高考物理二轮复习 第1讲 相互作用与共点力的平衡课件.ppt

第1讲相互作用与共点力的平衡 1 单选 2011 广东理综 16 如图1 1 1所示的水平面上 橡皮绳一端固定 另一端连接两根弹簧 连接点p在f1 f2和f3三力作用下保持静止 下列判断正确的是 a f1 f2 f3b f3 f1 f2c f2 f3 f1d f3 f2 f1 图1 1 1 解析由连接点p在三个力作用下静止知 三个力的合力为零 即f1 f2二力的合力f3 与f3等大反向 三力构成的平行四边形如图所示 由数学知识可知f3 f1 f2 b正确 答案b 2 单选 2012 广东卷 16 如图1 1 2所示 两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上 两绳与竖直方向的夹角都为45 日光灯保持水平 所受重力为g 左右两绳的拉力大小分别为 图1 1 2 解析对日光灯进行受力分析如图所示 由平衡条件知水平方向 f1sin45 f2sin45 竖直方向 f1cos45 f2cos45 g 答案b 3 双选 2013 广东卷 20 如图1 1 3所示 物体p静止于固定的斜面上 p的上表面水平 现把物体q轻轻地叠放在p上 则 a p向下滑动b p静止不动c p所受的合外力增大d p与斜面间的静摩擦力增大 图1 1 3 解析物体p处于静止状态 把物体q轻轻地叠放在p上时 p q仍处于静止状态 根据共点力的平衡条件解决问题 设斜面倾角为 p q的质量分别为m m 因物体p静止于固定的斜面上 则动摩擦因数 tan 所受合外力f1 0 静摩擦力f1 mgsin 把物体q轻轻地叠放在p上 选整体为研究对象 则 m m gsin m m gcos 故p q仍处于静止状态 p所受的合力外f2 0 即f1 f2 p与斜面间的静摩擦力f2 m m gsin f1 故选项b d正确 选项a c错误 如果将p q两物体视为一个整体 则更容易得正确的选项为b d 答案bd 主要题型 选择题热点聚焦 1 对力的合成与分解的考查 2 对重力 弹力 摩擦力三种力的考查 3 对受力分析的考查 4 共点力的平衡的考查 命题趋势高考试题的考查形式主要有两种 一种是以生活中的静力学材料为背景 考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用 一种是以现实中可能出现的各种情况 考查力的概念的理解和计算 题型仍延续选择题的形式 考向一共点力作用下物体的平衡 双选 如图1 1 4所示 与水平面夹角为30 的固定斜面上有一质量m 1 0kg的物体 细绳的一端与物体相连 另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连 物体静止在斜面上 弹簧秤的示数为4 9n 关于物体受力的判断 取g 9 8m s2 下列说法正确的是 典例1 图1 1 4 a 斜面对物体的摩擦力大小为零b 斜面对物体的摩擦力大小为4 9n 方向沿斜面向上c 斜面对物体的支持力大小为4 9n 方向竖直向上d 斜面对物体的支持力大小为4 9n 方向垂直斜面向上审题流程第一步 抓关键点 获取信息 第二步 找突破口 构建思路 解析选斜面上的物体为研究对象 设摩擦力的方向沿斜面向上 受力分析如图所示 由平衡条件得 f f mgsin30 0 fn mgcos30 0 代入数据由 得 f 0 fn 4 9n 支持力的方向垂直斜面向上 故选项a正确 答案ab 1 受力分析的顺序一般按照 一重 二弹 三摩擦 四其他 的程序 结合整体法与隔离法分析物体的受力情况 2 处理平衡问题的基本思路 单选 如图1 1 5所示 图1 1 5将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部o 处 o为球心 弹簧另一端与质量为m的小球相连 小球静止于容器壁的p点 已知容器半径为r 与水平面间的动摩擦因数为 op与水平方向的夹角为 30 下列说法正确的是 a 容器相对于水平面有向左的运动趋势b 容器对小球的作用力竖直向上 预测1 图1 1 5 解析由于容器和小球组成的系统处于平衡状态 故容器相对于水平面没有向左运动的趋势 a项错 容器对小球的作用力是弹力 指向球心o b项错 对小球进行受力分析 如图所示 由 30 得小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg c项错 由几何知识知图中弹簧长度为r 压缩量为 故原长为r d项正确 答案d 双选 倾角为 37 的斜面与水平面保持静止 斜面上有一重为g的物体a 物体a与斜面间的动摩擦因数 0 5 现给a施以一水平力f 如图1 1 6所示 设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 sin37 0 6 cos37 0 8 如果物体a能在斜面上静止 水平推力f与g的比值可能是 a 4b 3c 1d 0 5 预测2 图1 1 6 答案cd 考向二物体的动态平衡问题 单选 一个挡板固定于光滑水平地面上 截面为圆的柱状物体甲放在水平面上 半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间 没有与地面接触而处于静止状态 如图1 1 7所示 现在对甲施加一个水平向左的力f 使甲沿地面极其缓慢地移动 直至甲与挡板接触为止 设乙对挡板的压力为f1 甲对地面的压力为f2 在此过程中 a f1缓慢增大 f2缓慢增大b f1缓慢增大 f2不变c f1缓慢减小 f2不变d f1缓慢减小 f2缓慢增大 典例2 图1 1 7 解析方法一 图解法 