高考物理大一轮复习 2.4思想方法 假设法在平衡问题中的应用课件 沪科版.ppt

思想方法 假设法在平衡问题中的应用 1 方法指导 2 例证突破 3 方法总结 4 跟踪训练 5 真题演练 第二章相互作用 一 方法指导 1 方法指导 在共点力平衡问题中 若所研究的物体或关联物体的状态 受力关系不能确定或题中的物理现象 过程存在多种可能的情况时常用假设法求解 即假设其达到某一状态或受某力作用 然后利用平衡条件 正交分解等方法进行判定 假设法怎样解答共点力平衡问题 物理现象 过程 对物体受力平衡问题 假设法常用在判断弹力及摩擦力的有无和方向上 不能确定 存在多种可能 假设法 易错辨析 二 例证突破 2 例证突破 静摩擦力方向未知 可采用假设法判定 转解析 典例 一物块放在粗糙斜面上 在平行斜面向上的外力f作用下 斜面和物块始终处于静止状态 当f的大小按左图所示规律变化时 物块与斜面间的摩擦力大小的变化规律可能是下列选项中的 1 平衡状态下的物块受几个力作用 所受静摩擦方向沿斜面向上还是向下 2 假设开始时静摩擦力沿斜面向上 随f的大小减小 静摩擦力如何变化 反之静摩擦力又如何变化 审题设疑 ff 解析静摩擦力的方向有沿斜面向上和沿斜面向下两种情况 假设开始时静摩擦力方向沿斜面向下 则有ff mgsin f 静摩擦力随着f的减小而减小 当ff 0后 静摩擦力的方向变为沿斜面向上 且随着f的减小而增大 到ff mgsin 后保持不变 b对 1 假设静摩擦力向下 2 假设静摩擦力向上 假设开始时f mgsin 静摩擦力为0 之后随着f的减小 静摩擦力方向沿斜面向上 并有ff f mgsin 则静摩擦力随着f的减小而增大 直到ff mgsin 后保持不变 d对 答案bd 转原题 1 若拖把头在地板上匀速移动 求推拖把的力的大小 2 设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为 已知存在一临界角 0 若 0 则不管沿拖杆方向的推力多大 都不可能使拖把从静止开始运动 求这一临界角的正切tan 0 此条件所给物理情境是能使拖把在地板上从静止开始运动 能使 表达的是临界状态 结合 能使 二字 则可将 fn理解为拖把所受最大静摩擦力 转解析 转原题 解析 1 设该同学沿拖杆方向用大小为f的力推拖把 将推拖把的力沿竖直和水平方向分解 根据平衡条件有 mg n f 式中n和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力 则有 f n 联立 式得f 2 若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动 应有 n 这时 式仍满足 联立 式得sin cos 现考察使上式成立的 角的取值范围 注意到上式右边总是大于零 且当f无限大时极限为零 有 sin cos 使上式成立的 角满足 这里 0是题中所定义的临界角 即当 时 不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把 临界角的正切为tan 0 三 方法总结 3 方法总结 临界状态处理方法 假设法某种物理现象变化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态 平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要破坏 而尚未破坏的状态 解答平衡物体的临界问题时可用假设法 运用假设法解题的基本步骤是 1 明确研究对象 2 画受力图 3 假设可发生的临界现象 4 列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解 四 跟踪训练 4 跟踪训练 解题分析本题是一个静态平衡问题 由于不知物体p和q的质量关系 所以放置在斜面上的q物体在没有水平向左的恒力推q时可能受到斜面对它的静摩擦力作用 也可能不受斜面对它的摩擦力作用 跟踪训练 如图所示 表面粗糙的固定斜面体顶端安有滑轮 两物块p q用轻绳连接并跨过滑轮 不计滑轮的质量和摩擦 p悬于空中 q放在斜面上 均处于静止状态 当用水平向左的恒力推q时 p q仍静止不动 则a q受到的摩擦力一定变小b q受到的摩擦力一定变大c 轻绳上拉力一定变小d 轻绳上拉力一定不变 解析 假设法 假设开始时q重力沿斜面的分量与p的重力大小相等 所以q不受摩擦力 因此a错误 假设开始时摩擦力的方向向上 则b错误 因此只有d正确 答案 d 解析显隐 跟踪训练 如右图所示 固定斜面上有一光滑小球 分别与一竖直轻弹簧p和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 1b 2c 3d 4 解析 设斜面倾角为 小球质量为m 假设轻弹簧p对小球的拉力恰好等于mg 则小球受二力平衡 假设轻弹簧q对小球的拉力等于mgsin 小球受到重力 弹簧q的拉力和斜面的支持力作用 三力平衡 如果两个弹簧对小球都施加了拉力 那么除了重力 小球只有再受到斜面的支持力才能保证小球受力平衡 即四力平衡 小球只受单个力的作用 合力不可能为零 小球不可能处于静止状态 答案a 解析显隐 对应小球静止 弹簧p q及斜面可以提供不不同的弹力 转解析 跟踪训练 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 如图所示 设最大静摩擦力与滑动摩