新高考物理一輪復(fù)習(xí)提升練習(xí)導(dǎo)學(xué)案第10講 共點力平衡二（原卷版）

第10講共點力平衡方法二第10講共點力平衡方法二學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)明確目標(biāo)確定方向1.熟練掌握物體受力分析2.整體隔離法解決連接體問題3.自鎖和臨界極值問題分析【知識回歸】回歸課本夯實基礎(chǔ)一整體隔離法整體法和隔離法的使用技巧(1)當(dāng)分析相互作用的兩個或兩個以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時，宜用整體法。(2)當(dāng)分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體各部分)間的相互作用時，常用隔離法。(3)整體法和隔離法不是獨立的，對一些較復(fù)雜的問題，通常需要多次選取研究對象，交替使用整體法和隔離法。二臨界極值1．臨界問題當(dāng)某物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“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，常見的臨界狀態(tài)有：(1)兩接觸物體脫離與不脫離的臨界條件是相互作用力為0(主要體現(xiàn)為兩物體間的彈力為0)。(2)繩子斷與不斷的臨界條件為繩中的張力達(dá)到最大值；繩子繃緊與松馳的臨界條件為繩中的張力為0。(3)存在摩擦力作用的兩物體間發(fā)生相對滑動或相對靜止的臨界條件為靜摩擦力達(dá)到最大。2．極值問題平衡物體的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題。一般用圖解法或解析法進(jìn)行分析。3．解決極值問題和臨界問題的方法(1)極限法：首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析，找出平衡的臨界點和極值點；臨界條件必須在變化中去尋找，不能停留在一個狀態(tài)來研究臨界問題，而要把某個物理量推向極端，即極大和極小，并依次做出科學(xué)的推理分析，從而給出判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論。(2)數(shù)學(xué)分析法：通過對問題的分析，依據(jù)物體的平衡條件寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系(或畫出函數(shù)圖象)，用數(shù)學(xué)方法求極值(如求二次函數(shù)極值、公式極值、三角函數(shù)極值)，但利用數(shù)學(xué)方法求出極值后，一定要依據(jù)物理原理對該值的合理性及物理意義進(jìn)行討論和說明。(3)物理分析方法：根據(jù)物體的平衡條件，作出力的矢量圖，通過對物理過程的分析，利用平行四邊形定則進(jìn)行動態(tài)分析，確定最大值與最小值。【典例分析】精選例題提高素養(yǎng)【例1】．水平粗糙地面上有兩個質(zhì)量和形狀相同的物體A、B，A、B物體與地面的動摩擦因數(shù)分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0且SKIPIF1<0。將其組成如圖甲、乙所示的結(jié)構(gòu)，分別施加水平作用力SKIPIF1<0、SKIPIF1<0推動A、B物體沿水平方向做勻速運動，運動過程中A、B始終保持相對靜止，不計其它摩擦，下列說法正確的是（）A．SKIPIF1<0大小等于SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0大小小于SKIPIF1<0C．圖甲中物體B可能不受摩擦力 D．圖乙中物體A可能不受摩擦力【例2】多選．社會主義核心價值觀基本內(nèi)容為富強、民主、文明、和諧、自由、平等、公正、法治、愛國、敬業(yè)、誠信、友善。某公司為了宣傳社會主義核心價值觀基本內(nèi)容，用一根輕質(zhì)細(xì)繩將12盞燈籠按如圖所示的形式依次懸掛起來，為了追求美感，平衡時左、右兩側(cè)細(xì)繩與豎直方向的夾角均力SKIPIF1<0，相鄰兩燈籠間的水平距離均為SKIPIF1<0，“富強”與“友善”兩盞燈籠結(jié)點的高度均為h，每盞燈籠的質(zhì)量均為M，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．“平等”與“公正”兩燈籠間細(xì)繩中的張力大小為SKIPIF1<0B．“愛國”與“敬業(yè)”兩燈籠間細(xì)繩中的張力大小為SKIPIF1<0C．“和諧”燈籠的結(jié)點距地面的高度為SKIPIF1<0D．“公正”燈籠的結(jié)點距地面的高度為SKIPIF1<0【例3】．如圖所示，傾角為SKIPIF1<0的足夠長斜面上有一“L”型直角擋板，在擋板與斜面之間放有A、B兩個圓柱體，其質(zhì)量分別為SKIPIF1<0和m，已知兩圓柱截面圓心連線剛好水平。