《挑战零失误》系列：——高考物理一轮复习课件总结提高：力与物体平衡.ppt

物理 核心内容提炼 本单元是高考复习的起始章节 要理解和掌握其中的重要概念 重要思维方法与重要题型的处理方法 1 力有物质性 相互性 矢量性 独立性四个基本特性 运用整体法解题通常比较简单 因为只有系统的外力才能改变系统的运动状态 所以分析时只须抓住系统所受的外力 利用重力与万有引力近似相等的关系可求解各种情况下的重力加速度 匀质绳与链条 液体 气体的重心总是在其几何中心上 弹力的方向总是指向恢复原状最快的方向 胡克定律的变形式 f k x 在分析多弹簧问题时很有用 第一单元总结提升 2 三类性质的力中 较难分析的是摩擦力 滑动摩擦力的大小可由摩擦定律求出 但对正压力fn很容易产生误解 静摩擦力的大小有一个变化范围 应结合物体的运动状态和平衡条件及牛顿运动定律来进行分析 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反 而 趋势 是指运动的可能性 应结合物体所受其他外力的状况或物体的运动状态来判定 3 力的合成与分解是对力进行等效处理的方式 力的合成的重要意义在于求物体的合外力 应熟练地运用平行四边形法 三角形法 正交分解法 公式法求物体的合力 力的有效分解或正交分解的重要 第一单元总结提升 意义在于求某一分力或合外力 有效分解的原则是根据合力的作用效果确定分力的方向 根据平行四边形法则确定分力的大小 而正交分解是沿两个相互垂直的方向分解 其目的是利用力学规律沿两个相互垂直的方向列方程求未知量 4 正确地对物体进行受力分析是解决力学问题的基础 特别是求物体的合外力 这就要求我们透彻理解力的概念 理解各类不同性质的力 根据力产生的条件判断力的有无 还要根据物体的运动状态来判断物体的受力情况 5 物体的平衡问题综合性很强 解答共点力的平衡问题 首先应选择研究对象 对其正确地进行受力分析 其次选用合适的解题方法 这些方法常见有正交分解法 三角形法 合成法 分解法等 对系统平衡问题要结合整体法与隔离法灵活处理 用图解法可分析三力动态平衡问题与平衡中的极值问题 三力平衡问题在高考中时有出现 第一单元总结提升 1 2008年 天津理综卷 如下图所示 表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮 两物块p q用轻绳连接并跨过滑轮 不计滑轮的质量和摩擦 p悬于空中 q放在斜面上 均处于静止状态 当用水平向左的恒力推q时 p q仍静止不动 则 a q受到的摩擦力一定变小 b q受到的摩擦力一定变大 c 轻绳上拉力一定变小 d 轻绳上拉力一定不变 第一单元总结提升 高考真题精选 解析 p只受重力和绳的拉力 所以绳的拉力不变 d对c错 对q受力分析不能确定摩擦力的大小 方向及其有无 所以a b错 故选d 答案 d 第一单元总结提升 2 2008年 辽宁大综合卷 两光滑平板mo no构成一具有固定夹角 0 75 的v形槽 用 表示no板与水平面之间的夹角 如下图所示 若球对板no压力的大小正好等于球所受重力的大小 则下列 值中哪个是正确的 a 15 b 30 c 45 d 60 解析 对球进行受力分析 受重力g和on板的支持力fn1 和om板的支持力fn2 由题给条件可知 fn1与g的合力与fn2为一对平衡力 则由几何知识可知b为正确答案 b 第一单元总结提升 3 2008年 北京理综卷 木块a b分别重50n和60n 它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0 25 夹在a b之间的轻弹簧被压缩了2cm 弹簧的劲度系数为400n m 系统置于水平地面上静止不动 现用f 1n的水平拉力作用在木块b上 如下图所示 力f作用后 a 木块a所受摩擦力大小是12 5n