高考物理二轮复习 专题一 力与直线运动 第3课时 共点力的平衡课件.ppt

第3课时共点力的平衡 知识点一受力分析 c c 1 2016 9月台州质量评估 余伯在水库中钓获一尾大头鱼 当鱼线拉着大头鱼在水中向左上方匀速运动时 如图1所示 鱼受到水的作用力方向可能是 图1 a 竖直向下b 水平向左c 水平向右d 沿鱼线方向 解析因鱼在水中向左上方匀速运动 鱼受的合力为零 鱼共受三个力作用 重力 线的拉力和水的作用力 对于a项 鱼受力图如图甲 三力合力不可能为0 a项不可能 对b项 鱼受力图如图乙 三力合力不可能为0 b项不可能 对于c项 鱼受力图如图丙 三力合力可能为0 c项可能 对于d项 三力合力不可能为0 d项不可能 综上c项可能 答案c 2 2016 定海月考 如图2所示 水平地面上堆放着原木 关于原木p在支撑点m n处受力的方向 下列说法正确的是 a m处受到的支持力竖直向上b n处受到的支持力竖直向上c m处受到的静摩擦力沿mn方向d n处受到的静摩擦力沿水平方向 图2 解析原木p的支撑点m n处弹力垂直于接触面 m处受到的支持力竖直向上 n处受到的支持力垂直mn斜向上 故a项正确 b项错误 m处受到的静摩擦力沿水平方向 c项错误 n处受到的静摩擦力沿mn方向 d项错误 答案a 知识点二共点力平衡条件及应用 c c 3 2016 桐乡月考 孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明的 如图3所示 有一盏质量为m的孔明灯升空后沿着东偏北方向匀速上升 则此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是 图3 解析孔明灯做匀速直线运动 故所受合外力为0 因此空气的作用力的大小f空 mg 方向竖直向上 故选b 答案b 4 2016 杭州学考模拟 一串小灯笼 五只 彼此用轻绳连接 并悬挂在空中 在稳定水平风力作用下发生倾斜 绳与竖直方向的夹角为30 如图4所示 设每只灯笼的质量均为m 则自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为 图4 解析自上往下以第2到第5只灯笼为一整体作为研究对象 受力分析如图所示 则有 答案c 易错点一不能正确地对物体进行受力分析1 受力分析的一般步骤 2 受力分析的四个易错点 1 不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆 2 对于分析出的物体受到的每一个力 都必须明确其来源 即每一个力都应找出其施力物体 不能无中生有 3 合力和分力不能重复考虑 4 区分性质力与效果力 研究对象的受力图 通常只画出按性质命名的力 不要把按效果命名的分力或合力分析进去 受力图完成后再进行力的合成或分解 练1 如图5 滑块a置于水平地面上 滑块b在一水平力作用下紧靠滑块a a b接触面竖直 此时a恰好不滑动 b刚好不下 滑 已知a与b间的动摩擦因数为 1 a与地面间的动摩擦因数为 2 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 a与b的质量之比为 图5 答案b 易混点二处理平衡问题的常用方法处理平衡问题的三种常用方法 图6 答案c 疑难点三动态平衡问题的处理技巧动态平衡问题分析的常用方法 1 解析法 一般把力进行正交分解 两个方向上列平衡方程 写出所要分析的力与变化角度的关系 然后判断各力的变化趋势 2 图解法 能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征 物体一般受三个力作用 其中有一个大小 方向都不变的力 还有一个方向不变的力 练3 2016 浙江杭州十四中模拟 如图7所示 在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体a a的左端紧靠竖直墙 a与竖直墙之间放一光滑圆球b 已知a的圆半径为球b的半径的3倍 图7 球b所受的重力为g 整个装置处于静止状态 设墙壁对b的压力为f1 a对b的压力为f2 则若把a向右移动少许后 它们仍处于静止状态 则f1 f2的变化情况分别是 a f1减小b f1增大c f2增大d f2不变 方法二图解法 先根据平衡条件和平行四边形定则画出如图乙所示的矢量三角形 在a向右移动少许 角减小的过程中 从图中可直观地看出 