2014高三第一轮复习之力的平衡.doc

高三第一轮复习之力的平衡力概念定义：力是物体对物体的作用，不能离开施力物体与受力物体而存在。效果：要素：大小、方向、作用点（力的图示）使物体发生形变改变物体运动状态分类效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力性质：重力：方向、作用点（关于重心的位置）弹力：产生条件、方向、大小（胡克定律）摩擦力：（静摩擦与动摩擦）产生条件、方向、大小运算平行四边形定则力的合成力的分解|F1F2|F合F1F2知识网络：单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：力的概念、三个性质力；力的合成和分解；共点力作用下物体的平衡。其中重点是对摩擦力和弹力的理解、熟练运用平行四边形定则进行力的合成和分解。难点是受力分析。一、物体的受力分析【例1】 如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F的作用下，A、B保持静止物体A的受力个数为()A2 B3 C4 D5针对训练(2010安徽19)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5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()A3 B4 C5 D6ABC【例2】 如图所示，倾角为的斜面A固定在水平面上。木块B、C的质量分别为M、m，始终保持相对静止，共同沿斜面下滑。B的上表面保持水平，A、B间的动摩擦因数为。当B、C共同匀速下滑；当B、C共同加速下滑时，分别求B、C所受的各力。P图2Q变式训练：如图2所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为1，Q与斜面间的动摩擦因数为2。当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为：A0； B. 1mgcos; C. 2mgcos; D. (1+2)mgcos;+【例3】 小球质量为m，电荷为+q，以初速度v向右沿水平绝缘杆滑动，匀强磁场方向如图所示，球与杆间的动摩擦因数为。试描述小球在杆上的运动情况。二、力的合成与分解【例4】已知质量为m、电荷为q的小球，在匀强电场中由静止释放后沿直线OP向斜下方运动（OP和竖直方向成角），那么所加匀强电场的场强E的最小值是多少？变式训练：如图（甲）所示质量为m的球放在倾角为的光滑斜面上，试分析挡板AO与斜面间的倾角为多大时，AO所受压力最小？【例5】(2009江苏2)如图5所示，用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10 N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)()A. m B. mC. m D. m变式训练如图18所示，人曲膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为()A. B.C. D.三静平衡问题的分析方法【例6】(2003年理综)如图甲所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为=60。两小球的质量比为A B C D点评：此题设计巧妙，考查分析综合能力和运用数学处理物理问题的能力ABFOPQ图1变式训练、如图1所示，水平放置的两根固定的光滑硬杆OA、OB之间的夹角为，在两杆上各套轻环P、Q，两环用轻轻绳相连，现用恒力F沿OB杆方向向右拉环Q，当两环稳定时，绳的拉力是多大？四动态平衡类问题的分析方法【例7】重为G的物体系在OA、OB两根等长的轻绳上，轻绳的A端和B端挂在半圆形的支架BAD上，如图2（a）所示，若固定A端的位置，将OB绳子的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，则以下说法正确的是（ ）（94全国高考题）AOB绳上的拉力先增大后减小BOB绳上的拉力先减小后增大COA绳上的拉力先减小后增大DOA绳上的拉力一直逐渐减小变式训练：图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，关于该过程中撑竿对涂料滚的推力F1，涂料滚对墙壁的压力F2，以下说法中正确的是()AF1增大，F2减小 BF1减小，F2增大CF1、F2均增大 DF1、F2均减小五、临界值的分析：【例8】 物体A的质量为2 kg，两根轻细绳b和c的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体A上，在物体A上另施加一个方向与水平线成角的拉力F，相关几何关系如图所示，60.若要使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围(g取10 m/s2)变式训练： (2010江苏3)如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30角，则每根支架中承受的压力大小为()A.mg B.mgC.mg D.mg六整体法与隔离法的应用OABPQ【例9】 有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙， OB竖直向下，表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图所示）。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是AFN不变，f变大 BFN不变，f变小 CFN变大，f变大 DFN变大，f变小变式训练：如图1所示，甲、乙两个带电小球的质量均为m，所带电量分别为q和-q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧 （1）平衡时可能位置是图1中的（ ）（2）1、2两根绝缘细线的拉力大小分别为（ ）A，B，C，D，FR图15七：弄清三力平衡中的“形异质同”问题有些题看似不同，但确有相同的求解方法，实质是一样的，将这些题放在一起比较有利于提高同学们分析问题、解决问题的能力，能达到举一反三的目的。【例10】如图15所示，光滑大球固定不动，它的正上方有一个定滑轮，放在大球上的光滑小球（可视为质点）用细绳连接，并绕过定滑轮，当人用力F缓慢拉动细绳时，小球所受支持力为N，则N，F的变化情况是：A、都变大； B、N不变，F变小；C、都变小； D、N变小， F不变。