2019-2020年高考物理專題復習講義 專題三 共點力作用下物體的平衡 新人教版.doc

2019-2020年高考物理專題復習講義 專題三 共點力作用下物體的平衡 新人教版知識點復習一、物體的平衡物體的平衡有兩種情況：一是質點靜止或做勻速直線運動，物體的加速度為零；二是物體不轉動或勻速轉動（此時的物體不能看作質點）。點評：對于共點力作用下物體的平衡，不要認為只有靜止才是平衡狀態(tài)，勻速直線運動也是物體的平衡狀態(tài)因此，靜止的物體一定平衡，但平衡的物體不一定靜止還需注意，不要把速度為零和靜止狀態(tài)相混淆，靜止狀態(tài)是物體在一段時間內保持速度為零不變，其加速度為零，而物體速度為零可能是物體靜止，也可能是物體做變速運動中的一個狀態(tài)，加速度不為零。由此可見，靜止的物體速度一定為零，但速度為零的物體不一定靜止因此，靜止的物體一定處于平衡狀態(tài)，但速度為零的物體不一定處于靜止狀態(tài)?？傊颤c力作用下的物體只要物體的加速度為零，它一定處于平衡狀態(tài)，只要物體的加速度不為零，它一定處于非平衡狀態(tài)。二、共點力作用下物體的平衡1共點力幾個力作用于物體的同一點，或它們的作用線交于同一點（該點不一定在物體上），這幾個力叫共點力。2共點力的平衡條件在共點力作用下物體的平衡條件是合力為零，即F合0或Fx合0，F(xiàn)y合03判定定理物體在三個互不平行的力的作用下處于平衡，則這三個力必為共點力。（表示這三個力的矢量首尾相接，恰能組成一個封閉三角形）4解題方法當物體在兩個共點力作用下平衡時，這兩個力一定等值反向；當物體在三個共點力作用下平衡時，往往采用平行四邊形定則或三角形定則；當物體在四個或四個以上共點力作用下平衡時，往往采用正交分解法?！纠?】（1）下列哪組力作用在物體上，有可能使物體處于平衡狀態(tài) ( )A3N，4N，8N B3N，5N，1NC4N，7N，8N D7N，9N，6N（2）用手施水平力將物體壓在豎直墻壁上，在物體始終保持靜止的情況下( )A壓力加大，物體受的靜摩擦力也加大 B壓力減小，物體受的靜摩擦力也減小C物體所受靜摩擦力為定值，與壓力大小無關 D不論物體的壓力改變與否，它受到的靜摩擦力總等于重力（3）如下圖所示，木塊在水平桌面上，受水平力F1 =10N，F(xiàn)2 =3N而靜止，當撤去F1后，木塊仍靜止，則此時木塊受的合力為 ( ) A0 B水平向右，3N C水平向左，7N D水平向右，7N【例2】氫氣球重10 N，空氣對它的浮力為16 N，用繩拴住，由于受水平風力作用，繩子與豎直方向成30角，則繩子的拉力大小是_，水平風力的大小是_.三、綜合應用舉例1靜平衡問題的分析方法【例3】(xx年理綜)如圖甲所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內表面及碗口是光滑的。一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質量為m1和m2的小球，當它們處于平衡狀態(tài)時，質量為m1的小球與O點的連線與水平線的夾角為=60。兩小球的質量比為A B C D2動態(tài)平衡類問題的分析方法F1F2GGF2F1【例4】 重G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。若擋板逆時針緩慢轉到水平位置，在該過程中，斜面和擋板對小球的彈力的大小F1、F2各如何變化？ 點評：力的圖解法是解決動態(tài)平衡類問題的常用分析方法。這種方法的優(yōu)點是形象直觀。