高三物理二轮复习 专题一 力与运动 第1讲 力和物体的平衡课件.ppt

核心专题突破 第一部分 专题一力与运动 考纲精解 1 力和物体平衡部分 考查物体受力分析和平衡条件 一般以选择题形式命题 注意与静摩擦力有关的临界极值问题 2 力和直线运动部分 考查牛顿运动定律与直线运动规律的综合应用 以选择题形式命题为主 注意与运动图象的结合 3 力和曲线运动部分 考查抛体运动 圆周运动 直线运动组合情景下的运动问题 受力问题及功能综合问题 命题形式既有选择题 也有计算题 4 力和天体运动部分 结合圆周运动规律考查万有引力定律在天体运动与航天中的应用 命题形式一般为选择题 1 理解各种性质的力的产生 方向特点和平衡条件 能正确对物体进行受力分析 掌握解决平衡问题的常用方法 2 理解运动学公式及适用条件 熟练运用整体法和隔离法解决连接体问题 灵活运用牛顿运动定律和运动学规律处理运动图象及其他综合问题 3 运用运动的合成和分解 动力学规律和功能关系解决直线运动 平抛运动和圆周运动的组合性问题 分析衔接点的速度是解决问题的关键 4 运用两个模型 两条思路是解决天体运动与航天问题的基础 重点关注我国航天工程的最新成就 第1讲力和物体的平衡 栏目导航 题型一物体的受力分析 命题规律高考时该热点的考查主要是选择题 命题方向主要有 1 考查对力的有无和方向的判断 2 结合平衡条件知识对受力分析进行考查 3 结合整体法和隔离法 解答牛顿运动定律的应用问题时考查受力分析 方法点拨1 受力分析的步骤2 受力分析的方法两大方法整体思维法 1 2017 河南郑州预测 l型木板p 上表面光滑 放在固定斜面上 轻质弹簧一端固定在木板上 另一端与置于木板上表面的滑块q相连 如图所示 若p q一起沿斜面匀速下滑 不计空气阻力 则木板p的受力个数为 a 3b 4c 5d 6 c 突破点拨 1 木板p上表面光滑 说明p q间没有摩擦力 而滑块q随p作匀速运动 对滑块q分析可知 与重力沿斜面方向的分力平衡的是弹簧的弹力 此时弹簧处于压缩状态 2 对p q整体分析 能一起匀速下滑 说明斜面是粗糙的 斜面对p有沿斜面向上的滑动摩擦力 解析对p q及弹簧组成的系统整体分析 能匀速下滑 说明斜面一定是粗糙的 则木板p要受斜面的摩擦力作用 对滑块q分析可知 与重力沿斜面方向的分力平衡的是弹簧的弹力 此时弹簧处于压缩状态 对木板p分析可知 受重力 斜面的支持力 弹簧的弹力 滑块q的压力 滑动摩擦力共5个力 故选项c正确 变式考法 1 在上述题1中 l型木板p上下表面都光滑 使弹簧为原长时释放 p q一起沿斜面下滑 不计空气阻力 该木板p的受力个数是多少 解析先选取p q系统 其加速度a gsin 式中 为斜面的倾角 再隔离q为对象 对其受力分析并根据牛顿第二定律知 弹簧的弹力为零 选取p为研究对象 对其受力分析知p共受三个力的作用 重力 斜面的支持力和滑块q的压力 所以p的受力个数为3 答案3个 2 2017 湖南四校联考 如图所示 a b两个小球穿在一根光滑的固定杆上 并且通过一条细绳跨过定滑轮连接 已知b球质量为m 杆与水平面成 角 不计所有摩擦 重力加速度为g 当两球静止时 oa绳与杆的夹角也为 ob绳沿竖直方向 则下列说法正确的是 a a可能受到两个力的作用b b可能受到3个力的作用c 绳子对a的拉力等于mgd a的重力为mgtan c 解析由平衡条件知 a受重力 支持力和绳的拉力三个力作用 选项a错误 ob绳沿竖直方向 由平衡条件知 b受重力和绳的拉力两个力 选项b错误 对b 设ob绳对b的拉力为f 由平衡条件得f mg 因为同一条绳上拉力大小处处相等 所以绳子对a的拉力为mg 选项c正确 对a 由平衡条件得gasin mgcos 解得ga mgcot 选项d错误 3 2017 福建厦门质检一 如图所示 将三个形状不规则的磁石块叠放在水平桌面上 处于静止状态 下列说法正确的是 a 石块b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力b 石块a一定受到三个力的作用c 石块c受到水平桌面向左的摩擦力d 桌面对石块c的作用力一定竖直向上解析对a受力分析 a可能受到重力 支持力 b的磁力 也可能只受到重力和磁力 所以选项a b错误 对abc整体分析 磁力为内力忽略不计 则整体只受到重力和地面的支持力 所以选项c错误 d正确 d 物体受力分析的技巧 1 分析受力的思路 先数研究对象有几个接触处 每个接触处最多有两个力 弹力和摩擦力 同时注意对场力的分析 假设法是判断弹力 摩擦力的存在及方向的基本方法 