专题1 力与物体的平衡-2022年高考二轮复习高中物理专项突破练（2019人教版）

【专题1】 力与物体的平衡 【题型命题点】　一、力学中的平衡问题 【要点归纳】 一、对弹力的理解 1．弹力产生的条件 (1)两物体相互接触；(2)接触面处产生弹性形变． 2．影响弹力大小的因素：弹力是被动力，其大小由物体所处状态，外部对它所施加的力以及物体的形变程度决定． 3．确定弹力大小的两种情况： (1)符合胡克定律的情形直接由F＝kx求(如弹簧、橡皮条等在弹性限度内)． (2)不符合胡克定律的情形，如绳、杆或接触面之间的弹力，其大小与物体的运动状态有关 二、对摩擦力的理解： 1．产生摩擦力的条件必须具备以下三点：①接触面间有弹力；②接触面不光滑；③物体间有相对运动或相对运动趋势． 2．滑动摩擦力的大小根据F＝μFN求解，也可以根据物体的运动状态求解；而静摩擦力的大小须结合物体的运动状态，根据平衡条件具体计算． 三、共点力作用下物体的平衡 1．共点力：几个力作用于物体的同一点，或它们的作用线交于同一点(该点不一定在物体上)，这几个力叫共点力。 2．共点力的平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零，即F合＝0或Fx合＝0，Fy合＝0 3．判定定理：物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡，则这三个力必为共点力。(表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形) 【方法归纳】 1．解题方法：当物体在两个共点力作用下平衡时，这两个力一定等值反向；当物体在三个共点力作用下平衡时，往往采用平行四边形定则或三角形定则；当物体在四个或四个以上共点力作用下平衡时，往往采用正交分解法。 2．研究三力平衡问题的常用方法 ①解析法：三角形如果有两个相互垂直，或大小相等，或有一些特殊的角度，用此法甚为简便． ②正弦定理法：三力平衡时，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解． ③比例法：物体受三个力作用而处于平衡状态，若已知条件中涉及三角形的边长，则由三个力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似，利用相似比可以方便地求解相关的问题． ④图解法：利用力的平行四边形或力的矢量三角形的边长或角度的变化关系，常常可形象、直观地分析物体所受各力的变化情况． ⑤正交分解法：处于平衡状态的物体所受到各个力的合力为零，因此可先确定研究对象，进行受力分析，然后建立直角坐标系，再根据、，列方程求解． 3．临界状态：临界状态是一种物理现象转变为另一种物理现象，或从一个物理过程转入到另一个物理过程的转折状态．临界状态也可理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态．平衡物体的临界状态是指物体所处平衡状态将要变化的状态．涉及临界状态的问题称为临界问题．解决这类问题的关键是要注意“恰好出现”或“恰好不出现”的条件． 4．极值问题：极值是指研究平衡问题中某物理量变化情况时出现的最大值或最小值．中学物理的极值问题可分为简单极值问题和条件极值问题，区分的依据就是是否受附加条件限制．若受附加条件限制，则为条件极值． 【考点归纳】 【考点一】 力学中的静态平衡问题 【典型例题1】 (2022届北京四中高三(上)期中)在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小．仪器中有一根轻质金属丝悬挂着一个金属球，无风时金属球自由下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个角度并保持恒定，如图所示，关于风力大小F与小球质量m、偏角θ之间的关系，下列关系中正确的是( ) A．F = mgtanθ B．F = mgsinθ C． D． 【解析】 小球受风力F、重力mg和绳的拉力的作用，三个力处于平衡状态，故根据力的矢量三角形可得= tanθ，故F = mgtanθ，故选A。 【答案】 A 【归纳总结】 (对应训练)(2022届河南省南阳市高三(上)期末)如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块a、b，a、b都处于静止状态．现将物块b移至c点后，a、b仍保持静止，下列说法中正确的是( ) A．b与水平面间的摩擦力减小 B．b受到的绳子拉力增大 C．a、b静止时，图中α、β、θ三角仍然相等 D．悬于墙上的绳所受拉力增大 【解析】 A．小滑轮光滑，所以两端绳拉力T大小相等，设b绳与水平夹角为，根据平衡条件可知：，当物块b移至c点后，a、b仍保持静止，变小，所以摩擦力变大，A错误． B．因为物体a始终静止，所以绳子拉力始终等于a的重力，所以b受到的绳子拉力：，B错误． C．当物块b移至c点后，a、b两绳的夹角变大，但由于两绳拉力大小相等，所以悬于墙上的绳拉力大小等于a、b两绳拉力的合力，且光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上，所以悬于墙上的绳方向一定与a、b两绳拉力的合力，方向在一条直线上，a、b两绳拉力大小相等，所以悬于墙上的绳方向就是a、b两绳的夹角角平分线，所以