专题01 力与物体的平衡-2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍

2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍 专题01 力与物体的平衡 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】 受力分析、整体法隔离法的应用 1 【题型二】 共点力的静态平衡 4 【题型三】 共点力作用下的动态平衡 8 【题型四】 平衡中的临界极值 12 【题型五】 电磁场中的受力平衡问题 15 二、高考题型标准练 20 一、热点题型归纳 【题型一】 受力分析、整体法隔离法的应用 【题型解码】 1．基本思路 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． 2．两点注意 (1)采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同． (2)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”． 【典例分析1】（2021·黑龙江牡丹江一中高三上学期1月期末）如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑，重力加速度为g，则（　　） A. A、B间没有静摩擦力 B. A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上 C. A受到斜面的滑动摩擦力大小为mgsinθ D. A与斜面间的动摩擦因数μ＝tanθ 【答案】D 【解析】 AB．对物体B受力分析可知，B一定受重力、支持力，将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力，B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的静摩擦力；根据力的相互作用规律可知，A受到B的静摩擦力应沿斜面向下，故A、B错误； C．对A、B整体受力分析，并将整体重力分解，可知沿斜面方向上，重力的分力与摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mgsinθ，C错误； D．对A、B整体受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，由于匀速下滑，故重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力平衡，故2mgsinθ＝μ·2mgcosθ解得μ＝tanθ选项D正确。故选D。 【典例分析2】(2020·浙江杭州市模拟)平衡艺术家在不使用任何工具的情况下，仅靠大自然重力就能将形状各异的石头叠在一起，赢得了无数惊叹声．某次一平衡艺术家将石块A、B、C从上到下依次叠放在一块大石头上，并使它们始终保持静止，整个环境处于无风状态，则(　　) A．石块A对石块B的压力就是A的重力 B．石块B受力的个数不可能超过4个 C．石块C对石块B的作用力竖直向上 D．石块C对石块B的作用力大小是石块B对石块A作用力大小的两倍 【答案】　C 【解析】　压力和重力是不同性质的力，压力不是重力，石块A对石块B的压力大小等于A的重力，故A错误；石块B受力的个数最多可能有5个，即重力、A对B的压力和摩擦力、C对B的支持力和摩擦力，故B错误；石块C对石块B的作用力与A和B的总重力大小相等、方向相反，即方向竖直向上，故C正确；由于石块A和石块B质量未知，不能确定三个石块间作用力的大小关系，故D错误． 【提分秘籍】 1.受力分析的常用方法 受力分析贯穿整个力学，包括分析处于平衡状态和非平衡状态物体的受力情况，为了知识的连贯，此处归纳出通用的受力分析方法(对于非平衡状态的受力分析运用参见后续二、三、四专题)。 (1)假设法：在受力分析时，对于弹力、摩擦力，若不能确定是否存在，或者不能确定力的方向、特点，可先作出假设(如该力存在、沿某一个方向、摩擦力是静摩擦力)，然后根据该假设对运动状态的影响判断假设是否成立。 (2)整体法与隔离法：若系统内各个物体的运动状态相同，优先采用整体法；如果需要求解系统内部的相互作用，可再用隔离法。如果系统内部各部分运动状态不同，一般用隔离法(如果存在相对运动但整体处于平衡状态，也可以采用整体法)。整体法与隔离法一般交叉综合运用。 (3)转换对象法：当直接分析一个物体的受力不方便时，可转换研究对象，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。 (4)动力学分析法：根据物体的运动状态用平衡条件或牛顿运动定律确定其受力情况。 2.整体法和隔离法的应用技巧 (1)不涉及系统内力时，优先考虑应用整体法，即“能整体、不隔离”。 (2)应用“隔离法”时，要先隔离“简单”的物体，如待求量少、或受力少、或处于边缘处的物体。 (3)将“整体法”与“隔离法”有机结合、灵活应用。 (4)各“隔离体”间的力，表现为作用力与反作用力，对整体系统则是内力。 【强化训练】 1.(2020·四川南充市第三次适性考试)如图所示，截面为等腰直角三角形的斜面体A放在光滑水平面上，光滑球B的重力为G，放在斜面体和竖直墙壁之间，要使A和B都处于静止状态，作用在斜面体上的水平力F的大小为(　　) A．G B.G C．1.5G D．2G 【答