【例5】如圖7所示整個裝置靜止時，繩與豎直方向的夾角為30。AB連線與OB垂直。若使帶電小球A的電量加倍，帶電小球B重新穩(wěn)定時繩的拉力多大？點評：相似三角形法是解平衡問題時常遇到的一種方法，解題的關鍵是正確的受力分析，尋找力三角形和結構三角形相似。3平衡問題中的極值分析【例6】跨過定滑輪的輕繩兩端，分別系著物體A和物體B，物體A放在傾角為的斜面上（如圖l43（甲）所示），已知物體A的質量為m ，物體A與斜面的動摩擦因數(shù)為(<tan)，滑輪的摩擦不計，要使物體A靜止在斜面上，求物體B的質量的取值范圍。FG【例7】 用與豎直方向成=30斜向右上方，大小為F的推力把一個重量為G的木塊壓在粗糙豎直墻上保持靜止。求墻對木塊的正壓力大小N和墻對木塊的摩擦力大小f。點評：靜摩擦力是被動力，其大小和方向均隨外力的改變而改變，因此，在解決這類問題時，思維要靈活，思考要全面。否則，很容易造成漏解或錯解。OABPQ4整體法與隔離法的應用mgFN【例8】 有一個直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙， OB豎直向下，表面光滑。AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質量均為m，兩環(huán)由一根質量可忽略、不可伸長的細繩相連，并在某一位置平衡（如圖所示）?，F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是AFN不變，f變大 B FN不變，f變小 CFN變大，f變大 DFN變大，f變小點評：正確選取研究對象，可以使復雜的問題簡單化，整體法是力學中經(jīng)常用到的一種方法?！纠?】如圖1所示，甲、乙兩個帶電小球的質量均為m，所帶電量分別為q和-q，兩球間用絕緣細線連接，甲球又用絕緣細線懸掛在天花板上，在兩球所在的空間有方向向左的勻強電場，電場強度為E，平衡時細線都被拉緊 （1）平衡時可能位置是圖1中的（ ）（2）1、2兩根絕緣細線的拉力大小分別為（ ）A ， B，C， D ，點評：若研究對象由多個物體組成，首先考慮運用整體法，這樣受力情況比較簡單，在本題中，馬上可以判斷繩子1是豎直的；但整體法并不能求出系統(tǒng)內物體間的相互作用力，故此時需要使用隔離法，所以整體法和隔離法常常交替使用5“穩(wěn)態(tài)速度”類問題中的平衡【例10】（xx年江蘇）當物體從高空下落時，空氣阻力隨速度的增大而增大，因此經(jīng)過一段距離后將勻速下落，這個速度稱為此物體下落的穩(wěn)態(tài)速度。已知球形物體速度不大時所受的空氣阻力正比于速度v，且正比于球半徑r，即阻力f=krv，k是比例系數(shù)。對于常溫下的空氣，比例系數(shù)k=3.410-4Ns/m2。已知水的密度kg/m3，重力加速度為m/s2。求半徑r=0.10mm的球形雨滴在無風情況下的穩(wěn)態(tài)速度。（結果保留兩位有效數(shù)字）點評：此題的關鍵就是雨滴達到“穩(wěn)態(tài)速度”時，處于平衡狀態(tài)。找到此條件，題目就可以迎刃而解了。6繩中張力問題的求解F1A BG/2F1F2G/2CPOO【例11】重G的均勻繩兩端懸于水平天花板上的A、B兩點。靜止時繩兩端的切線方向與天花板成角。求繩的A端所受拉力F1和繩中點C處的張力F2。 F2附：知識點梳理閱讀課本理解和完善下列知識要點1共點力物體同時受幾個力的作用，如果這幾個力都作用于物體的 或者它們的作用線交于 ，這幾個力叫共點力。