专题一 第1讲 力与物体的平衡(Word教参)-【状元桥】2022高考物理二轮专题复习（老高考）

专题一　力与运动 第1讲　力与物体的平衡 备考导航 思维导图 命题轨迹 备考指要 静态平衡问题 (2019、2020、2021) 动态平衡问题 (2017、2019、2021) 电学中的平衡问题 (2019、2021) 1.平衡问题的识别 (1)看到“静止”，想到物处于“平衡状态”． (2)看到“匀速直线运动”，想到物体处于“平衡状态” (3)看到“缓慢”，想到物处于“动态平衡状态” 2．平衡问题的“突破” 熟练掌握以下方法在解题各阶段的应用是突破此类问题的关键 (1)研究对象：整体法、隔离法 (2)受力分析：条件法、状态法、转换法等 (3)力的处理：合成法、分解法 (4)数据运算：解析法、图解法 热点题型一　力学平衡问题 命题视角一　静态平衡问题 处理静态平衡问题的基本思路 【典例1】(2020·全国Ⅲ)如图所示，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(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．45° B．55° C．60° D．70° 答案　B 解析　甲物体拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则甲、乙绳子拉力合力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示，根据几何关系有θ＝β，180°＝2β＋α，解得β＝55°，选项B正确． 命题视角二　动态平衡问题 1．解决动态平衡问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”． 2．动态平衡问题的分析过程与处理方法 【典例2】(2021·湖南)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 答案　C 解析　由受力分析可知，设小滑块与圆心O点的连线与水平面的夹角为θ，由题意可知，小滑块在圆弧的每个位置处都是处于平衡状态，由平衡条件得F＝mgcos θ，FN＝mgsin θ，小滑块在运动过程中，θ由逐渐减小到0，则cos θ一直增大，sin θ一直减小，即推力F一直增大，支持力FN一直减小，选项A、B错误；将小滑块和凹槽看作一个整体可知，整体受重力mg＋Mg、推力F、水平面的支持力FN1和竖直墙面的弹力T，由整体平衡条件得mg＋Mg＝FN1＋Fcos θ，T＝Fsin θ，解得T＝mgcos θsin θ＝mgsin 2θ，FN1＝mgsin2θ＋Mg，则在θ由逐渐减小到0的过程中，竖直墙面的弹力T先增大后减小，水平面的支持力FN1一直减小，选项C正确，D错误． 1．(2021·江苏南京调研)如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点，另一细绳跨过滑轮，一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b，整个装置处于静止状态．现将物块b向右移动少许，两物块仍然静止，则(　　) A．细绳OO′的张力变大 B．细绳OO′与竖直方向的夹角不变 C．物块b所受的合力变大 D．物块b所受的摩擦力变大 答案　D 解析　物块b向右移动少许，系统仍静止，则物块a受到细绳的拉力大小仍等于物块a的重力，即连接物块a、b细绳的张力大小不变，又连接物块a、b细绳的夹角变大，则滑轮所受的拉力减小，因此细绳OO′的张力变小，选项A错误；由于细绳OO′所受拉力一定在连接物块a、b细绳的角平分线上，因此细绳OO′与竖直方向的夹角增大，选项B错误；物块b处于静止状态，则所受合力仍为零，选项C错误；连接物块b的细绳与水平方向的夹角减小，细绳的拉力大小不变，则该拉力在水平方向上的分力增大，物块b所受的摩擦力变大，选项D正确． 2．(2021·贵州贵阳摸底)如图所示，一根不可伸长轻绳的右端固定于O点，左端跨过固定光滑轴P悬挂一重力为G的物体A，OP段水平，长度为L.现在OP段某处用光滑挂钩悬挂一重物，平衡后，A上升L(PA段绳长大于L)．则挂钩和重物的总重力为(　　) A.G B．2G C．G D． 答案　A 解析　由题意可知，重新平衡后，绳子形状如图所示，由于OP长为L，物体A上升高度L，说明绳子在轴P右侧总长度为2L，则三角形OPO′为正三角形，则挂钩两边绳子的夹角为2θ＝60°，对挂钩和重物整体分析，竖直方向上由平衡条件有G′＝2Gcos θ，解得挂钩和重物的总重力G′＝G，选项A正确． 3．(2021·湖北七市