2022-2023年高考物理一轮复习 力与物体的平衡课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

力与物体的平衡1．弹力(1)大小：弹簧在弹性限度内,弹力的大小可由胡克定律F＝kx计算；一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解．(2)方向：一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向．“物理观念”构建2．摩擦力(1)大小：滑动摩擦力Ff＝μFN,与接触面的面积无关；静摩擦力的增大有一个限度,具体值根据牛顿运动定律或平衡条件来求．(2)方向：沿接触面的切线方向,并且跟物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反．4．安培力(1)大小：F＝BIL,此式只适用于B⊥I的情况,且L是导线的有效长度,当B∥I时F＝0.(2)方向：用左手定则判断,安培力垂直于B、I确定的平面．5．洛伦兹力(1)大小：F＝qvB,此式只适用于B⊥v的情况．当B∥v时F＝0.(2)方向：用左手定则判断,洛伦兹力垂直于B、v确定的平面,洛伦兹力永不做功．6．共点力的平衡(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动．(2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0,Fy＝0.1．思想方法(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用假设法．(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等．(3)带电体的平衡问题仍然满足平衡条件,只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力．“科学思维”展示2．模型建构(1)合力与分力的关系①合力不变时,两相等分力的夹角越大,两分力越大,夹角接近180°时,两分力接近无穷大．②两相等分力夹角为120°时,两分力与合力大小相等．(2)平衡条件的应用①n个共点力平衡时其中任意(n－1)个力的合力与第n个力是一对平衡力．②物体受三个力作用平衡时一般用合成法,合成除重力外的两个力,合力与重力平衡,在力的三角形中解决问题,这样就把力的问题转化为三角形问题．(3)滑块与斜面模型如图所示,斜面固定,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,将物块轻放在斜面上,若μ＝tanθ,物块刚好不下滑；若μ＞tanθ,物块静止；若μ＜tanθ,物块下滑．与物块质量无关,只由μ与θ决定,其中μ≥tanθ时称为“自锁”现象．03命题热点·巧突破【答案】

D【解析】

T＝f＋mgsinθ,f＝μN,N＝mgcosθ,带入数据解得：m＝150kg,故A选项符合题意．3．如图甲为一种门后挂钩的照片,相邻挂钩之间的距离为7cm,图乙中斜挎包的宽度约为21cm,在斜挎包的质量一定的条件下,为了使悬挂时背包带受力最小,下列措施正确的是

(

)A．随意挂在一个钩子上

B．使背包带跨过两个挂钩C．使背包带跨过三个挂钩

D．使背包带跨过四个挂钩D4．如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连．甲、乙两物体质量相等．系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α＝70°,则β等于 (

)A．45° B．55°C．60° D．70°考向2多个物体的平衡B【解析】甲物体是拴牢在O点,且甲、乙两物体的质量相等,则甲、乙绳的拉力大小相等,O点处于平衡状态,则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上,如图所示根据几何关系有180°＝2β＋α,解得β＝55°.故选B．【解析】

假设两球质量相等,则杆应处于水平位置,现A位于B的下方,可知mA>mB,故A错误．以A球为研究对象,A球受到重力mAg、球体内壁对A球的支持力NA、杆的压力F.由平衡条件知,mAg与FA的合力与NA等大、反向,运用平行四边形定则作出力的合成图如图．7．(多选)在水平板上有M、N两点,相距D＝0.45m,用长L＝0.45m的轻质绝缘细线分别悬挂有质量m＝×10－2kg、电荷量q＝3.0×10－6C的小球(小球可视为点电荷,静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2),当两小球处于如图所示的平衡状态时

(

)A．细线与竖直方向的夹角θ＝30°B．两小球间的距离为0.9mC．细线上的拉力为0.2ND．若两小球带等量异种电荷,则细线与竖直方向的夹角θ＝30°考向3电学中的平衡问题ABC1．受力分析的顺序一般按照“重力→弹力→摩擦力→电场力(磁场力)→其他力”的顺序,结合整体法与隔离法分析物体的受力情况．2．处理平衡问题常用的四种方法合成法物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件,如上第2题正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件力的三角形法对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力

,如上第6题通过力的三角形与几何三角形相似解决A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】

BD【思路分析】

图解法来分析,细绳拉力跟外力的合力始终与重力等大反向,根据角度的变化,判断细绳拉力和水平外力的变化情况．【解析】

用水平拉力向左缓慢拉动N,如图所示,水平拉力F逐渐增大,细绳的拉力T逐渐增大,则细绳对M的拉力逐渐增大,故A错误,B正确．当物块M的质量满足mMgsinθ>mNg时,初始时M受到的摩擦力方向沿斜面向上,这时随着对物块N的缓慢拉动,细绳的拉力T逐渐增大,物块M所受的摩擦力先向上逐渐减小,然后可能再向下逐渐增大,故C错误,D正确．【核心考点】本题考查了受力分析、共点力平衡中的动态平衡内容、理解能力和推理能力的应用,体现了核心素养中科学推理、科学论证要素．【规范审题】

①物块M可能受到斜面的摩擦力,也可能不受摩擦力；②细绳对物块M、N的拉力大小一致；③物块N处于动态平衡状态；④动态变化范围；⑤物块M始终处于平衡状态,说明M所受各力虽然变化,但合力始终为零.〔总结提升〕求解动态平衡问题〔考向预测〕1．(图解法)如图所示,两根轻绳一端系于结点O,另一端分别系于固定竖直放置的圆环上的A、B两点,O为圆心,O点下面悬挂一物体M,绳OA水平,拉力大小为F1,绳OB与绳OA成α＝120°,拉力大小为F2.将两绳同时缓慢顺时针转过60°,并保持两绳之间的夹角α始终不变,且物体始终保持静止状态．则在旋转过程中,下列说法正确的是 (

)A．F1逐渐增大

B．F1先增大后减小C．F2先增大后减小

D．F2先减小后增大A【解析】对结点O受力分析,并合成三角形如图．根据图示可知顺时针转动前(实线)到转动后(虚线)过程中,F1一直增大,F2一直减小,A正确,BCD错误．3．(解析法)如图所示,橡皮筋的一端固定在O点,另一端拴一个可以看作质点的物体,O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆．已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比,现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点,已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力,下列说法正确的是

(

)A．如果橡皮筋的自然长度等于OA,物体所受地面的摩擦力变大B．如果橡皮筋的自然长度等于OA,物体所受地面的支持力变小C．如果橡皮筋的自然长度小于OA,物体所受地面的摩擦力变大D．如果橡皮筋的自然长度小于OA,物体所受地面的支持力变小【答案】

C解决临界极值问题的三种方法(1)解析法：根据物体的平衡条件列出平衡方程,在解方程时采用数学方法求极值．(如第2题)(2)图解法：此种方法通常适用于物体只在三个力作用下的平衡问题．(如第1题)(3)极限法：极限法是一种处理极值问题的有效方法,它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端(如“极大”“极小”等),从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来,快速求解．考点三平衡中的临界极值问题【解析】

【解析】对AB组成的整体受力分析,整体受力平衡,竖直方向受到重力和地面对B的支持力,所以地面对B的支持力等于(M＋m)g,保持不变,A错误；拉力F最大时沿斜面向上的分力为Fcos30°＝0.75mg,重力沿斜面向下的分力为mgsin30°＝0.5mg,故此时摩擦力沿斜面向下,B错误；对A受力分析,受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用,当拉力沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时,摩擦力为零,所以摩擦力最小为零,3．如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行．A与B间、