重力加速度為g。SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。（1）若所有接觸面均沒有摩擦力，并有外力F使系統(tǒng)靜止。求：A、B對斜面的壓力分別為多大？（2）若取走圓柱體B，只留圓柱體A在斜面上。A與斜面間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，A與擋板間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0。現(xiàn)用外力推動擋板，讓A沿斜面勻速上升，上升過程中A不發(fā)生轉(zhuǎn)動，已知在此過程中A受到斜面和擋板的摩擦力分別為滑動摩擦力和靜摩擦力，它們的大小相等，方向如圖。認(rèn)為最大靜摩擦等于滑動摩擦，要保證A與擋板之間不發(fā)生相對滑動，求SKIPIF1<0的值至少應(yīng)為多大？【例4】．紅旗渠是20世紀(jì)60年代林縣（今林州市）人民在極其艱難的條件下，近10萬人僅靠手拉肩打耗時10年，從太行山腰修建的引漳入林的水利工程，全長1500公里，被譽為“世界第八大奇跡”。圖（a）是修建時的場景，現(xiàn)將人們推石塊的情形簡化成圖（b）所示的模型，山坡的傾角為α。兩位農(nóng)民將質(zhì)量為m的石塊從A點勻速移到B點，前面農(nóng)民用輕繩拉石塊，后面農(nóng)民沿斜坡向上推，輕繩與斜坡的夾角為SKIPIF1<0。已知AB間距為l，石塊所受阻力與正壓力之比恒為k，重力加速度為g，若拉力和推力大小相等，則下列說法正確的是（）A．石塊的機(jī)械能增加了SKIPIF1<0 B．當(dāng)SKIPIF1<0時，沿斜面向上的推力最小C．拉力和推力的功率之和與SKIPIF1<0無關(guān) D．石塊受到的重力、拉力和推力的合力方向與SKIPIF1<0無關(guān)【鞏固練習(xí)】舉一反三提高能力1．新春佳節(jié)，大街小巷總會掛起象征喜慶的中國紅燈籠。如圖所示，由4根等長輕質(zhì)細(xì)繩SKIPIF1<0懸掛起3個質(zhì)量相等的燈籠，繩兩端的結(jié)點A、E等高，SKIPIF1<0繩與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0，繩中張力大小為SKIPIF1<0；SKIPIF1<0繩與豎直方向的夾角為SKIPIF1<0，繩中張力大小為SKIPIF1<0，則（）A．SKIPIF1<0可能等于SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0可能大于SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．如圖所示，一斜面體置于水平地面上，一物塊在平行于斜面向上的外力F作用下相對斜面保持靜止，該過程中斜面體相對水平地面也保持靜止。下列說法正確的是（

）A．斜面對物塊一定有摩擦力作用B．地面對斜面體一定有摩擦力作用C．地面對斜面體的支持力大于物塊與斜面所受重力之和D．地面對斜面體的支持力等于物塊與斜面所受重力之和3．我國的石橋世界聞名，如圖，某橋由六塊形狀完全相同的石塊組成，其中石塊1、6固定，2、5質(zhì)量相同為m，3、4質(zhì)量相同為SKIPIF1<0，不計石塊間的摩擦，則SKIPIF1<0為（

）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．1 D．24．在CCTV10科教頻道《科學(xué)大探險》欄目中，挑戰(zhàn)者將桌布平整的放于桌面上，桌布上放上物品，然后快速抽出桌布，桌面上的物品像有魔法一般牢牢“吸”在桌面上，如圖甲所示。某同學(xué)對此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他設(shè)置了一個實驗進(jìn)行模擬，將一質(zhì)量為m的長桌布B靜止在固定的水平桌面上，質(zhì)量為M的盤子A靜止在桌布上，如圖乙所示。A與B間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，B與桌面間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，現(xiàn)給桌布B右端一水平拉力F，把桌布B從盤子A的下面抽出。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。則拉力F至少應(yīng)為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<05．如圖所示，粗細(xì)均勻的直桿水平固定放置，滑塊A套在桿上，用輕彈簧與小球B相連，給小球B施加一個水平向右的大小為F的拉力，彈簧與水平方向的夾角為SKIPIF1<0，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧繩長量為x，則下列判斷正確的是（）A．球B的重力大于F B．桿對A的摩擦力大于FC．桿對A的支持力大于F D．彈簧的勁度系數(shù)SKIPIF1<06．