世紀金榜物理3市公開課一等獎百校聯賽特等獎課件

第1頁第2頁第3頁第4頁第5頁第6頁第7頁1.一根輕質細繩能承受最大拉力為G,現將一重量為G物體系于繩中點,兩手分別握住繩兩端,兩手先并攏,然后遲緩地左右對稱地分開,若想繩不停,兩段繩間夾角不能超出()A.45°B.60°C.120°D.135°【解析】選C.依據三力平衡特點,兩根繩上協力與物體重力大小相等方向相反.再依據兩個相等力合成特點,當兩力夾角為120°時,協力大小與分力相等,故選C.第8頁2.(·海淀區(qū)模擬)如圖所表示,水平地面上物體A,在斜向上拉力F作用下,向右做勻速運動,則以下說法中正確是()A.物體A可能只受到三個力作用B.物體A一定受到了四個力作用C.物體A受到滑動摩擦力大小為FcosθD.物體A對水平地面壓力大小一定為Fsinθ第9頁【解析】選B、C.分析物體A受力如圖所表示,由平衡條件可知,Fcosθ=Ff,FN+Fsinθ=mg,因Ff≠0,FN一定不為零,故物體A一定受四個力作用,A錯誤,B、C正確;FN=mg-Fsinθ,故D錯誤.第10頁3.跳傘運動員和傘正勻速下落，已知運動員體重G1，傘重量G2，降落傘為圓頂形(如圖所表示).8根相同拉線均勻分布于傘邊緣，每根拉線均與豎直方向成30°夾角，則每根拉線上拉力為()第11頁【解析】選A.以運動員為研究對象，受重力G1和各根拉線對他拉力，大小為FT.由平衡條件，G1=8×FTcos30°,故選A.第12頁4.如圖所表示,獵人用兩根輕繩將猴子懸于空中,猴子處于靜止狀態(tài).以下相關說法正確是()A.猴子受到三個力作用B.繩拉猴子力和猴子拉繩力相互平衡C.地球對猴子引力與猴子對地球引力是一對作用力和反作用力D.人將繩子拉得越緊,猴子受到協力越大第13頁【解析】選A、C.猴子受重力和兩個拉力作用,所以選項A正確;兩拉力協力與重力平衡,B錯;地球對猴子引力與猴子對地球引力是一對作用力和反作用力,C正確;猴子靜止協力總為零,選項D錯.第14頁5.(·成都模擬)如圖所表示,質量為m兩個球A、B固定在橫桿兩端,將其放入光滑半圓形碗中,桿長度等于碗半徑,當桿與碗豎直半徑垂直時,兩球剛好能平衡,則桿作用力為()【解析】選A.以球A為研究對象受力分析,如圖,則F=mgtan30°,故桿作用力故A正確.第15頁第16頁一、整體法和隔離法選擇當物理情景中包括物體較多時,就要考慮采取整體法和隔離法.第17頁整體法和隔離法有時要交叉使用,但必須使用力相互作用才能從整體法過渡到隔離法.第18頁【例證1】(·山東高考)如圖所表示,質量分別為m1、m2兩個物體經過輕彈簧連接,在力F作用下一起沿水平方向做勻速直線運動(m1在地面,m2在空中),力F與水平方向成θ角.則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確是()A.FN=m1g+m2g-FsinθB.FN=m1g+m2g-FcosθC.Ff=FcosθD.Ff=Fsinθ【解題指導】因為題目中只包括m1、m2組成系統受到外力,故受力分析時采取整體法.第19頁【自主解答】選A、C.把m1、m2和彈簧組成系統看作整體,受力分析如圖,由平衡條件知:水平方向:Ff=Fcosθ豎直方向:FN+Fsinθ=m1g+m2g.由以上兩式得:Ff=Fcosθ,FN=m1g+m2g-Fsinθ,正確選項為A、C.第20頁【互動探究】本題中怎樣才能求出彈簧上彈力大小和方向?