f1 f2都会减小 故选项a正确 答案a 疑难点四共点力作用下物体平衡的临界和极值问题临界状态可理解为 恰好出现 和 恰好不出现 某种现象的状态 求解平衡中的临界问题时 一般是采用假设推理法 即先假设怎样 然后再根据平衡条件及有关知识列方程求解 解题的关键是要注意 恰好出现 或 恰好不出现 求解平衡中的极值问题时 要找准平衡问题中某些物理量变化时出现最大值或最小值对应的状态 练4 如图8所示 质量m 2 2kg的金属块放在水平地板上 在与水平方向成 37 角斜向下 大小为f 10n的拉力作用下 以速度v 5 0m s向右做匀速直线运动 cos37 0 8 sin37 0 6 取g 10m s2 求 图8 1 金属块与地板间的动摩擦因数 2 为使物块向右做匀速直线运动 求f的最小值 解析 1 设地板对金属块的支持力为fn 金属块与地板的动摩擦因数为 因为金属块匀速运动 所以有fcos fnmg fsin fn 2 分析物体的受力 如图 建坐标分解竖直方向 fsin fn mg水平方向 fcos fn 真题示例 例1 2015 浙江学业水平考试 如图9所示 人在高空钢丝上匀速前行 若图中钢丝可视为水平 则他受到的支持力与重力的关系为 图9 a 平衡力b 作用力和反作用力c 支持力小于重力d 支持力大于重力 解析人匀速前进 处于平衡状态 重力与支持力二力平衡 故a选项正确 答案a 例2 2014 浙江学业水平考试 如图10所示 将两本书的纸张交叉重叠起来 两同学分别抓住每本书的一侧往外拉 两书仍在原处且没有被分开 此过程中 图10 a 拉力小于两本书的重力b 拉力等于两本书的重力c 拉力增大 摩擦力也增大d 拉力增大 摩擦力保持不变 解析根据题意知无法比较拉力和重力的大小关系 故a b选项错误 由于两本书相对静止 故受到静摩擦力 水平方向处于平衡状态 摩擦力随拉力的增大而增大 故c选项正确 d选项错误 答案c 例3 2015 9月浙江学考预试卷 如图11所示 倾角为 质量为m的直角三棱柱abc置于粗糙水平地面上 柱体与水平地面间的动摩擦因数为 施加一个垂直bc面的外力f 柱体仍保持静止 地面对柱体的摩擦力大小等于 图11 a mgb fsin c fcos d fcos mg 解析受力分析如图所示 ff fsin 故b选项正确 答案b 冲刺训练 1 2016 温州学考模拟 如图12所示 氢气球受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为 在细绳被剪断的瞬间 气球所受外力的合力为 氢气球的重力忽略不计 图12 a 与原来绳子的拉力大小相等 方向相反b 沿风力方向 大小等于风力c 沿竖直方向向上 大小等于气球所受的浮力d 与原来绳子的拉力方向相反 其大小大于风力与浮力的合力 解析氢气球受到三个力的作用 竖直向上的浮力 风力 沿着绳子方向的拉力 三个力的合力为零 故风力和浮力的合力与绳子的拉力等大反向 当把绳子剪断后 氢气球受到的风力和浮力和没剪断之前相等 所以两者的合力沿着绳子的反方向 a正确 b c d错误 答案a 2 2016 温州3月学考模拟 在卫生大扫除中 某同学用拖把拖地 沿推杆方向对拖把施加推力f 如图13所示 此时推力与水平方向的夹角为 且拖把刚好做匀速直线运动 从某时刻开始保持力f的大小不变 减小f与水平方向的夹角 则 图13 a 拖把将做减速运动b 拖把继续做匀速运动c 地面对拖把的支持力fn变小 地面对拖把的摩擦力ff变小d 地面对拖把的支持力fn变大 地面对拖把的摩擦力ff变大解析将f沿水平方向和竖直方向进行分解 减小f与水平方向的夹角 f的竖直分量减小 地面对拖把的支持力减小 由ff fn知 摩擦力减小 c正确 d错误 f的水平分量增大 拖把做加速运动 a b错误 答案c 3 2016 杭州五校联盟诊断 如图14甲所示为超市中的自动坡道式电梯 无台阶 某人蹲在电梯上随电梯匀速下行 若电梯倾角为30 人的质量为m 人和电梯表面之间的动摩擦因数为 如图乙所示 电梯对人的支持力和摩擦力分别记为fn ff 则 图14 答案b 4 火场逃生是一项重要的生存技能 某人采用从窗口悬挂绳子 沿着绳子缓慢地从窗户安全爬到地面 如果不考虑脚和竖直墙壁间的摩擦 当人在图示15位置屈腿蹬墙 脚始终与墙接触 且接触点的位置不变 使躯体向左缓慢远离墙壁的过程中 关于人受到的力的判断正确的是 图15 a 绳子对人的拉力增大b 墙壁对人的弹力不变c 人对墙壁