命题热点(2)++共点力的平衡及其应用+课件+-2027届高考物理一轮复习

命题热点(二)共点力的平衡及其应用热点一

整体法和隔离法的应用1.方法概述整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法,整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系,避开了系统内部繁杂的相互作用。隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来,单独分析该物体的方法,隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚。2.解题技巧

典例

(2026浙江1月选考)如图所示,在同一竖直平面内,小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d,其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上,d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连,调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为50g,细线c、d平行且与水平方向成θ=30°角,不计摩擦,则细线a、b的拉力大小分别为(

)A.2N

1N B.2N

0.5NC.1N

1N D.1N

0.5ND

甲乙要点总结整体法和隔离法的选择(1)当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法。(2)在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时,宜用隔离法。(3)整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂的问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法。热点二

动态平衡的问题1.动态平衡及基本思路(1)动态平衡问题是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态。常利用图解法解决此类问题。(2)基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”。2.处理动态平衡问题的四种方法(1)解析法对研究对象进行受力分析,先画出受力示意图,再根据物体的平衡条件,得到因变量与自变量的关系表达式(通常要用到三角函数),最后根据自变量的变化确定因变量的变化。(2)图解法①特点:物体受三个共点力,有一个力是恒力,另有一个力方向不变。②方法:(3)三角形相似法①特点:如果有一个力是恒力,另外两个力方向都变化,且题目给出了空间几何关系。②方法:a.对物体在某个位置作受力分析;b.以两个变力为邻边,利用平行四边形定则,作平行四边形;c.找出相似的力的矢量三角形和空间几何三角形;d.利用相似三角形对应边的比例关系确定力的变化。

③辅助圆法:画出三个力的矢量三角形的外接圆,不变力为一固定弦,因为固定弦所对的圆周角大小始终不变,改变一力的方向,则可得另一力的大小方向变化情况。考向1

解析法典例1

(2025

浙江1月选考)中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌,举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是(

)A.双臂夹角越大受力越小B.杠铃对每只手臂作用力的大小为605NC.杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力D.在加速举起杠铃过程中,地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力D解析

杠铃的重力为G=mg=121×10

N=1

210

N,手臂与水平的杠铃之间有夹角,假设手臂与竖直方向夹角为θ,根据平衡条件可知2Fcos

θ=G,可知,双臂夹角越大,F越大;结合cos

θ<1,解得杠铃对手臂的作用力F>605

N,A、B错误;杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力,C错误;加速举起杠铃,人和杠铃构成的系统加速度向上,系统处于超重状态,因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力,D正确。考向2

图解法典例2

挂灯笼是我国年俗文化的重要组成部分。图甲中灯笼竖直悬挂在轻绳OA和OB的结点O处,OA、OB与水平杆的夹角均为60°,OA、OB的拉力大小分别为F1、F2。现保持OA方向不变,仅将OB沿顺时针缓慢旋转至图乙所示的水平位置OB',则此过程中(

)A.F1大小不变

B.F2先变小后变大C.F1与F2的合力变小

D.F1与F2的合力变大B解析

以O点为对象,处于平衡状态,受到两轻绳拉力的合力大小等于灯笼的重力大小,F1与F2的合力恒定不变;受到OA拉力F1,方向保持不变,OB拉力F2,仅将OB沿顺时针缓慢旋转至题图乙所示的水平位置OB',根据三角形定则,画出受力图,如图所示,可知F1变大,F2先变小后变大,故选B。考向3

相似三角形法典例3

(2025浙江嘉兴桐乡一中高三模拟)如图所示,一轻杆通过铰链固定在竖直墙上的O点,轻杆的另一端C用弹性轻绳连接,轻绳的另一端固定在竖直墙上的A点。某人用竖直向下、大小为F的拉力作用于C点,静止时AOC构成等边三角形。下列说法正确的是(

)A.此时弹性轻绳的拉力大小可以小于FB.此时弹性轻绳的拉力大小为2FC.若缓慢增大竖直向下的拉力,则在OC到达水平位置之前,轻绳AC的拉力增大D.若缓慢增大竖直向下的拉力,则在OC到达水平位置之前,轻杆OC对C点轻绳的作用力减小C

考向4

拉密定理法(正弦定理法或辅助圆法)典例4

如图所示,送水工人用推车运桶装水,到达目的地后,工人抬起把手,带动板OA转至水平即可将水桶卸下。若水桶与接触面之间的摩擦不计,∠AOB为锐角且保持不变,板OA、OB对水桶的作用力大小分别为F1、F2,则在板OA由竖直缓慢转到水平的过程中(

)A.F1、F2都不断增大B.F1不断增大,F2不断减小C.F1不断减小,F2先增大后减小D.F1先增大后减小,F2不断减小D

热点三

平衡中的临界与极值问题1.临界问题:当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”,在问题的描述中常用“刚好”“恰能”“恰好”等语言叙述。2.极值问题:平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中的最大值或最小值。3.解决极值问题和临界问题的方法(1)图解法:根据