专题一 第1讲 力与物体的平衡（教参）-2022高考物理【优化探究】二轮专题复习（新教材新高考）

第1讲　力与物体的平衡 授课提示：对应学生用书第1页 1．(2021·湖南卷)质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是(　　) A．推力F先增大后减小 B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C．墙面对凹槽的压力先增大后减小 D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 解析：小滑块由A点向B点缓慢移动，合力为零，对其受力分析，并将各力首尾相接，如图1所示，由图中几何关系可知，该过程中推力F逐渐增大，凹槽对滑块的支持力N逐渐减小，选项A、B错误。 　 凹槽始终静止不动，合力为零，对其受力分析，如图2所示。 由图1知N＝mgcos θ，而F墙＝N′sin θ＝Nsin θ，代入得F墙＝mgsin θcos θ＝mgsin 2θ，当θ＝45°时F墙有最大值，故F墙先增大后减小，选项C正确。 而N″＝Mg＋N′cos θ＝Mg＋mgcos2θ，当θ增大时N″减小，选项D错误。 答案：C 2．(2021·广东卷)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α＜β，如图所示。忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是(　　) A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大 B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 解析：把耕索的拉力F分解到水平和竖直两个方向：Fx＝Fsin θ，Fy＝Fcos θ。因α＜β，故F曲x＜F直x，F曲y＞F直y，选项A错误，B正确；耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律知两力大小相等，则选项C、D错误。 答案：B 3. (2020·山东卷)如图所示，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(　　) A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. 解析：对A、B受力分析，如图所示，A、B刚要滑动时受力平衡。 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。 答案：C 力与物体的平衡知识几乎贯穿整个高中物理的始终，在高考中考查非常多，除了跟其他章节内容综合考查外，也经常单独命题，主要考查受力分析，特别是静摩擦力的判断及平衡问题，其中动态平衡问题多以生产生活情景或教材常见情境为素材考查考生的理解能力、模型构建能力、推理论证能力和信息加工能力，题型一般为选择题。 常用到的思想方法有：临界极值法、函数法、假设法、整体法和隔离法、转换研究对象法、图解法等。 授课提示：对应学生用书第1页 考点一　静态平衡问题 1．选取研究对象的2点技巧 (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“转换研究对象法”。 2.求解共点力平衡问题的3种常用方法 常用方法包括力的合成法、分解法及正交分解法，示意图如图所示。 1. (2020·浙江7月选考)矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff。下列受力分析示意图可能正确的是(　　) 解析：由题意可知，战斗机所受重力G竖直向下，空气阻力Ff与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，对比图中选项可知只有A选项符合题意。 答案：A 2. (2021·广东江门一模)电动平衡车是时下热门的一种代步工具。如图所示，人站在电动平衡车上在某水平地面上沿直线匀速前进，人受到的空气阻力与速度成正比。下列说法正确的是(　　) A．电动平衡车对人的作用力竖直向上 B．电动平衡车对人的作用力大于人的重力 C．不管速度多大，电动平衡车对人的作用力不变 D．地面对电动平衡车的作用力竖直向上 解析：电动平衡车做匀速直线运动，人处于平衡状态，即竖直方向平衡车对人的支持力与人的重力平衡，水平方向平衡车对人的摩擦力等于人受到的阻力，则平衡车对