主题深化提升 专题二

1、.主题深化提升考点一物体的受力分析问题1.受力分析:分析物体受到哪些力,并将它们以示意图的形式表示出来,这一过程及方法叫受力分析。2.受力分析的步骤:【对点训练】1.多项选择2019·济南高一检测质量均为m的a、b两木块叠放在程度面上,如下图,a受到斜向上与程度面成角的力F1的作用,b受到斜向下与程度面成角等大的力F2的作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,那么A.a一定受到四个力的作用B.程度面对b的支持力可能大于2mgC.a、b之间一定存在静摩擦力D.b与程度面之间一定存在静摩擦力【解析】选A、C。a受重力、支持力、拉力以及b对a的静摩擦力而处于平衡状态,故A、C正确;

2、对整体分析,F1与F2大小相等,方向相反,两力互相抵消,那么程度面对b无摩擦力,D错误;程度面对b的支持力FN=2mg,B错误。2.倾角为、质量为M的斜面体静止在程度桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上。以下结论正确的选项是A.木块受到的摩擦力大小是mgcosB.木块对斜面体的压力大小是mgsinC.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsincosD.桌面对斜面体的支持力大小是M+mg【解析】选D。对木块进展受力分析,由平衡方程得FN=mgcos,Ff=mgsin,所以A、B均错误;对斜面体和木块整体进展受力分析,可得桌面对斜面体的摩擦力大小是零,桌面对斜面体的支持力大小是M+mg,故C错误,D正确

3、。【补偿训练】1.如下图,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B保持静止,物体B的受力个数为A.2B.3C.4D.5【解析】选C。假设使物体A保持静止,物体B必对物体A施加一个垂直接触面向上的弹力,由力的互相性可知,物体A必然对物体B施加垂直接触面向下的作用力。再对物体B受力分析,由于物体B处于静止状态,那么它必然受到重力、力F、物体A对物体B的弹力和摩擦力共四个力的作用,应选C。2.如图,质量为m的木块,在斜向左上方的力F的作用下,沿天花板向左做匀速直线运动,那么该物体受到的作用力示意图为【解析】选B。物体受重力和力F作用,因为物体匀速运动,故一定受到向右的摩擦力,因为有摩擦力,那么物体

4、一定受天花板的弹力作用,方向竖直向下;故物体受4个力的作用,选项B正确。考点二共点力作用下的静态平衡问题1.整体思维法和隔离思维法比照:整体思维法原那么只涉及系统外力,不涉及系统内部物体之间的互相作用条件系统内的物体具有一样的运动状态优、缺点利用此法解题一般比较简单,但不能求内力隔离思维法原那么分析系统内某个物体的受力情况优点系统内物体受到的内力、外力均能求2.求解共点力平衡问题的常用方法:常用方法包括力的合成法、分解法及正交分解法,应用实例如下:【对点训练】1.2019·全国卷如图,一物块在程度拉力F的作用下沿程度桌面做匀速直线运动。假设保持F的大小不变,而方向与程度面成60

5、76;角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为A.2-3B.36C.33D.32【解析】选C。在F的作用下沿程度桌面匀速运动时有F=mg;F的方向与程度面成60°角拉动时有Fcos60°=mg-Fsin60°,联立解得=33,应选C。2.如下图,用完全一样的轻弹簧A、B、C将两个一样的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C程度,那么弹簧A、C的伸长量之比为A.34B.43C.12D.21【解析】选D。方法一:分别对两个小球受力分析,如图甲所示。FAsin30°-FBsin=0得FA=2FC,即弹

6、簧A、C的伸长量之比为21,选项D正确。方法二:将两个小球作为一个整体,进展受力分析,如图乙所示。由平衡条件知:FAsin30°=FC解得FA=2FC,即弹簧A、C的伸长量之比为21,应选项D正确。3.2019·哈尔滨高一检测 如下图,位于竖直侧面的物体A的质量mA=0.2 kg,放在程度面上的物体B的质量mB=1.0 kg,绳和滑轮间的摩擦不计,且绳的OB部分程度,OA部分竖直,A和B恰好一起匀速运动,g取10 m/s2。1求物体B与桌面间的动摩擦因数。2假如用程度力F向左拉物体B,使物体A和B做匀速运动需多大的拉力。【解析】1因物体A和B恰好一起匀速运动,所以物体A、B