如圖所示，均勻木板重SKIPIF1<0，木板上放重為SKIPIF1<0的臺秤，臺秤內(nèi)放重為SKIPIF1<0的物體。整個裝置用輕繩通過不計重力和摩擦的滑輪吊著，處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時臺秤的讀數(shù)為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<07．北方農(nóng)村秋冬季節(jié)常用金屬絲網(wǎng)圍成圓柱形糧倉儲存玉米棒，該糧倉由于玉米棒裝的不勻稱而發(fā)生傾斜現(xiàn)象，為避免傾倒，在左側(cè)用木棍支撐，如圖所示。若支撐點距水平地面的高度為SKIPIF1<0m，木棍與水平地面動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，木棍重力不計，糧倉對木棍的作用力沿木棍方向，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，為使木棍下端一定不發(fā)生側(cè)滑，則木棍的長度最多為（）A．1.5m B．SKIPIF1<0m C．2m D．2SKIPIF1<0m多選8．如圖所示，質(zhì)量為M的楔形物體ABC放置在墻角的水平地板上，BC面與水平地板間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，楔形物體與地板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。在楔形物體AC面與豎直墻壁之間，放置一個質(zhì)量為m的光滑球體，同時給楔形物體一個向右的水平力，楔形物體與球始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知AC面傾角SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，重力加速度為g，則（）A．楔形物體對地板的壓力大小為MgB．當(dāng)SKIPIF1<0時，楔形物體與地板間無摩擦力C．向右的水平力F的最小值一定是零D．向右的水平力F的最大值為SKIPIF1<0多選9．兩滑塊A、B都處于在水平面上，與水平面的動摩擦因數(shù)相同，用不可伸長的輕繩相連，第一次連接兩滑塊的繩水平（如圖甲），第二次連接兩滑塊的繩與水平方向成某一傾角（如圖乙），用水平恒力向右拉滑塊B，使兩滑塊一起沿水平面向右勻速運動，設(shè)第一次水平恒力為F1，繩拉力的大小為T1，A受摩擦力大小為f1；第二次水平恒力為F2，繩拉力的大小為T2，A所受摩擦力大小為f2．下列說法正確的是（）A．F1一定等于F2 B．F1一定小于F2 C．T1可能大于T2 D．f1一定大于f2多選10．如圖所示，甲、乙、丙三條不可伸長的輕繩栓接于O點，甲、乙兩繩自然伸直，上端分別固定于水平天花板上的a、b點，甲繩長30cm，乙繩長40cm，ab距離為50cm，甲、乙、丙三繩能承受的最大張力分別為3N、4N、5N。c點位于丙繩上，在c點對丙繩施加豎直向下的拉力F，O點位置始終不變，則在拉力F從零逐漸增大的過程中（）A．甲繩先斷 B．乙繩先斷C．某繩恰好先斷時，SKIPIF1<0 D．某繩恰好先斷時，SKIPIF1<0多選11．某個同學(xué)玩夾盒子的游戲，手握兩塊木板，兩木板間夾起盒子，如圖所示，已知木板與盒子之間的動摩擦因數(shù)為0.5，盒子與盒子之間的動摩擦因數(shù)為0.4，每個盒子重約為SKIPIF1<0，該同學(xué)兩手可以給木板提供的水平壓力都為SKIPIF1<0，則下列說法正確的是（??）A．該同學(xué)最多可以夾起16個盒子B．該同學(xué)最多可以夾起14個盒子C．若該同學(xué)夾起10個盒子，則第五個和第六個盒子之間的摩擦力為0D．無論該同學(xué)夾起多少個盒子，木板和盒子之間的摩擦力大小都為SKIPIF1<0多選12．“境自遠(yuǎn)塵均入詠，物含妙理總堪尋”。在網(wǎng)絡(luò)視頻中?？吹接腥税褞讉€看似不可能堆起來的物體堆到一起的視頻，如圖所示，不同幾何形狀物件a、b、c、d、e互相疊放在地面、平板A和B上。掛件f掛在光滑的細(xì)繩CD上，細(xì)繩一端系在豎直墻上C點，一端系在平板A右端點，整個裝置處于平衡狀態(tài)，用物理角度來分析，以下說法正確的是（）A．地面可能是光滑的B．物件e受力個數(shù)可能為2個C．物件b受力個數(shù)一定為4個D．物件a受到木板的作用力豎直向上E．C點緩慢下移一些，裝置仍有可能平衡多選13．如圖所示，水平地面上有兩個三角形斜劈P和Q疊放在一起。大小相等、方向相反的水平力F分別推P和Q，則P、Q可能會出現(xiàn)以下哪些運動狀態(tài)（）A．P與Q之間以及Q與地面之間均粗糙，P與Q均靜止。B．P與Q之間粗糙，Q與地面之間光滑，P與Q均靜止C．P與Q之間以及Q與地面之間均光滑，Q靜止，P沿斜面向上勻速D．P與Q之間以及Q與地面之間均光滑，Q靜止，P沿斜面向上勻加速運動14．無風(fēng)時雨滴在空氣中豎直下落，下落過程中雨滴的速度越來越大，受到的空