高考物理状元谋略 一 力的平衡及解题策略

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线力的平衡及解题策略共点力的平衡问题是历年高考的热点，包括单个物体的平衡、多个物体的平衡等。一、解决共点力问题的基本思路(1)选择单个或多个物体作为研究对象，整体进行受力分析；(2)利用合成法或正交分解法对研究对象的受力情况进行处理；(3)应用平衡条件，建立等式求解(列出方程式)，或利用图解法进行定性分析。(4)求解或讨论(解的结果及物理意义).二、求解平衡问题的常用规律(1)相似三角形法:通过力三角形与几何三角形相似求未知力.对解斜三角形的情况更显优越性.(2)拉密原理:三个共点力平衡时,每个力与另外两个力夹角的正弦之比均相等,这个结(3)三力汇交原理:物体在同一个平面内三个力作用下处于平衡状态时,若这三个力不平行,则这三个力必共点,这就是三力汇交原理.(4)矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成一个封闭的三角形,即这三个力的合力必为零,由此求得未知力.三、一般平衡问题的解答策略1整体法与隔离法1.如图所示，若有4个完全相同的篮球，并排放在倾角为30的固定斜面上，各篮球依次标为“2、0、1、4”，其中4号篮球被竖直板挡住，不计所有接触处的摩擦，则1号篮球跟4号篮球间与4号篮球跟挡板间的弹力之比为( )A B C D2.平衡法与正交分解法 (2012全国山东卷) 【题号：3200001409】如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则( ) AFf变小 BFf不变 CFN变小 DFN变大3动态平衡问题的处理方法所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中.(1)图解分析法对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析,依据某一参量的变化,在同一图中作出物体在若干状态下力的平衡图(力的平行四边形),再由动态力的平行四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况.动态平衡中各力的变化情况是一种常见题型.总结其特点有:合力大小和方向都不变;一个分力的方向不变,分析另一个分力方向变化时两个分力大小的变化情况.用图解法具有简单、直观的优点.(2)相似三角形法对受三力作用而平衡的物体,先正确分析物体的受力,画出受力分析图,再寻找与力的三角形相似的几何三角形,利用相似三角形的性质,建立比例关系,把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论.(3)解析法根据物体的平衡条件列方程,在解方程时采用数学知识讨论某物理量随变量的变化关系.四、例题赏析1(2015全国新课标)如图所示，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间 a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将()A保持静止状态 B向左上方做匀加速运动C向正下方做匀加速运动D向左下方做匀加速运动【命题立意】知识：带电粒子在匀强电场中的受力情况与运动状态的分析。能力：由受力情况判断运动情况的推理能力。2如图所示,质量为m1=5 kg 的物体,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30 N的力F推物体,物体沿斜面向上匀速运动,斜面体质量m2=10 kg,且始终静止,取g=10 m/s2,求:(1)斜面对滑块的摩擦力.(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力.3(整体法、隔离法)(多选)如图3所示，光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则( )A水平外力F增大 B墙对B的作用力减小C地面对A的支持力减小DB对A的作用力减小4如图所示，将球用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中，细绳上的拉力将( )A逐渐增大 B逐渐减小C先增大后减小 D先减小后增大5如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，关于木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况，下列说法正确的是( )AF1增大，F2减小 BF1增大，F2增大 CF1减小，F2减小 DF1减小，F2增大6(2013全国天津卷) 【题号：3200001228】如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是( )AFN保持不变，FT不断增大BFN不断增大，FT不断减小CFN保持不变，FT先增大后减小DFN不断增大，FT先减小后增大7（2012全国卷1）【题号：3200001352】如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中( )A . FN1始终减小, FN2始终增大B . FN1始终减小, FN2始终减小C . FN1先增大后减小, FN2始终减小D . FN1先增大后减小,FN2先减小后增大8【2016全国（新课标3）】如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球.在a和b之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )A. B. C.m D.2m9. 【题号：3200000229】（2014 海南卷）5如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O/点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO段水平，长为度L；绳子上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L。则钩码的质量为( )A B C D10. 【题号：3200000130】（2014年 山东卷）14.如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上的等高的两点，制成一简易秋千。某次维修时将两绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时，表示木板所受合力的大小，表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后：（ ）A.不变，变大 B.不变，变小 C.变大，变大 D.变小，变小11(2015衡阳八中模拟)如图所示，两个梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜，A的左侧靠在光滑的竖直墙面上，B受到水平向左的推力F。关于两个木块的受力，下列说法正确的是( )AA、B之间一定存在摩擦力BA可能受三个力作用CA一定受四个力作用DB受到地面的摩擦力的方向向右12如图所示，固定在水平地面上的物体A，左侧是圆弧面，右侧是倾角为的斜面，一根轻绳跨过物体A顶点上的小滑轮，绳两端分别系有质量为m1、m2的小球，当两球静止时，小球m1与圆心连线跟水平方向的夹角也为，不计一切摩擦，圆弧面半径远大于小球直径，则m1、m2之间的关系是()Am1m2 Bm1m2tan Cm1m2cot Dm1m2cos 五、例题赏析答案1答案见二维码2【答案】(1)5 N (2)15N， 135 N .F=m1gsin 30+Ff,Ff=F-m1gsin 30=(30-5100.5) N=5 N(2)用整体法:因两个物体均处于平衡状态,故可以将滑块与斜面体当作一个整体来研究,其受力如上图乙所示,由图乙可知:在水平方向上有F地=Fcos 30=15N;在竖直方向上有FN地=(m1+m2)g-Fsin 30=135 N3【答案】BD .【解析】先用整体法分析把A、B看做整体，受力分析，可得地面对A的支持力等于A、B两物体的总重力A的位置向左移动时，地面对A的支持力不变，C错误墙对B的弹力FN1和力F大小相等12【答案】