2 善于变换研究对象 若不能直接判断研究对象与接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力 可以采用变换研究对象 借助其他物体的受力来判定 题型二物体的静态平衡问题 命题规律静态平衡问题多以选择题形式出现 考查方向有 1 平衡条件的应用 2 力的合成和分解 3 整体法和隔离法的灵活运用 方法点拨1 处理平衡问题的基本思路 2 常用求解方法解答方法 1 2017 天津卷 多选 如图所示 轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆m n上的a b两点 悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的 挂于绳上处于静止状态 如果只人为改变一个条件 当衣架静止时 下列说法正确的是 a 绳的右端上移到b 绳子拉力不变b 将杆n向右移一些 绳子拉力变大c 绳的两端高度差越小 绳子拉力越小d 若换挂质量更大的衣服 则衣架悬挂点右移 ab 突破点拨 1 悬挂衣服的衣架 挂钩是光滑的 表明左右两边绳的拉力大小相等 两边拉力与竖直方向的夹角大小相等 2 绳的右端上移到b 左右两边绳之间的夹角不变 变式考法 如图所示 质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上 轻绳一端固定在圆环的最高点a 另一端与小球相连 小球静止时位于环的b点 此时轻绳与竖直方向的夹角为60 则轻绳对小球的拉力大小为 c 解析对b点处的小球受力分析 如图所示 则有ftsin60 fnsin60 ftcos60 fncos60 mg解得ft fn mg 则选项a b d错误 c正确 2 2017 陕西宝鸡质检 实际生活中常常利用如图所示的装置将重物吊到高处 现有一质量为m的同学欲将一质量也为m的重物吊起 已知绳子在水平天花板上的悬点与定滑轮固定点之间的距离为l 不计滑轮的大小 滑轮与绳的重力及滑轮受到的摩擦力 当该同学把重物缓慢拉升到最高点时 动滑轮与天花板间的距离为 d 3 2017 山西名校联考 如图所示 两相同轻质硬杆oo1 oo2可绕垂直纸面的水平轴o o1 o2转动 在o点悬挂一质量为m 未知 的重物 将质量均为m的同材质的两木块分别紧压在左右两边的竖直挡板上 且当图中 60 时 整个系统恰好保持静止 已知木块与挡板间的动摩擦因数 设木块与挡板间最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小 轻质硬杆与转轴之间的摩擦可忽略不计 则下列说法正确的是 a 重物的质量m 3mb 若增加重物的质量 则木块将相对于挡板向下滑动c 挡板间的距离缓慢增大少许 则木块受到挡板的摩擦力将不变d 若挡板间的距离缓慢减小少许 则木块受到挡板的摩擦力将变大 c 共点力作用下的物体平衡问题 涉及受力分析 力的合成与分解 建立平衡方程等 其思维与解题过程如下 题型三物体的动态平衡问题 命题规律高考对该热点的考查多为选择题 命题方向主要有 1 用解析法或图解法分析某个力的变化情况 2 涉及电场力或安培力的动态平衡问题 方法点拨解决动态平衡问题的一般思路是把 动 化为 静 静 中求 动 动态平衡问题的分析过程与处理方法如下 1 2017 全国卷 多选 如图 柔软轻绳on的一端o固定 其中间某点m拴一重物 用手拉住绳的另一端n 初始时 om竖直且mn被拉直 om与mn之间的夹角为 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 a mn上的张力逐渐增大b mn上的张力先增大后减小c om上的张力逐渐增大d om上的张力先增大后减小 ad 突破点拨 1 判断绳om与重力方向的夹角变化 2 判断绳mn与重力方向的夹角变化 方法二 画力的矢量三角形 如图乙所示 根据正弦定理列式求解 余解同方法一 2 2017 广西柳州模拟 多选 大国工匠 节目中讲述了王进利用 秋千法 在1000kv的高压线上带电作业的过程 如图所示 绝缘轻绳od一端固定在高压线杆塔上的o点 另一端固定在兜篮上 另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上c点的定滑轮 一端连接兜篮 另一端由工人控制 身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里 缓慢地从c点运动到处于o点正下方e点的电缆处 