【解析】采取隔離法,以m1為研究對象,受力分析如圖,正交分解.則Fx=FfFN+Fy=m1g.得Fx=Fcosθ，Fy=Fsinθ-m2g第21頁F彈大小:F彈=F彈方向:答案:第22頁第23頁(1)三力平衡問題.作出平行四邊形后,要尋找菱形、直角三角形、相同形等,用對應幾何知識處理.(2)用正交分解法時,要建立適當坐標系,使盡可能多力與坐標軸重合.第24頁【例證2】(·鎮(zhèn)江模擬)如圖所表示,水平細桿上套一細環(huán)A,環(huán)A和球B間用一輕質繩相連,質量分別為mA、mB(mA>mB),因為B球受到水平風力作用,A環(huán)與B球一起向右勻速運動,已知細繩與豎直方向夾角為θ,則以下說法正確是第25頁A.風力增大時,輕質繩對B球拉力保持不變B.B球受到風力F為mAgtanθC.桿對A環(huán)支持力伴隨風力增加保持不變D.A環(huán)與水平細桿間動摩擦因數為第26頁【解題指導】解答本題關鍵點為第27頁【標準解答】選C.(1)先用隔離法：以B為研究對象，受力如圖，則F=mBgtanθ，B錯誤.F增大時，FT增大，A錯誤.(2)再用整體法：以球和環(huán)組成整體為研究對象，則桿對環(huán)支持力FN=(mA+mB)g，C正確.再由滑動摩擦力計算公式，F=μ(mA+mB)g，D錯誤.第28頁【規(guī)律方法】求解平衡類問題慣用四種方法(1)力合成法物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個力協力一定與第三個力大小相等,方向相反;“力合成法”是處理三力平衡問題基本方法.(2)正交分解法物體受到三個或三個以上力作用時,慣用正交分解法列平衡方程求解:Fx合=0,Fy合=0.為方便計算，建立坐標系時，要讓盡可能多力落在坐標軸上.第29頁(3)三角形法對受三力作用而平衡物體,將力矢量圖平移使三力組成一個首尾依次相接封閉力三角形,進而處理物體平衡問題方法叫三角形法;力三角形法在處理動態(tài)平衡問題時方便、直觀,輕易判斷.(4)相同三角形法物體受到三個共點力作用而處于平衡狀態(tài),畫出其中任意兩個力協力與第三個力等大反向平行四邊形中,可能有力三角形與題設圖中幾何三角形相同,進而力三角形與幾何三角形對應邊成百分比,依據百分比便可計算出未知力大小與方向.第30頁【變式訓練】如圖所表示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質量為m滑塊，在水平力F作用下靜止于P點．設滑塊所受支持力為FN．OP與水平方向夾角為θ．以下關系正確是()A．F=B．F=mgtanθC．FN=D．FN=mgtanθ第31頁【標準解答】選A.對滑塊進行受力分析可知，滑塊受重力mg、容器支持力FN、推力F.建立直角坐標系如圖所表示，因為滑塊平衡，則FNsinθ=mg；F=FNcosθ，解得故A對，B、C、D錯.第32頁【例證3】(·濟南模擬)在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓柱狀物體A,A與豎直墻之間放一光滑圓球B,整個裝置處于靜止狀態(tài).現對B加一豎直向下力F,F作用線經過球心,設墻對B作用力為F1,B對A壓力為F2,地面對A支持力為F3.若F遲緩增大而整個裝置仍保持靜止,截面如圖所表示,在此過程中第33頁A.F1保持不變,F3遲緩增大B.F1遲緩增大,F3保持不變C.F2遲緩增大,F3遲緩增大D.F2遲緩增大,F3保持不變第34頁【標準解答】選C.