7、均处于平衡状态。由平衡条件得:对A:FT-mAg=0对B:FT-FN=0FN-mBg=0解得:=0.22假如用程度力F向左拉物体B,使物体A和B做匀速运动,此时程度绳的拉力与滑动摩擦力的大小均不变,对物体B由平衡条件得:F-FT-FN=0解得:F=4 N答案:10.224 N【补偿训练】1.2019·肇庆高一检测设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点可看成球形的横截面积S成正比,与下落速度v的二次方成正比,即f=kSv2,其中k为比例常数,且雨点最终都做匀速运动。球的体积公式为V=43r3r为半径,假设两个雨点的半径之比为12,那么这两个雨点的落地速度之比为A.12B.12C.14D.

8、18【解析】选A。当雨点做匀速直线运动时,重力与阻力相等,即f=mg,故k×r2×v2=mg=×43r3g,即v2=4rg3k,由于两个雨点的半径之比为12,那么落地速度之比为12,选项A正确。2.如下图,质量不计的定滑轮通过轻绳挂在B点,另一轻绳一端系一重物C,绕过滑轮后另一端固定在墙上A点,现将B点向左或向右略微挪动一小段间隔 ,假设挪动过程中AO段绳始终保持程度,且不计一切摩擦,那么悬点B受绳子拉力F的情况是A.B点左移,F增大B.B点右移,F增大C.无论B点左移或右移,F都保持不变D.无论B点左移或右移,F都减小【解析】选C。滑轮受到斜拉轻绳的拉力大小始终

9、等于程度及竖直两绳对它的合力,由于两绳垂直,张力大小均为物体重力G,故滑轮受到轻绳的弹力大小始终为2 G,即悬点B受绳子拉力不变,应选项C正确。考点三动态平衡问题动态平衡是指物体的状态发生缓慢变化,可以认为任意时刻都处于平衡状态。分析此类问题时,常用方法有:1.图解法:对研究对象进展分析,再根据平行四边形定那么或三角形定那么画出不同状态下力的矢量图画在同一个图中,然后根据有向线段表示力长度的变化判断各个力的变化情况。2.解析法:对研究对象的任一状态进展受力分析,建立平衡方程,求出因变参量与自变参量的一般函数,然后根据自变参量的变化确定因变参量的变化。【对点训练】1.多项选择2019·

10、全国卷如图,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由竖直被拉到程度的过程中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】选A、D。以重物为研究对象,它受三个力即重力mg 、绳OM段的拉力FO、 NM段的拉力FN的作用处于平衡状态。考虑到力mg不变,FO与FN的夹角不变,当FO由竖直向上变为程度向左时,作出如下图的力矢量图,由图可知:FN一直变大,FO先变大后减小。2.如下图,用两根等长

11、轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,那么维修后A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小【解析】选A。在轻绳被剪短前后,木板都处于静止状态,所以木板所受的合力都为零,即F1=0。因两根轻绳等长,且悬挂点等高,故两根轻绳对木板的拉力大小相等,均为F2。对木板进展受力分析,如下图,那么竖直方向列平衡方程:2F2cos=G,轻绳剪去一段后,增大,cos减小,故F2变大。故正确答案为A。【补偿训练】1.如下图

