉力F2的作用,系統(tǒng)平衡時(shí)兩小球的位置情況如圖所示,此時(shí)上、下兩段細(xì)線中的張力大小之比為4∶3,則a、b兩小球的質(zhì)量之比為(

)A.3∶1 B.1∶3C.2∶3 D.3∶4

B■考向預(yù)測(cè)高考題型突破

A高考題型突破

高考題型突破高考題型2動(dòng)態(tài)平衡及臨界問(wèn)題

例2(多選)[2019·全國(guó)卷Ⅰ]

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(xì)繩跨過(guò)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?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動(dòng)N,直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45°角.已知M始終保持靜止,則在此過(guò)程中 (

)

A.水平拉力的大小可能保持不變B.M所受細(xì)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.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加BD高考題型突破

高考題型突破[技法點(diǎn)撥]解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的一般思路:把“動(dòng)”化為“靜”,“靜”中求“動(dòng)”.動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的分析過(guò)程與處理方法如下:高考題型突破1.如圖所示,AC是上端帶定滑輪的固定豎直桿,輕桿AB一端通過(guò)鉸鏈固定在A點(diǎn),另一端B懸掛一重為G的物體,且B端系有一根輕繩,輕繩繞過(guò)定滑輪,用力F拉繩,開(kāi)始時(shí)∠BAC>90°,現(xiàn)使∠BAC緩慢變小,直到桿AB接近豎直桿AC.此過(guò)程中 (

)A.輕桿AB對(duì)B端的彈力大小不變B.輕桿AB對(duì)B端的彈力先減小后增大C.力F逐漸增大D.力F先逐漸減小后逐漸增大A■考向預(yù)測(cè)高考題型突破

高考題型突破

A高考題型突破高考題型3

電磁學(xué)中的平衡問(wèn)題

例3[2019·全國(guó)卷Ⅰ]

如圖所示,空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下,兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直,則(

)A.P和Q都帶正電荷B.P和Q都帶負(fù)電荷C.P帶正電荷,Q帶負(fù)電荷D.P帶負(fù)電荷,Q帶正電荷D高考題型突破[解析]兩細(xì)繩都與天花板垂直,表明兩小球整體在水平方向上受力平衡,兩小球帶等量異種電荷,兩小球之間的庫(kù)侖力是引力,由于正電荷受電場(chǎng)力方向與勻強(qiáng)電場(chǎng)方向相同,負(fù)電荷受電場(chǎng)力方向與勻強(qiáng)電場(chǎng)方向相反,故Q帶正電荷,P帶負(fù)電荷,D正確.高考題型突破[技法點(diǎn)撥]處理電磁學(xué)中的平衡問(wèn)題與純力學(xué)問(wèn)題的分析方法一樣,把方法和規(guī)律進(jìn)行遷移應(yīng)用,具體思路與步驟如下.高考題型突破

C■考向預(yù)測(cè)高考題型突破

高考題型突破2.(多選)如圖所示,豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣,兩個(gè)帶有同種電荷的小球A、B分別處于豎直墻面和水平地面上,且處于同一豎直平面內(nèi).若用圖示方向的水平推力F作用于小球B,則兩球靜止于圖示位置;如果將小球B向左推動(dòng)少許,并待兩球重新達(dá)到平衡時(shí),則兩個(gè)小球的受力情況與原來(lái)相比 (

)A.推力F增大B.豎直墻面對(duì)小球A的彈力減小C.地面對(duì)小球B的彈力一定不變D.兩小球之間的庫(kù)侖力變大BC高考題型突破[解析]對(duì)A球受力分析,受到三個(gè)力如圖甲所示,將B小球向左推動(dòng)一小段距離后,庫(kù)侖力與豎直方向的夾角變小,A的重力不變,墻壁的彈力方向不變,根據(jù)平行四邊形定則,庫(kù)侖力變小,豎直墻面對(duì)小球A的彈力NA變小,選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤.對(duì)整體受力分析,如圖乙所示,地面的支持力大小始終等于兩球的總重力,所以地面對(duì)小球B的支持力不變,故C正確.對(duì)整體而言,墻壁對(duì)球的彈力大小等于推力F,則推力F將減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.教師備用習(xí)題1.(多選)[2017·天津卷]

如圖所示,輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài).如果只人為改變一個(gè)條件,當(dāng)衣架靜止時(shí),下列說(shuō)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(diǎn)右移AB■備用真題[解析]繩的右端上下移動(dòng)及改變繩子兩端高度差都不會(huì)改變兩部分繩間的夾角,A正確,C錯(cuò)誤;兩繩間的夾角與衣服的質(zhì)量大小無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤;將桿N向右移一些,兩部分繩間的夾角變大,繩子拉力變大,B正確.教師備用習(xí)題

C教師備用習(xí)題

BC教師備用習(xí)題

教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題

■模擬精選B

5.如圖所示,水平直桿AB中點(diǎn)為O,一輕繩兩端分別固定在直桿的A、B兩點(diǎn),輕質(zhì)滑輪連接一重物,放置在輕繩上,不計(jì)滑輪與輕繩之間的摩擦.現(xiàn)讓直桿AB繞過(guò)O的水平軸逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過(guò)角度θ(θ<90°)的過(guò)程,輕繩的張力 (

)A.逐漸減小

B.逐漸增大C.先增大后減小

D.先減小后增大A教師備用習(xí)題[解析]設(shè)輕繩與豎直方向的夾角為α,滑輪兩邊繩長(zhǎng)分別為l1和l2,則l1sinα+l2sinα=x,A、B之間的水平距離x越小,輕繩與豎直方向的夾角α越小;對(duì)滑輪及重物,由平衡條件,2FTcos

α=mg,故輕繩的張力減小,選項(xiàng)A正確.6.如圖所示,一固定的光滑直桿與水平面的夾角α=37°,穿在桿上的兩個(gè)小球A、B通過(guò)一條跨過(guò)定滑輪的輕繩相連接,定滑輪通過(guò)輕桿固定于天花板下方,且它的轉(zhuǎn)軸為O.平衡時(shí)OA繩與直桿的夾角也為α,OB繩豎直.定滑輪的大小、質(zhì)量均不計(jì),小球孔的內(nèi)徑略大于桿的直徑,所有摩擦均可忽略,sin37°=0.6,cos37°=0.8.下列說(shuō)法正確的是 (

)A.平衡時(shí),直桿對(duì)B球有作用力B.小球A的重力與輕繩的拉力大小之比為4∶3C.小球A、B的質(zhì)量之比為3∶4D.懸掛定滑輪的輕桿對(duì)定滑輪的作用力豎直向上B教師備用習(xí)題[解析]對(duì)B球受力分析可知,B球受到重力、繩子的拉力,兩個(gè)力的合力為零,桿對(duì)B球沒(méi)有彈力,否則不能平衡