將A、B看作整體,受力分析得支持力F3=F+(mA+mB)g,當F增大時,F3增大.再以B為研究對象,受力如圖,正交分解得F2′cosθ=F1,F2′sinθ=mBg+F,當F遲緩增大時,F2′、F1也增大,依據牛頓第三定律,F2′=F2,故F1、F2都增大,故選C.第35頁第36頁不深入分析，忽略隱含條件造成錯誤如圖所表示，不計滑輪質量與摩擦，重物掛在滑輪下，繩A端固定，將右端繩由B移到C或D(繩長不變)，繩上張力分別為FTB、FTC和FTD，若右端繩與水平方向夾角θ分別為θB、θC和θD，則()第37頁A.FTB<FTC<FTDθB>θC>θDB.FTB＝FTC<FTDθB＝θC<θDC.FTB＝FTC<FTDθB＝θC>θDD.FTB<FTC<FTDθB＝θC<θD【常見錯誤】易錯選A和B項第38頁【易錯分析】對易錯選項及錯誤原因詳細分析以下：第39頁【正確解答】把握隱含條件：繩長L不變，兩墻壁間距離d不變，因為是滑輪，AO、CO是同一根繩子上兩部分，所以FTA、FTC一定大小相等，與水平面夾角也相等，如圖：第40頁d=LOAcosθ+(L-LOA)cosθmg=2FTsinθ故：所以，從B到C過程，d不變，θ不變，FTA、FTB、FTC一定大小相等且不變；處于D處時，繩長L不變，d變大，cosθ數值變大，θ變小，sinθ變小，FTD變大，選項C是正確.正確答案：C第41頁第42頁1.(·安徽高考)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,輕質彈簧一端固定在木板上,另一端與置于木板上表面滑塊Q相連,如圖所表示.若P、Q一起沿斜面勻速下滑,不計空氣阻力.則木板P受力個數為()A.3B.4C.5D.6第43頁【解析】選C.隔離Q,Q受重力,木板P支持力,彈簧沿斜面向上彈力;對木板P進行受力分析:木板P受重力、斜面支持力、滑塊Q壓力、彈簧彈力和與斜面間摩擦力5個力作用.故選C.第44頁2.(·江蘇高考)如圖所表示,置于水平地面三腳架上固定著一質量為m攝影機.三腳架三根輕質支架等長,與豎直方向均成30°角,則每根支架中承受壓力大小為()【解析】選D.如圖，每根支架承受壓力為FN,則FN豎直分力大小為所以正確.第45頁3.(·南昌模擬)如圖所表示，物塊B靠在水平天花板上，在豎直向上力F作用下，A、B保持靜止，A與B間動摩擦因數為μ1，B與天花板間動摩擦因數為μ2，則關于μ1、μ2值以下判斷正確是()A.μ1=0，μ2≠0B.μ1≠0，μ2=0C.μ1=0，μ2=0D.μ1≠0，μ2≠0第46頁【解析】選B、D.先把A、B看做整體，受力分析可得B與天花板間無摩擦力，故μ2可能為0，也可能不為0.再以B為研究對象，受力分析得B一定受A對它摩擦力，故μ1≠0，可見B、D正確.第47頁4.(·上海高考)如圖所表示,固定于豎直面內粗糙斜桿,與水平方向夾角為30°,質量為m小球套在桿上,在大小不變拉力作用下,小球沿桿由底端勻速運動到頂端,為使拉力做功最小,拉力F與桿夾角α=_____,拉力大小F=_____.第48頁【解析】小球勻速運動過程中受力如圖,第49頁設拉力與桿間夾角為α時,拉力做功最小,則這時小球受摩擦力應為零，則Fsinα=mgcos30°,Fcosα=mgsin30°,解得α=60°,F=mg答案:60°mg第50頁第51頁一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，最少有一個答案正確，選不全得4分，共70分)1.