2平衡狀態(tài)：一個物體在共點力作用下，如果保持 或 運動，則該物體處于平衡狀態(tài)3平衡條件：物體所受合外力 其數(shù)學表達式為：F合 或Fx合= Fy合= ，其中Fx合為物體在x軸方向上所受的合外力，F(xiàn)y合為物體在y軸方向上所受的合外力4力的平衡：作用在物體上的幾個力的合力為零，這種情形叫做 。若物體受到兩個力的作用處于平衡狀態(tài)，則這兩個力 若物體受到三個力的作用處于平衡狀態(tài)，則其中任意兩個力的合力與第三個力 針對訓練1把重20N的物體放在傾角為30的粗糙斜面上，物體右端與固定在斜面上的輕彈簧相連接，如圖所示，若物體與斜面間的最大靜摩擦力為 12 N，則彈簧的彈力為（ ）A可以是22N，方向沿斜面向上 B可以是2N方向沿斜面向上C可以是2N，方向沿斜面向下 D可能為零2兩個物體A和B，質量分別為M和m，用跨過定滑輪的輕繩相連， A靜止于水平地面上，如圖所示，不計摩擦力，A對繩的作用力的大小與地面對A的作用力的大小分別為（）Amg，（Mm）gBmg，MgC（Mm）g， M gD（M+m）g，（Mm）g3如圖所示，當傾角為45時物體m處于靜止狀態(tài)，當傾角再增大一些，物體m仍然靜止（繩子質量、滑輪摩擦不計）下列說法正確的是（ ）A繩子受的拉力增大 B物林m對斜面的正壓力減小C物體m受到的靜摩擦力可能增大 D物體m受到的靜摩擦力可能減小4如圖所示，兩光滑硬桿AOB成角，在兩桿上各套上輕環(huán)P、Q，兩環(huán)用細繩相連，現(xiàn)用恒力F沿OB方向拉環(huán)Q ，當兩環(huán)穩(wěn)定時細繩拉力為（ ）AFsin BF/sinCFcos DF/cos5如圖所示，一個本塊A放在長木板B上，長木板B放在水平地面上在恒力F作用下，長木板B以速度v勻速運動，水平彈簧秤的示數(shù)為T下列關于摩擦力的說法正確的是（）A木塊A受到的滑動摩擦力的大小等于TB木塊A受到的靜摩擦力的大小等于TC若長木板B以2v的速度勻速運動時，木塊A受到的摩擦力大小等于2TD若用2F的力作用在長木板上，木塊A受到的摩擦力的大小等于T6如圖所示，玻璃管內活塞P下方封閉著空氣，P上有細線系住，線上端懸于O點，P的上方有高h的水銀柱，如不計水銀、活塞P與玻璃管的摩擦，大氣壓強為p0保持不變，則當氣體溫度升高時（水銀不溢出）（ ） A管內空氣壓強恒為（p0十gh）(為水銀密度） B管內空氣壓強將升高 C細線上的拉力將減小 D玻璃管位置降低7如圖（甲）所示，將一條輕而柔軟的細繩一端拴在天花板上的A點另一端拴在豎直墻上的B點，A和B到O點的距離相等，繩的長度是OA的兩倍。圖（乙）所示為一質量可忽略的動滑輪K，滑輪下懸掛一質量為m的重物，設摩擦力可忽略，現(xiàn)將動滑輪和重物一起掛到細繩上，在達到平衡時，繩所受的拉力是多大？8長L的繩子，一端拴著半徑為r，重為G的球，另一端固定在傾角為的光滑斜面的A點上，如圖所示，試求繩子中的張力參考答案：1ABCD 2A 3BCD 4B 5AD 6D 7 8教學隨感從學生反應情況看，熟練應用正交分解法、圖解法、合成與分解法等常用方法解決平衡類問題是學生復習中遇到的最大困難，受力分析也是學生的一大難題，在復習中應該讓學生進一步熟悉受力分析的基本方法，培養(yǎng)學生處理力學問題的基本技能。 牛頓運動定律知識網(wǎng)絡：單元切塊：按照考綱的要求，本章內容可以分成三部分，即：牛頓第一定律、慣性、牛頓第三定律；牛頓第二定律；牛頓運動定律的應用。其中重點是對牛頓運動定律的理解、熟練運用牛頓運動定律分析解決動力學問題。難點是力與運動的關系問題。