12、,一竖直挡板固定在程度地面上,图甲用一斜面将一质量为M的光滑球顶起,图乙用一14圆柱体将同一光滑球顶起;当斜面或14圆柱体缓慢向右推动的过程中,关于两种情况下挡板所受的压力,以下说法正确的选项是A.两种情况下挡板所受的压力都不变B.两种情况下挡板所受的压力都增大C.图甲中挡板所受的压力不变,图乙中挡板所受的压力减小D.图甲中挡板所受的压力不变,图乙中挡板所受的压力先减小后增大【解析】选C。选球为研究对象,图甲中,球受重力、挡板的弹力、斜面的支持力,由于缓慢向右推动的过程中,各力的方向不变,重力不变,所以挡板的弹力、斜面的支持力大小均不变,由牛顿第三定律知挡板所受压力也不变,选项B错误;图乙中球

13、受重力、挡板的弹力、14圆柱体的支持力,由于缓慢向右推动的过程中,14圆柱体支持力与竖直方向的夹角减小示意图如图,挡板的弹力方向不变,重力不变,因此挡板的弹力减小,由牛顿第三定律知,挡板所受的压力也减小,选项C正确,A、D错误。2.如下图,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,假如把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至程度位置,那么此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是A.F1先增大后减小,F2一直减小B.F1先减小后增大,F2一直减小C.F1和F2都一直减小D.F1和F2都一直增大【解析】选B。小球受力如图甲所示,因挡板是缓慢挪动,所以小球处于动态平衡状态,在挪动过程中

14、,此三力重力G、斜面的支持力FN、挡板的弹力F组合成一矢量三角形的变化情况如图乙所示重力大小方向均不变,斜面对其支持力方向始终不变,由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小,挡板对小球弹力先减小后增大,再由牛顿第三定律知B对。【备选考点】平衡状态下的临界与极值问题1.临界问题:1问题界定:物体所处平衡状态将要发生变化的状态为临界状态,涉及临界状态的问题为临界问题。 2问题特点。当某物理量发生变化时,会引起其他几个物理量的变化。注意某现象“恰好出现或“恰好不出现的条件。3分析方法:根本方法是假设推理法,即先假设某种情况成立,然后根据平衡条件及有关知识进展论证、求解。2.极值问题:1问题界定:物

15、体平衡的极值问题,一般指在力的变化过程中涉及力的最大值和最小值的问题。2分析方法。解析法:根据物体的平衡条件列出方程,在解方程时,采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。图解法:根据物体的平衡条件作出力的矢量图,画出平行四边形或者矢量三角形进展动态分析,确定最大值或最小值。【对点训练】1.2019·德州高一检测如下图,物体C的重力G=10 N,AO绳与顶板间的夹角为=45°,BO绳程度,绳子不可伸长,求:1AO绳所受的拉力FAO和BO绳所受拉力FBO分别为多大?2假如绳AO和BO能承受的最大拉力都是20 N,逐渐增加C的重力,那么AO和BO哪根绳子先断?为什么?【解析

16、】1竖直绳OC的拉力F=G=10 N,将其按作用效果分解,作出平行四边形如下图。由几何关系得:FAO=FAO=Fsin=Gsin=10sin45°=102 N。FBO=FBO= Ftan=Gtan=10tan45°=10 N2由图知FBO=FAOcos ,那么FBO=FAOcos ,故AO绳的拉力总大于BO绳的拉力,因此,当C的重力逐渐增加时AO绳先断。答案:1102 N10 N2AO绳先断,理由见解析2.2019·济宁高一检测如下图,一轻质三角形框架B处悬挂一定滑轮质量可忽略不计。一体重为500 N的人通过跨定滑轮的轻绳匀速提起一重为300 N的物体。1此时地面对人的支持力是多大?2斜杆BC、横杆AB所受的力是多大?【解析】1先以人为研究对象,人受三个力作用,重力G、地面对人的支持力FN、绳子的拉力FT。由平衡方程可得:FN+FT=G,解得FN=200 N,即地面对人的支持力为200 N。2以B为研究对象,将绳子的拉力F分解为两个力:一个分力是对AB杆的拉力,一个分力是对BC杆的压力。F=2G=600 N,由题意及受力分析图可知FAB=Ftan 30°=2003 NFBC=Fcos30=4003 N答案:1200 N24003 N2003 N3.如下图,放在长木板上的木块质量