(·蘇州模擬)五本書相疊放在水平桌面上,用水平力F拉中間書c但未拉動,各書仍靜止(如圖).關于它們所受摩擦力情況,以下判斷正確是()第52頁A.書e受兩個摩擦力作用B.書b受到一個摩擦力作用C.書c受到一個摩擦力作用D.書a不受摩擦力作用【解析】選A、C、D.隔離法受力分析,a、b和b、c之間無摩擦力.c、d和d、e以及e和桌面之間有摩擦力,故A、C、D正確,B錯誤.第53頁2．如圖所表示，質量為m質點靜止地放在半徑為R半球體上，質點與半球體間動摩擦因數為μ，質點與球心連線與水平地面夾角為θ，則以下說法正確是()第54頁A.地面對半球體摩擦力方向水平向左B.質點對半球體壓力大小為mgcosθC.質點所受摩擦力大小為mgsinθD.質點所受摩擦力大小為mgcosθ【解析】選D.利用系統處于平衡可知，地面對半球體摩擦力為零，A錯；質點所受重力可分解為沿半徑方向壓力和與半球體相切下滑力，質點所受摩擦力為Ff=mgcosθ，對半球體壓力為FN=mgsinθ，故正確答案為D.第55頁3．(·泉州模擬)手握輕桿，桿另一端安裝有一個小滑輪C，支持著懸掛重物繩子，如圖所表示.現保持滑輪C位置不變，使桿向下轉動一個角度，則桿對滑輪C作用力將()第56頁A.變大B.不變C.變小D.無法確定【解析】選B.桿彈力方向不一定沿桿，桿對滑輪彈力與繩子對滑輪作用力協力平衡.滑輪C位置不變，繩子協力不變，故桿對滑輪C作用力不變.第57頁4.如圖所表示,質量為m1物體A,上表面摩擦因數很大,在水平向左恒定推力作用下,靜止在傾角為α光滑斜面上.A上表面放有兩袋質量均為m2大米.以下關于物體A對斜面壓力FN大小表示式正確是()第58頁A.FNB.FNC.FN=(m1+2m2)gsinα+FcosαD.FN=【解析】選A、B、D.因A上表面摩擦因數很大,所以大米袋與A不會有相對滑動,將A與兩袋大米看成一個整體受力,如圖,則由幾何關系知A、B、D正確,由正交分解知FN=(m1+2m2)gcosα+Fsinα所以C選項錯誤.第59頁5.(·銀川模擬)如圖所表示，傾角為θ斜面體C置于水平面上，B置于斜面上，經過細繩跨過光滑定滑輪與A相連，連接B一段細繩與斜面平行，A、B、C都處于靜止狀態(tài).則()第60頁A.B受到C摩擦力一定不為零B.C受到水平面摩擦力一定為零C.水平面對C支持力與B、C總重力大小相等D.若將細繩剪斷，B物體依然靜止在斜面上，水平面對C摩擦力為零第61頁【解析】選D.若mAg=mBgsinθ，則B、C之間無摩擦力，故A錯誤.將B、C看做整體，受力分析得C受地面摩擦力一定不為零，B錯誤.水平面對C支持力一定小于B、C總重力，C錯誤.若將細繩剪斷，B靜止在斜面上時，將B、C作為一個整體分析時，其受重力和水平面支持力，則水平面對C沒有摩擦力，D正確.第62頁6.如圖所表示，質量為M楔形物塊靜置于水平地面上，其斜面傾角為θ.斜面上有一質量為m小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑，在小物塊運動過程中，楔形物塊一直保持靜止，地面對楔形物塊支持力為()第63頁A.(M+m)gB.(M+m)g-FC.(M+m)g+FsinθD.(M+m)g-Fsinθ【解析】選D.