高考物理总复习 第二章 相互作用 234 考点强化 平衡中的临界、极值问题课件.ppt

考点强化 平衡中的临界 极值问题 01 02 03 04 1 临界问题当某物理量变化时 会引起其他几个物理量的变化 从而使物体所处的平衡状态 恰好出现 或 恰好不出现 在问题的描述中常用 刚好 刚能 恰好 等语言叙述 2 极值问题平衡物体的极值 一般是指在力的变化过程中的最大值和最小值问题 课堂互动 3 解题思路 题组剖析 1 2017 广东汕头二模 如图12所示 重力都为g的两个小球a和b用三段轻绳连接后悬挂在o点上 o b间的绳子长度是a b间的绳子长度的2倍 将一个拉力f作用到小球b上 使三段轻绳都伸直且o a间和a b间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上 则拉力f的最小值为 题组剖析 转到解析 2 如图所示 物体a b置于水平地面上 与地面间的动摩擦因数均为 物体a b用一根跨过动滑轮的细绳相连 现用逐渐增大的力向上提升滑轮 某时刻拉a物体的绳子与水平面成53 拉b物体的绳子与水平面成37 此时a b两物体刚好处于平衡状态 则a b两物体的质量之比 题组剖析 转回原题 g f fn ff 题组剖析 3 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14所示 已知木楔在整个过程中始终静止 1 当 时 拉力f有最小值 求此最小值 2 当 时 木楔对水平面的摩擦力是多大 题组剖析 3 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14所示 已知木楔在整个过程中始终静止 1 当 时 拉力f有最小值 求此最小值 2 当 时 木楔对水平面的摩擦力是多大 规律总结 1 认真审题 详细分析问题中变化的过程 包括分析整体过程中有几个阶段 2 寻找过程中变化的物理量 自变量与因变量 3 探索因变量随自变量变化时的变化规律 要特别注意相关物理量的变化情况 4 确定临界状态 分析临界条件 找出临界关系 显然 分析变化过程 确定因变量随自变量变化的规律是解决问题的关键 解决临界问题的基本思路 规律总结 方法技巧 涉及极值的临界问题的三种解答方法 1 图解法根据平衡条件作出力的矢量图 如只受三个力 则这三个力构成封闭矢量三角形 然后根据矢量图进行动态分析 确定最大值和最小值 如t1的求解方法 2 假设推理法先假设某种临界情况成立 然后根据平衡条件及有关知识进行论证 求解 如t2的求解方法就是假设法 3 数学方法根据物体的平衡条件列方程 在解方程时采用数学知识求极值 通常用到的数学知识有二次函数求极值 讨论公式求极值 三角函数求极值以及几何法求极值等 如t3的求解方法 备选训练 备选训练1 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施加一水平力f 如图示 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的比值不可能是 a 3b 2c 1d 0 5 a 物体a在斜面上静止有几个极端情况 各自的受力情况如何 备选训练 备选训练2 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 以a b为整体利用图示法分析拉力f取最小值的情况 备选训练 备选训练3 2013 新课标 15 如图 在固定斜面上的一物块受到一外力f的作用 f平行于斜面向上 若要物块在斜面上保持静止 f的取值应有一定范围 已知其最大值和最小值分别为f1和f2 f2 0 由此可求出 a 物块的质量b 斜面的倾角c 物块与斜面间的最大静摩擦力d 物块对斜面的正压力 c 共点力作用下的物体的平衡 从教材走向高考 共点力作用下的物体的平衡 题源 人教版必修1 p91 t1 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在a点 足球与墙壁的接触点为b 足球的质量为m 悬绳与墙壁的夹角为 网兜的质量不计 求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力 拓展1在 上题 中缓慢增加悬绳的长度 其他条件不变 则悬绳对足球的拉力f和墙壁对足球的支持力fn的变化情况是 a f逐渐变大b f逐渐变小c fn逐渐变大d fn保持不变答案b 共点力作用下的物体的平衡 拓展2 2016 全国卷 14 质量为m的物体用轻绳ab悬挂于天花板上 用水平向左的力f缓慢拉动绳的中点o 如图15所示 用t表示绳oa段拉力的大小 在o点向左移动的过程中 a f逐渐变大 t逐渐变大b f逐渐变大 t逐渐变小c f逐渐变小 t逐渐变大d f逐渐变小 t逐渐变小 解析对o点受力分析如图所示 f与t的变化情况如图 由图可知在o点向左移动的过程中 f逐渐变大 t逐渐变大 故选项a正确 答案a 共点力作用下的物体的平衡 拓展3 2017 全国卷 21 多选 如图16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 2 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 解析方法一以重物为研究对象 受重力mg om绳上拉力f2 mn上拉力f1 由题意知