内容正文:
大二轮专题复习与增分策略 物理专题一 物体的平衡及直线运动
1.匀变速直线运动的条件
物体所受合力为恒力,且与速度方向共线.
2.匀变速直线运动的基本规律
速度公式:v=v0+at.
位移公式:x=v0t+at2.
速度和位移公式的推论:v2-v=2ax.
中间时刻的瞬时速度:==.
任意两个连续相等的时间内的位移之差是一个恒量,即Δx=xn+1-xn=a·(Δt)2.
3.图象问题
(1)速度—时间关系图线的斜率表示物体运动的加速度,图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的位移.匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线.
(2)位移—时间关系图线的斜率表示物体的速度.
4.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.
5.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0<Ff≤Ffmax,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.
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.
(3)常用推论
①若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n-1)个力的合力大小相等、方向相反.
②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形.
7.超重和失重
超重或失重时,物体的重力并未发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化.物体发生超重或失重现象与物体的运动方向无关,只决定于物体的加速度方向.当a有竖直向上的分量时,超重;当a有竖直向下的分量时,失重;当a=g且竖直向下时,完全失重.
1.处理平衡问题的基本思路
确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论.
2.常用的方法
(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.[来源:Z+xx+k.Com]
3.动力学方法的应用
(1)基本思路
(2)解题关键
抓住两个分析,受力分析和运动情况分析,必要时要画运动情景示意图.对于多运动过程问题,还要找准一个转折点,特别是转折点的速度.
高考题型1 受力分析 物体的平衡
1.在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析.
2.采用整体法进行受力分析时,要注意系统内各个物体的加速度应相同.[来源:Zxxk.Com]
3.当直接分析一个物体的受力不方便时,可转移研究对象,先分析另一个物体的受力,再根据牛顿第三定律分析该物体的受力,此法叫“转移研究对象法”.
4.求解共点力平衡的常用方法:(1)三力平衡常用力的合成与分解法或正交分解法.(2)四力及四力以上的平衡一般采用正交分解法.(3)动态平衡常用解析法或图解法.
例1 (多选)将一横截面为扇形的物体B放在水平面上,一小滑块A放在物体B上,如图1所示,除了物体B与水平面间的摩擦力之外,其余接触面的摩擦均可忽略不计,已知物体B的质量为M、滑块A的质量为m,重力加速度为g,当整个装置静止时,A、B接触面的切线与竖直的墙壁之间的夹角为θ.则下列选项正确的是( )
图1
A.物体B对水平面的压力大小为(M+m)g
B.物体B受到水平面的摩擦力大小为
C.滑块A与竖直墙壁之间的弹力大小为mgtan θ
D.滑块A对物体B的压力大小为
答案 AB
解析 首先对滑块A受力分析,如图甲所示:
根据平衡条件,有:F1=,F2=
根据牛顿第三定律知,A对B的压力大小为,A对竖直墙壁的压力大小为,C、D错误;再对A、B整体受力分析,受重力、水平面的的支持力、竖直墙壁的支持力、水平面的静摩擦力,如图乙所示:
根据平衡条件,水平面的支持力大小FN=(M+m)g,水平面的摩擦力大小Ff=F2=;
再根据牛顿第三定律,物体B对水平面的压力大小为(M+m)g,A、B正确.
拓展训练1 如图2所示,质量为m的木块A放在质量为M的斜面体B上,现用水平向右的恒力F作用在斜面体B上,若A和B沿水平方向以相同的速度一起向右做匀速直线运动,则以下说法正确的是( )
图2
A.B对地面的压力等于Mg
B.A对B的压力大小为mgsin θ
C.A对斜面体B的摩擦力大小为mgcos θ
D.A和B之间的相互作用力的大小等于mg
答案 D
解析 把A、B看成一个整体,竖直方向受力平衡,根据平衡条件得:地面对B的支持为FN=(M+m)g,根据牛顿第三定律可知