因為小物塊勻速上滑，楔形物塊保持靜止，所以楔形物塊和小物塊組成系統處于平衡狀態(tài)，系統所受協力為零，豎直方向協力為零，設地面對楔形物塊支持力為FN，則有FN+Fsinθ=Mg+mg,FN=Mg+mg-Fsinθ,D選項正確.第64頁7.如圖所表示,一小球用輕繩懸于O點,用力F拉住小球,使輕繩保持偏離豎直方向75°角,且小球一直處于平衡狀態(tài).為了使F有最小值,F與豎直方向夾角θ應該是()第65頁A.90°B.45°C.15°D.0°【解析】選C.分析小球受力情況,當F和繩子拉力FT作用線垂直時F最小,則F與豎直方向夾角θ應是15°,C正確.第66頁8.(·南昌模擬)如圖所表示,在一根水平粗糙直橫梁上,套有兩個質量均為m鐵環(huán),兩鐵環(huán)上系有等長細繩,共同拴著質量為M小球,兩鐵環(huán)與小球均保持靜止,現使兩鐵環(huán)間距離增大少許,系統仍保持靜止,則水平橫梁對鐵環(huán)支持力FN和摩擦力Ff將()第67頁A.FN增大,Ff不變B.FN增大,Ff增大C.FN不變,Ff不變D.FN不變,Ff增大【解析】選D.將鐵環(huán)和小球組成系統看做整體,則2FN=2mg+Mg,故FN不變.當鐵環(huán)間距增大時受力分析結點和m分別如圖甲、乙所表示,得Ff=Mgcotθ,θ減小,Ff增大,故D正確.第68頁第69頁9.(·唐山模擬)如圖所表示,水平地面上質量為M斜面體,ab段光滑,bc段粗糙.現將質量為m滑塊從斜面頂端a點由靜止釋放,抵達b點后恰好做勻速運動.整個過程中斜面體一直保持靜止狀態(tài),以下判斷正確是()第70頁A.滑塊在ab段下滑時,斜面體對地面壓力等于(M+m)gB.滑塊在ab段下滑時,斜面體對地面摩擦力方向向右C.滑塊在bc段下滑時,斜面體對地面壓力等于(M+m)gD.滑塊在bc段下滑時,斜面體對地面摩擦力方向向右【解析】選C.斜面ab段光滑,滑塊在ab段加速下滑,處于失重狀態(tài),壓力小于(M+m)g,斜面體受向右摩擦力,A、B錯誤.滑塊在bc段下滑,恰好勻速運動,壓力等于(M+m)g,C正確,地面無摩擦力,D錯誤,故選C.第71頁10.如圖所表示,兩個完全相同光滑球質量為m,放在豎直擋板和傾角為α固定斜面間.若遲緩轉動擋板至與斜面垂直,則在此過程中()A.A、B兩球間彈力不變B.B球對擋板壓力逐步減小C.B球對斜面壓力逐步增大D.A球對斜面壓力逐步增大第72頁【解析】選A、B.以A球為研究對象,能夠得出A、B兩球間彈力不變.A球對斜面壓力不變,A正確,D錯誤,再以B球為研究對象,受力分析得B球對擋板壓力逐步減小,對斜面壓力也逐步減小,B正確,C錯誤.第73頁二、計算題(本大題共2小題,共30分,要有必要文字說明和解題步題,有數值計算要注明單位)11.(·蚌埠模擬)(15分)如圖所表示,用三根輕繩將質量均為mA、B兩小球以及水平天花板上固定點O之間兩兩連接,然后用一水平方向力F作用于A球上,此時三根輕繩均處于直線狀態(tài),且OB繩恰好處于豎直方向,兩球均處于靜止狀態(tài),三根輕繩長度之比為OA∶AB∶OB=3∶4∶5,試計算OA繩拉力及F大小.第74頁【解題提醒】審題時應注意以下三點:(1)三根輕繩長度比,及三繩組成幾何圖形.(2)OB繩恰好處于豎直方向,B球受力情況.(3)由B球受力特點分析A球受力情況.第75頁【解析】由OB繩處于豎直狀態(tài)可知FTAB=0(3分)由輕繩長度關系可知∠OAB=90°(2分)對A受力分析得FTOAcos53°=mg(5分)解得：FTOA=