2013备战高考之物理一轮复习讲义4 物体平衡 新人教版.doc

备战高考之物理一轮复习讲义：4 物体平衡（人教版）高频考点：物体平衡条件、隔离体法整体法分析平衡问题动态发布：2011安徽理综卷第14题、2010新课标卷第18题、2011江苏物理第1题、2010山东理综第17题、2011海南物理第4题命题规律：物体平衡条件是高中物理重要的知识点，隔离体法整体法分析平衡问题是学生必须掌握的方法，也是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题。单独考查的题型一般为选择题，综合其它知识考查的一般为计算题，难度中等。命题分析考查方式一 考查平衡条件【命题分析】物体平衡是高中物理的重要组成部分，物体的平衡条件是合外力等于零。对于受两个力处于平衡状态的物体，利用二力平衡条件解答；对于受三个力作用下的平衡问题，可以利用任意两个力的合力与第三个力等大反向解答。对于受到多个力作用下的平衡问题，一般选择两个正交方向建立直角坐标系，将物体所受力分别沿两坐标系方向分解，利用平衡条件列出两坐标系方向的平衡方程解答。高考对于物体平衡的考查难度中等。例1（2011安徽理综卷第14题）一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示。则物块 A.仍处于静止状态 B.沿斜面加速下滑来源:数理化网 C.受到的摩擦力不变 D.受到的合外力增大【解析】：由物块恰好静止在倾角为的斜面上可知，mgsin =mgcos，解得动摩擦因数=tan，来源:现对物块施加一个竖直向下的恒力F，则该力与重力合力沿斜面向下的分力为(mg+F)sin，该力与重力合力垂直斜面向下的分力为(mg+F)cos，满足(mg+F)sin=(mg+F)cos，所以物块仍处于静止状态，选项A正确。【答案】：A【点评】此题考查受力方向、物体平衡条件、力的分解等知识点。 来源:例2（2011广东理综卷第16题）如图2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 图2A. F1 F2 F3B. F3 F1 F2 C. F2 F3 F1D. F3 F2 F1 【解析】：作出三力示意图，由力合成的平行四边形定则可知F1、F2的合力大小等于F3，显然F3 F1 F2，选项B正确。【答案】：B 【答案】B【点评】此题考查受力分析和平衡条件的应用。要注意两种情况下压力不同，滑动摩擦力不同。考查方式二 隔离体法整体法分析平衡问题【命题分析】把相互连接或叠加的几个物体视为一个整体，只分析整体外的物体对整体中的物体的作用力的方法称为整体法。当整体中的各物体具有相同的加速度或都处于平衡状态时，计算整体所受的外力时一般应用整体法。将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体的受力情况的方法称为隔离法。如果要计算物体间的相互作用力时就要将与该力有关的某物体隔离出来进行受力分析。对隔离出来的物体而言，它受到的各个力都是外力。对于相互连接或叠加的几个物体，多数情况下既要分析外力，又要分析内力，我们可以先采取整体法（分析计算外力）后用隔离法（解决内力）。隔离体法整体法分析平衡问题是高考命题重点，难度一般较大。例4（2011江苏物理第1题）如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为,重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为来源:AB CmgtanDmgcot 【解析】：隔离楔形石块，对其进行受力分析，画出受力分析图，设石块侧面所受弹力的大小为F，在竖直方向，由平衡条件得2Fsin=mg，解得F=，选项A正确。【答案】A【点评】 本题考查隔离法受力分析、物体平衡条件的应用等知识点，意在考查考生对新情景的分析能力和综合运用知识的能力。例5（2010山东理综第17题）如图5所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成q角，则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是AN= m1g+ m2g- FsinqBN= m1g+ m2g- FcosqCf=FcosqDf=Fsinq【解析】：把两个物体看作一个整体，由两个物体一起沿水平方向做匀速直线运动可知水平方向f=Fcosq，选项C正确D错误；设轻弹簧中弹力为F1，弹簧方向与水平方向的夹角为，隔离m2，分析受力，由平衡条件，在竖直方向有，Fsinq=m2g+ F1sin， 隔离m1，分析受力，由平衡条件，在竖直方向有，m1g=N+ F1sin，联立解得，N= m1g+ m2g- Fsinq，选项A正确B错误。【答案】AC 【点评】 本题考查整体法和隔离法受力分析、物体平衡条件的应用等知识点，意在考查考生对新情景的分析能力和综合运用知识的能力。例6（2011海南物理第4题）如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45，两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端得c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为来源:www.shulihu