2019版高考物理大相互作用第6讲受力分析共点力的平衡学案.docx

第6讲受力分析共点力的平衡考纲要求考情分析命题趋势1.物体的受力分析2共点力的平衡3动态平衡问题2017全国卷，212016全国卷，19受力分析、共点力的平衡一直是高考的热点，题型以选择题为主复习时要学会进行受力分析，掌握共点力的平衡条件及推论，掌握整体法和隔离法，学会用图解法分析动态平衡和极值问题1受力分析(1)定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力图，这个过程就是受力分析(2)受力分析的顺序先找重力，再找接触力(弹力、摩擦力)，最后分析电场力、磁场力及其他力(3)受力分析的步骤明确研究对象确定分析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体的组合隔离物体分析将研究对象从周围物体中_隔离_出来，进而分析物体受的重力、弹力、摩擦力、电磁力等，检查周围有哪些物体对它施加了力的作用画出受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出_方向_.检查画出的每一个力能否找出它的_施力物体_，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态，否则，必然发生了漏力、添力或错力现象2共点力的平衡(1)平衡状态：物体处于静止或_匀速直线运动_状态(2)共点力的平衡条件：F合0或者(3)平衡条件的推论二力平衡如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小_相等_、方向_相反_，为一对平衡力三力平衡如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小_相等_、方向_相反_.多力平衡如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小_相等_、方向_相反_.思考感悟(1)物体在某一时刻速度为零时，物体不一定处于平衡状态(2)在多个共点力作用下的物体处于静止状态，如果其中一个力消失其他力保持不变，物体沿消失的力的反方向做初速度为零的匀加速直线运动1请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因(1)物体沿光滑斜面下滑时，物体受到重力、支持力和下滑力的作用()解析下滑力并不是实际存在的力，而只是重力的一个分力(2)速度等于零的物体一定处于平衡状态()解析比如竖直上抛的物体运动到最高点，速度虽然等于零，但并不是平衡状态(3)物体的平衡状态是指物体处于静止或速度大小不变的状态()解析平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态(4)物体处于平衡状态时，加速度等于零()(5)二力平衡时，这两个力必定等大反向()(6)若物体受到三个力F1、F2、F3的作用而平衡，将F1转动90时，三个力的合力大小为F1.()(7)多个共点力平衡时，其中任何一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反()2(多选)如图所示，物体M在竖直向上的拉力F作用下静止在一固定的粗糙斜面上，则物体M受力个数可能为(AC)A2个B3个 C4个D5个解析当Fmg时，物体只受到重力和拉力F的作用；当Fr.设绳对球的拉力为F，斜面对球的支持力为N，则关于F和N的变化情况，下列说法正确的是(A)AF一直增大，N一直减小BF一直增大，N先减小后增大CF一直减小，N保持不变DF一直减小，N一直增大解析小球受到三个力作用，重力G为恒力，斜面的支持力N方向垂直斜面向上，当球沿斜面上升时，细绳的拉力F与竖直方向的夹角减小，画出受力的矢量三角形如图所示，则N减小，F增大，选项A正确4.(多选)如图所示，A是一质量为M的盒子，B的质量为，A、B用细绳相连，跨过光滑的定滑轮，A置于倾角30的斜面上，B悬于斜面之外而处于静止状态，现在向A中缓慢加入砂子，整个系统始终保持静止，则在加入砂子的过程中(BCD)A绳子拉力逐渐减小BA对斜面的压力逐渐增大C斜面对A的摩擦力逐渐增大DA所受的合力不变解析以B为研究对象，由二力平衡条件可知，绳子的拉力FT始终等于B的重力的大小，即FTMg，选项A错误；以A为研究对象，不加砂子前，绳子拉力FT与A的重力沿斜面方向的分力平衡，A与斜面间没有摩擦力的作用；加入砂子后，相当于A的重力增加，A对斜面的压力增大，为了平衡加入砂子的重力产生沿斜面方向的分力，A将受到沿斜面向上的静摩擦力，且随着砂子的加入而逐渐增大，故选项B、C正确；因为A一直处于静止状态，所以受的合力为零保持不变选项D正确5(2017东北三省四市联考二)(多选)如图所示，两根轻绳一端系于结点O，另一端分别系于固定圆环上的A、B两点，O点下面悬挂一物体M，绳OA水平，拉力大小为F1，绳OB与OA夹角120，拉力大小为F2，将两绳同时缓慢顺时针转过75，并保持两绳之间的夹角始终不变，且物体始终保持静止状态则在旋转过程中，下列说法正确的是(BC)AF1逐渐增大BF1先增大后减小CF2逐渐减小DF2先增大后减小解析设两绳转动过程中，绳OA与水平方向的夹角为，以O点为研究对象，受力分析如图所示，因为两绳是缓慢移动的，所以O点始终处于平衡状态，由平衡条件得F1cos F2cos(60)，F1sin F2sin(60)Mg，由以上两式解得F1，F2.当60时，增大，F1增大，F2减小；当60)现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角不变在OM由竖直被拉到水平的过程中(AD)AMN上的张力逐渐增大BMN上的张力先增大后减小COM上的张力逐渐增大DOM上的张力先增大后减小解析重物受到重力mg、OM绳的拉力FOM、MN绳的拉力FMN共三个力的作用缓慢拉起过程中任一时刻可认为是平衡状态，三力的合力恒为0.如图所示，由三角形定则得一首尾相接的闭合三角形，由于且不变，则三角形中FMN与FOM的交点在一个优弧上移动，由图可以看出，在OM被拉到水平的过程中，绳MN中拉力一直增大且恰好达到最大值，绳OM中拉力先增大后减小，故选项A、D正确，B、C错误课时达标第6讲解密考纲主要考查受力分析、共点力的平衡条件及推论1如图所示，固定斜面上有一光滑小球，有一竖直轻弹簧P与一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数不可能的是(A)A1B2C3 D4解析小球可能受2个力(重力、P的拉力)；可能受3个力(重力、支持力、Q的拉力)；可能受4个力(重力、支持力、Q的拉力、P的拉力)2如图所示，将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧，一端固定在水平天花板上相距为2L的两点，另一端共同连接一质量为m的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37.