b 木块a所受摩擦力大小是11 5n c 木块b所受摩擦力大小是9n d 木块b所受摩擦力大小是7n 解析 未加f时 木块a在水平面内受弹簧的弹力f1和静摩擦力fa作用 且f1 fa kx 8n 木块b在水平面内受弹簧弹力f2和静摩擦力fb作用 且f2 fb kx 8n 在木块b上施加f 1n向右的拉力后 由于f2 f gb 故木块b所受摩擦力仍为静摩擦力 其大小f b f2 f 9n 木块a的受力情况不变 第一单元总结提升 c 4 2007年 辽宁大综合卷 如下图所示 一质量为m的楔形块放在水平桌面上 它的顶角为90 两底角为 和 a b是两个位于斜面上质量均为m的木块 已知所有接触面都是光滑的 现发现a b沿斜面下滑 而楔形木块静止不动 这时楔形木块对水平桌面的压力等于 a mg mgb mg 2mg c mg mg sin sin d mg mg cos cos 第一单元总结提升 解析 由于各接触面是光滑的 a b两物体均加速下滑 分析m受力 m自身的重力g 地面的支持力fn a对m的压力fa mgcos b对m的压力fb mgcos 如下图所示 利用正交分解法 在竖直方向上合力为零 fn g fbcos facos g mgcos2 mgcos2 因为 与 互余 所以cos2 cos2 1 所以fn g mg mg mg 答案 a 第一单元总结提升 5 2008年 天津理综卷 下图中ac为竖直墙面 ab为均匀横梁 其重力为g 处于水平位置 bc为支撑横梁的轻杆 它与竖直方向成 角 a b c三处均用铰链连接 轻杆bc所受力的大小为 a gcos b g 2cos c g cos d g 2cos 解析 ab杆力矩平衡 b点受bc支持力fn沿bc杆 bc为轻杆 不计重力 对ab杆列式据牛顿第三定律 bc受压力为f n g 2cos d 第一单元总结提升 6 2007年 江苏卷 当物体从高空下落时 空气阻力随速度的增大而增大 因此经过一段距离后将匀速下落 这个速度称为此物下落的终极速度 已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v 且正比于球半径r 即阻力ff krv k是比例系数 对于常温下的空气 比例系数k 3 4 10 4n s m2 已知水的密度 1 0 103kg m3 取重力加速度g 10m s2 试求半径r 0 10mm的球形雨滴在无风情况下的终极速度vt 结果取两位数字 解析 雨滴下落时受到两个力作用 重力 方向向下 空气阻力 方向向上 当雨滴达到终极速度vt后 加速度为零 二力平衡 用m表示雨滴质量 有 mg krvt 0 m 4 3 r3 由 得终极速度 代入数据得vt 1 2m s 第一单元总结提升 课标高考链接 例鸵鸟是当今世界上最大的鸟 有人说它不会飞是因为翅膀退化了 如果鸵鸟长了一副与身体大小成比例的翅膀 它是否就能飞起来呢 这是一个使人极感兴趣的问题 试阅读下列材料并填写其中的空白处 鸟飞翔的必要条件是空气的上举力f至少与体重g mg平衡 鸟扇动翅膀获得的上举力可表示为f csv2 式中s为鸟翅膀的面积 v为鸟飞行的速度 c是恒量 鸟类能飞起的条件是f g 即v 取等号时的速率为临界速率 我们作一个简单的几何相似性假设 设鸟的几何线度为l 质量m 体积 l3 s l2 于是起飞的临界速率v 燕子的滑翔速率最小大约为20km h 而鸵鸟的体长大约是燕子的25倍 从而跑动起飞的临界速率为km h 而实际上鸵鸟的奔跑速度大约只有40km h 可见 鸵鸟是飞不起来的 第一单元总结提升 解析 根据题意 鸟类飞起的必要条件是f g 即满足csv2 mg 故燕子的最小滑翔速度约为20km h 而鸵鸟的体长大约是燕子的25倍 因v 故 v鸵 5v燕 100km h可见 鸵鸟起飞的临界速率约为100km h 而实际上鸵鸟的速