专题09 物体平衡-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

2023高考一轮知识点 精讲和最新高考题模拟题同步训练 第二章 相互作用 专题09 物体平衡条件 第一部分 知识点精讲 1.物体平衡条件：所受合外力为零。 2.解决静态平衡问题的常用方法 (1)力的合成法； (2)力的正交分解法； (3)正弦定理(拉米定理)法； (4)矢量三角形图解法。 3. 处理平衡问题的三个技巧 (1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单。 (2)物体受四个以上的力作用时，一般要采用正交分解法。 (3)正交分解法建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少。 4. 动态平衡 （1）动态平衡：通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。 （2）处理动态平衡问题的基本思路：化“动”为静，“静”中求动。 （3）解决动态平衡问题的三种方法 如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，找函数关系，根据自变量的变化确定因变量的变化，还可由数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。　　 应用解析法解决动态平衡的解题思路 (i)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式； (ii)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。　 物体受三个力作用并处于平衡：一个力恒定，另一个力的方向恒定时可用此法。由三角形中边长的变化知力的大小的变化，还可判断出极值。一般按照以下流程解题。 应用图解法解决动态平衡的解题思路 (i)根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化； (2)确定未知量大小、方向的变化。　 　　 物体受三个力平衡：一个力恒定，另外两个力的方向同时变化，当所作“力的矢量三角形”与空间的某个“几何三角形”总相似时，利用相似三角形法。　 应用相似三角形法解决动态平衡的解题思路 (1)根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式； (2)确定未知量大小的变化情况。　 　　 5.平衡中的临界和极值问题 （1）．临界问题：当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述。 （2）极值问题：平衡物体的极值问题，一般指在力的变化过程中出现的最大值和最小值问题。 处理平衡中的临界和极值问题的方法： （1）极限分析法 正确进行受力分析和变化过程分析，找到平衡的临界点和极值点；临界条件必须在变化中寻找，不能在一个状态上研究临界问题，要把某个物理量推向极大或极小。 （2）　数学分析法 通过对问题分析，根据平衡条件列出物理量之间的函数关系(画出函数图象)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)。 （3）　图解法 根据平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值和最小值。 第二部分 最新高考题精选 1．（2022·高考广东物理）图1是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（ ） ． A． B． C． D． 【参考答案】D 【命题意图】本题考查对结点的受力分析、平衡条件。 【解题思路】 以结点O为研究对象，分析受力，由平衡条件。可得F=2F1cos30°= F1，选项D正确。 2．（2022高考河北卷）[河北2022·7，4分]如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点，将木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ ） A．圆柱体对木板的压力逐渐增大 B．圆柱体对木板的压力先增大后减小 C．两根细绳上的拉力均先增大后减小 D．两根细绳对圆柱体拉力的方向不变 【参考答案】A 【名师解析】将木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平，在转动过程中，圆柱体对木板的压力逐渐增大，两根细绳上的拉力均减小，两根细绳对圆柱体拉力方向变化，选项A正确BCD错误。 3. （2021新高考湖南卷）质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由点向点缓慢移动，力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 【参考答案】C 【命题意图】 本题设置光