若将物体的质量变为M，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53(sin 370.6)，则等于(A)ABCD解析因两物体均处于静止状态，所以弹簧的合力一定跟物体的重力平衡，由题图有2kcos 37mg，2kcos 53Mg，解得，故选项A正确3(2017宁夏银川模拟)如图所示，用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，P、Q均处于静止状态，则下列说法正确的是(C)A小球P受到3个力作用B物块Q受到3个力作用C小球P受到物块Q竖直向下的摩擦力作用D小球P受到物块Q的弹力是因小球P发生形变引起的解析隔离物块Q，则物块Q受到竖直向下的重力、小球P及墙壁水平方向的弹力，因其处于静止状态且墙壁光滑，所以小球P对物块Q一定有竖直向上的摩擦力作用，即物块Q受四个力，选项B错误；隔离小球P，则P受重力、绳的拉力、物块Q的支持力和竖直向下的摩擦力作用，选项A错误，C正确；由弹力的定义可知小球P受到物块Q的弹力是因物块Q发生形变引起的，选项D错误4如图所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑已知A与B间的动摩擦因数为1，A与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A与B的质量之比为(B)ABCD解析设水平力为F，对B物体有1FmBg，对A物体有F2(mAg1F)，两式联立解得A与B质量之比为，故选项B正确5如图所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“”形框架，其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为.P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示，若l1l223，则钩码静止时，两绳受到的拉力之比F1F2等于(A)A11B23C32D49解析系统最终将处于平衡状态，两个轻质小环P、Q分别受到两个力作用，一是框架对它们的支持力，垂直AC、BC边向外，二是细绳拉力，这两个力是平衡力根据等腰三角形知识可知两细绳与水平方向的夹角相等，对结点O受力分析，其水平方向的合力为零，可得出两细绳受到的拉力相等，即F1F2等于11，故选项A正确6(2017甘肃兰州一模)如图所示，质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态m和M的接触面与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，若不计一切摩擦，下列说法正确的是(D)A水平面对正方体M的弹力大小大于(Mm)gB水平面对正方体M的弹力大小为(Mm)gcos C墙面对正方体M的弹力大小为mgtan D墙面对正方体M的弹力大小为mgcot 解析以M、m作为一个整体进行分析，水平面对正方体M的弹力大小等于(Mm)g，故选项A、B错误以m为研究对象进行受力分析，直接合成，如图所示，则tan ，Nmgcot ，故选项C错误由于墙对M的弹力与墙对m弹力大小相等，故选项D正确7将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线OA与竖直方向的夹角保持30，则F的最小值为(B)AmgBmg CmgDmg解析以a、b为整体进行受力分析，整体受重力2mg、悬绳OA的拉力FT及拉力F三个力而平衡，如图所示，三力构成的矢量三角形中，当力F垂直于悬绳拉力FT时有最小值，且最小值F2mgsin mg，故选项B正确8(2018江西重点中学联考)(多选)如图所示，质量为M的木板C放在水平地面上，固定在C上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a和b连接小球A和小球B，小球A、B的质量分别为mA和mB，当与水平方向成30角的力F作用在小球B上时，A、B、C刚好相对静止一起向右匀速运动，且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30和60，则下列判断正确的是(ACD)A力F的大小为mBgB地面对C的支持力等于(MmAmB)gC地面对C的摩擦力大小为mBgDmAmB解析对小球B受力分析，水平方向有Fcos 30Tbcos 30，得TbF，竖直方向有Fsin 30Tbsin 30mBg，解得FmBg，故选项A正确；对小球A受力分析，竖直方向有mAgTbsin 30Tasin 60，水平方向有Tasin 30Tbsin 60，联立解得mAmB，故选项D正确；以A、B、C整体为研究对象受力分析，竖直方向有FNFsin 30(MmAmB)g，可见FN小于(MmAmB)g，故选项B错误；水平方向有FfFcos 30mBgcos 30mBg，故选项C正确9如图所示，质量为m1的物体通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角37，物体及人均处于静止状态(已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若人的质量m260 kg，人与水平面之间的动摩擦因数0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体的质量最大不能超过多少？解析(1)以结点O为研究对象进行受力分析，如图甲所示，由平衡条件有FOBFOAsin ，FOAcos m1g，联立解得FOAm1g，FOBm1gtan m1g，故轻绳OA、OB受到的拉力分别为m1g、m1g.(2)对人受力分析，如图乙所示，人在水平方向受到OB绳的拉力FOB和水平向左的静摩擦力作用，由平衡条件得FfFOB，又FOBFOB，所以FfFOBm1g.(3)当人刚要滑动时，甲的质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值，有Ffmm2g，由平衡条件得FOBmFfm，又FOBmFOBmm1mgtan m1mg，联立解得m1m24 kg，即物体甲的质量最大不能超过24 kg.答案(1)m1gm1g(2)m1g水平向左(3)24 kg10质量为M的木楔倾角为，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑如果用与木楔斜面成角的力F拉着木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)(1)当时，拉