1-1 力与物体的平衡-2021【步步高】新高考物理大二轮专题复习与增分策略（京津鲁琼辽鄂冀湘渝）word

第1课时　力与物体的平衡 高考题型1　静态平衡问题 1．受力分析的4种方法 假设法 若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后分析若该力存在对物体运动状态的影响，从而来判断该力是否存在 整体 法和 隔离法 整体法：将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析 隔离法：将所研究的对象从周围的物体中隔离出来，单独进行受力分析 选用原则：研究系统外的物体对系统整体的作用力时用整体法；研究系统内物体之间的相互作用力时用隔离法．通常整体法和隔离法交替使用. 转换 研究 对象 法 根据牛顿第三定律，例如 动力学 分析法 根据牛顿第二定律，由加速度方向判定合力的方向，从而确定某一个力的方向 例如： 2.处理静态平衡问题的基本思路 考题示例 例1　(2020·全国Ⅲ·17)如图1，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(　　) 图1 A．45° B．55° C．60° D．70° 答案　B 解析　取O点为研究对象，在三力的作用下O点处于平衡状态，对其受力分析如图所示，根据几何关系可得β＝55°，故选B. 例2　用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图2所示．两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则(　　) 图2 A．F1＝mg，F2＝mg B．F1＝mg，F2＝mg C．F1＝mg，F2＝mg D．F1＝mg，F2＝mg 答案　D 解析　分析可知工件受力平衡，将工件受到的重力按照压紧斜面Ⅰ和Ⅱ的效果进行分解，如图所示，结合几何关系可知工件对斜面Ⅰ的压力大小为F1＝mgcos 30°＝mg，对斜面Ⅱ的压力大小为F2＝mgsin 30°＝mg，选项D正确，A、B、C错误． 例3　(2020·山东卷·8)如图3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、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为(　　) 图3 A. B. C. D. 答案　C 解析　A、B刚好要滑动时受力平衡，受力分析如图所示． 对A：FT＝mgsin 45°＋μmgcos 45° 对B：2mgsin 45°＝FT＋3μmgcos 45°＋μmgcos 45° 整理得，μ＝，选项C正确． 命题预测 1.(2020·四川泸州市质量检测)如图4所示，三根不可伸长的轻绳一端共同系于O点，A端和B端分别固定在墙壁和地面上，某同学用水平方向的力拉绳OC，三绳绷紧后，OB绳竖直，OC绳水平，OA绳与竖直墙面夹角θ＝30°.三根绳能承受的最大拉力均为300 N，为保证三根轻绳都不被拉断，则人对OC绳的水平拉力最大不能超过(　　) 图4 A．100 N B．150 N C．150 N D．300 N 答案　B 解析　对结点受力分析，如图所示， 由边角关系可知OA绳中的拉力最大，由平衡条件得： FA＝F＝，只要OA绳不被拉断，则三根绳都不会被拉断，知FA≤300 N， 解得：FC≤150 N，故选B. 2.(2020·山东兖州市3月网络模拟)如图5所示，竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，不计所有摩擦，重力加速度为g，小球恰好静止在图示位置，下列说法正确的是(　　) 图5 A．轨道对轻环的支持力大小为mg B．细线对M点的拉力大小为 C．细线对轻环的作用力大小为 D．N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30° 答案　D 解析　对圆环受力分析；因圆环两边绳子的拉力相等，可知两边绳子拉力与OA夹角相等，设为θ，由几何关系可知，∠OMA＝∠MAO＝θ，则3θ＝90°，θ＝30°，则轨道对轻环的支持力大小为FN＝2mgcos 30°＝mg，选项A错误；细线对M点的拉力大小为FT＝mg，选项B错误；细线对轻环的作用力大小为FN′＝FN＝mg，选项C错误；由几何关系可知，N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°，选项D正确． 3．(2020·河北省高三二模)某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图6所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为m，筷子与竖直方向之间的夹角均为θ，筷子与小球表面间的动摩擦因数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度为g.每根筷子对小球