绳od一直处于伸直状态 兜篮 王进及携带的设备总质量为m 不计一切阻力 重力加速度大小为g 关于王进从c点运动到e点的过程中 下列说法正确的是 bcd 3 2017 湖南湘中名校联考 多选 如图所示 在一绝缘斜面c上 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点转到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和斜面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受到摩擦力一直减小b 物体a受到斜面的支持力先增大后减小c 地面对斜面c的支持力先增大后减小d 地面对斜面c的摩擦力一直减小 bd 解析对a研究 b对a的库仑力沿斜面方向的分力 先沿斜面向上逐渐减小 然后沿斜面向下逐渐增大 当库仑力与斜面垂直时为0 设该分力为f 在沿斜面方向根据平衡条件 当库仑力沿斜面分力向上减小时 ff可能先减小后增大 也可能一直增大 当库仑力沿斜面分力向下增大时 ff mgsin f 可知ff逐渐增大 故选项a错误 对a研究 b对a的库仑力垂直于斜面方向的分力 先逐渐增大然后逐渐减小 当库仑力与斜面垂直时最大 设该分力为f 根据平衡条件 斜面对a的支持力n mgcos f 可知n 先增大后减小 故选项b正确 以a和c整体为研究对象 受力分析情况如图所示 设b对a的库仑力大小为f 与竖直方向的夹角为 根据平衡条件得 ff fsin n fcos g 所以随着 角的减小 地面对斜面的摩擦力一直减小 而支持力一直增大 故选项c错误 d正确 分析动态平衡问题时需要注意的两个方面 1 在动态平衡问题中 一定要抓住不变的量 大小或方向 然后分析其他量的变化 2 分析动态平衡问题时 先画受力示意图或力的矢量三角形 然后利用拉密定理 正弦定理 正交分解法 相似三角形法及力的矢量图形变化法等进行受力分析 电磁学中的平衡问题 预测 多选 如图所示 ab是竖直面内的半圆弧的水平直径 在a点放有电荷量为q1的点电荷 在b点放有另一点电荷 一电荷量为q的带电体放在圆弧上的c点刚好处于静止状态 a c连线与水平方向的夹角为 圆弧的半径为r 则下列说法正确的是 思维导航 规范答题 变式考法1 2017 安徽江淮十校联考三 如图所示 挡板mo no互相垂直 固定在水平地面上 两挡板之间有一平行地面的匀强电场e 场强方向与挡板no垂直 都带正电的小球a b 可视为质点 放置在电场中的地面上 用与挡板no平行的水平推力f作用在b球上 使两小球紧靠挡板静止 此时两球的距离为l 改变水平推力f大小 若使小球b沿挡板no向着o点移动一小段距离 待小球a b重新静止时 则与原来比较 设地面和挡板均光滑 绝缘 两小球所带电量不变 a a球对b球作用的静电力增大b 挡板mo对a球的弹力不变c 挡板no对b球的弹力不变d 两球之间的距离减小 力f增大 c 解析a b两球在竖直方向都受重力g和地面的支持力作用 两力为平衡力 设a b小球带电量分别为q1 q2 在水平方向 a球受力为 电场力q1e mo挡板对a球的弹力fn1 b球对a球的静电力f1 如图甲所示 根据平衡条件得q1e f1sin fn1 f1cos 当小球b沿挡板no向着o点移动一小段距离 增大 sin 增大 cos 减小 而q1e不变 则f1减小 故a球对b球作用的静电力减小 由 知fn1也减小 选项a b错误 b球在水平方向受力为 电场力q2e 推力f a对b的静电力f1 和挡板no对b球的弹力fn2 如图乙所示 根据平衡条件得fn2 q2e f1 sin f f1 cos f1 f1 将 代入 得fn2 q1 q2 e 挡板no对b球的弹力不变 选项c正确 由于f 1减小 根据库仑定律得知两球之间的距离增大 且 增大 cos 减小 由 知f减小 选项d错误 变式考法2 2017 山西太原质检 多选 地面附近空间中存在着纸面内水平方向的匀强电场 图中未画出 和垂直于纸面向里的匀强磁场 如图所示 一个带电油滴沿着一条与竖直方向成 角的直线mn运动 由此可以判断 a 如果油滴带正电 它是从n点运动到m点b 如果油滴带正电 它是从m点运动到n点c 如果水平电场方向向右 油滴是从n点运动到m点d 如果水平电场方向向右 油滴是从m点运动到n点 bc 解析带电油滴在重力 电场力 洛伦兹力的作用下沿着直线mn运动 故在垂直直线mn方向上带电油滴所受的合力为零 则带电油滴所受的洛伦兹力不变 由f qvb知 带电油滴做匀速直线运动 如果油