图16FAB变式训练：如图所示，绳与杆均轻质，承受弹力的最大值一定，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计），B端吊一重物。现施拉力F将B缓慢上拉（均未断），在AB杆达到竖直前A、绳子越来越容易断，B、绳子越来越不容易断，C、AB杆越来越容易断，D、AB杆越来越不容易断。ABPQ图17变式训练2：如图所示竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定 的质点A，Q正上方的P点用丝线悬挂另一质点B， A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，由于漏电使A、B两质点的带电量逐渐减小。在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小: A、保持不变； B、先变大后变小； C、逐渐减小； D、逐渐增大。针对训练：图1121（2002年高考江苏试题）如图112所示，物体a、b 和c叠放在水平桌面上，水平力为Fb=5 N，Fc=10 N分别 作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止.以Ff1、Ff2、Ff3分别表示a与b、b与c、c与桌面的静摩擦力的大小， 则（ ）AFf1=5 N, Ff2=0, Ff3=5 NBFf1=5 N, Ff2=5 N, Ff3=0CFf1=0, Ff2=5 N, Ff3=5 NDFf1=0, Ff2=10 N, Ff3=5 N2（2001年3+X理科综合试题）如图114所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为 m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连结起来，木块与地 面间的滑动摩擦因数为.现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块 之间的距离是（ ）AL+m1gBL+ (m1+m2)g 图114CL+m2gDL+ ()g3如图115所示，质量为m的工件置于水平放置的钢板C上，二者间的动摩擦因数 为,由于光滑导槽A、B的控制，工件只能沿水平导槽运动，现在使钢板以速度v1向 右运动，同时用力F拉动工件（F方向与导槽平行）使其以速度v2沿导槽运动，则F 的大小为（ ）A等于mgB大于mgC小于mgD不能确定4如图所示 质量为m的小球被三根相同的轻质弹簧a、b、c拉住， c竖直向下a、b、c三者夹角都是120，小球平衡时，a、b、c伸 长的长度之比是331，则小球受c的拉力大小为 （ ）Amg B0.5mg C1.5mg D3mg5图中a、b上是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等。F是沿水平方向作用于a上的外力。已知a、b的接触面，a、b与斜面的接触面都是光滑的。正确的说法是 Aa、b一定沿斜面向上运动 Ba对b的作用力沿水平方向 Ca、b对斜面的正压力相等 Da受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力滑水平方向的分力6一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为，如图所示在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是A当一定时，越大，斜面对物体的正压力越小B当一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越大C当一定时，越大，斜面对物体的正压力越小D当一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越小7如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 F Al2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2l48物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行（如图），当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时，AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上。BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下。CA、B之间的摩擦力为零。DA、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质。9、 (2009山东理综16)如图6所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为.下列关系正确的是()AF BFmgtan CFN DFNmgtan 10、(2009浙江理综14)如图7所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为30，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()A.mg和mg B.mg和mgC.mg和mg D.mg和mg11 如图所示，一可视为质点的小球A用细线拴住系在O点，在O点正下方固定一个小球B(也可视为质点)由于A、B两球间存在斥力，A球被排斥开，当细线与竖直方向夹角为时系统静止由于某种原因，两球间的斥力减小导致角减小已知两球间的斥力总是沿着两球心的连线试分析角逐渐减小的过程中，细线的拉力如何变化？12(2010山东17改编题)如图11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与水平方向成角则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是()FNm1gm2gFsin FNm1gm2gFcos FfFcos FfFsin A B C D13图中弹簧秤、绳和滑轮的重量以及绳与滑轮间的摩擦均不计，物体的重力都是G，在甲、乙、丙三种情况下