把甲 乙看做一个整体 竖直方向仅受重力和地面的支持力 在此过程中 两物体重力不变 支持力不变 由牛顿第三定律得 甲对地面的压力f2不变 选取乙为研究对象 乙物体受力如图 甲对乙的作用力f3和挡板对乙的作用力f1 的合力f合始终与乙的重力等大 反向 在将甲沿地面缓慢地向左移动时 甲对乙的作用力f3逐渐减小 挡板对乙的弹力f1 逐渐减小 所以乙对挡板的压力f1逐渐减小 所以正确选项为c 方法二 解析法 分析甲对地面的压力f2方向同上选取乙为研究对象 如图所示 设f3与竖直方向夹角为 则f3cos g f3sin f1 答案c 1 在动态平衡问题中 一定要抓住不变的量 大小或方向 此题中不变的量是力f3和f1 的合力的大小和方向 然后分析其他量的变化 2 求解动态平衡问题的思想和方法 1 基本思想 化 动 为 静 静 中求 动 2 基本方法 解析法 对研究对象的任一状态进行受力分析 建立平衡方程 求出因变量与自变量的一般函数式 然后根据自变量的变化确定因变量的变化 图解法 单选 如图1 1 8所示 图1 1 8一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端 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 挡板对小球的推力f 半球面对小球的支持力fn的变化情况正确的是 a f增大 fn减小b f增大 fn增大c f减小 fn减小d f减小 fn增大 预测3 图1 1 8 解析画出小球受力变化动态图 由图可知 木板对小球的推力f增大 球面对小球的支持力fn增大 选项b正确 答案b 单选 如图1 1 9所示 图1 1 9用ao bo细绳吊一重物p静止 其中ao绳水平 现用水平向右的力f缓慢拉起重物p的过程中 o点的位置不动 绳ob所受的拉力变化为 a 变大b 变小c 先变小再变大d 不变 预测4 图1 1 9 解析以结点o op绳及重物整体为研究对象 受到重力mg f ao绳的拉力fao和bo绳的拉力fbo而平衡 如图所示 由平衡条件得fbo 可见 fbo与f的变化情况无关 故选项d正确 答案d 考向三电学中的平衡问题 单选 2013 新课标全国卷 18 图1 1 10如图1 1 10 在光滑绝缘水平面上 三个带电小球a b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上 a b带正电 电荷量均为q c带负电 整个系统置于方向水平的匀强电场中 已知静电力常量为k 若三个小球均处于静止状态 则匀强电场场强的大小为 典例3 图1 1 10 解析分析a球受力 b对a的排斥力f1 c对a的吸引力f2和匀强电场对a的电场力f3 qe 根据c受力平衡可知 a受力情况如图所示利用正交分解法 答案b 处理电学中的平衡问题的方法 与纯力学问题的分析方法一样 学会把电学问题力学化 分析方法是 整体法 或 隔离法 电场力f eq或安培力f bil或洛伦兹力f qvb f合 0或fx 0 fy 0 单选 如图1 1 11所示 图1 1 11在一绝缘斜面c上有一带正电的小物体a处于静止状态 现将一带正电的小球b沿以a为圆心的圆弧缓慢地从p点转至a正上方的q点处 已知p a在同一水平线上 且在此过程中物体a和c始终保持静止不动 a b可视为质点 关于此过程 下列说法正确的是 a 物体a受到斜面的支持力先增大后减小b 物体a受到斜面的支持力一直增大c 地面对斜面c的摩擦力先增大后减小d 地面对斜面c的摩擦力先减小后增大 预测5 图1 1 11 解析对a受力分析如图 重力大小 方向不变 支持力fn方向不变 小球b顺时针移动时 库仑力f也顺时针转 由图可知a对 b错 对a c取整体为研究对象 库仑斥力大小恒定 沿水平方向分力减小 地面对c的摩擦力一直减小至0 c d错 答案a 双选 如图1 1 12所示 倾斜导轨宽为l 与水平面成 角 处在方向竖直向上 磁感应强度大小为b的匀强磁场中 金属杆ab水平放在导轨上 当回路电流强度为i时 金属杆ab所受安培力为f 斜面的支持力为fn 则 预测6 图1 1 12 a 安培力方向垂直ab杆沿斜面向上b 安培力方向垂直ab杆水平向右c fn bilcos d fn 解析画出倾斜导轨和ab杆的二维视图 由左手定则判断出安培力方向水平向右 大小为f bil 由共点力平衡求得fn 选项b d正确 答案bd 整体法是把一个物体系统 内含几个物体 看成一个整体 或者是着眼于物体运动的全过程 而不考虑各阶段不同运动情况的一种分析方法 隔离法是把选定的研究对象从所在的多个物体组成的系统中抽取出来进行受力分析 或多个运动情境中抽取出一个运动过程加以研究分析的一种方法 运用整体法 隔离法求解实际问题的过程 技法一整体法 隔离法 单选 2013 山东卷 15 如图1 1 13所示 用完全相同的轻弹簧a b c将两个相同的小球连接并悬挂 小球处于静止状态 弹簧a与竖直方向的夹角为30 弹簧c水平 则弹簧a c的伸长量之比为 典例 图1 1 13 解析这是典型的平衡模型 解题的要点是对两小球进行受力分析 列平衡方程 若取两小球作为一个整体来研究会更方便 方法一 隔离法 分别对两小球受力分析 如图所示fasin30 fbsin 0fb sin fc 0fb fb 得fa 2fc 即弹簧a c的伸长量之比为2 1 选项d正确 方法二 整体法 将两球作为一个整体 进行受力分析 如图所示 即fa 2fc又fa fa 则fa 2fc故选项d正确 答案d 单选 2013 北京卷 16 图1 1 14如图1 1 14所示 倾角为 质量为m的斜面体静止在水平桌面上 质量为m的木块静止在斜面体上 下列结论正