内容正文:
考点07 受力分析 共点力的平衡
1. 3年真题考点分布
题型
选择题
高考考点
整体法的应用;隔离法的应用;整体和隔离法的综合应用;多力平衡问题分析;力的正交分解;解析法求解物体的动态平衡问题;图解法求解力的动态平衡问题;相似三角形法求解例的动态平衡问题;利用拉米定律求解物体的动态平衡
新高考
2023
江苏卷7题、浙江春招2题、浙江卷6题、湖南卷10题、湖北卷9题
2022
重庆卷1题、海南卷7题、辽宁卷4题、浙江卷10题、广东卷1题、河北卷7题、浙江春招4题
2021
重庆卷1题、海南卷8题、广东3题、湖南卷5题
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计15次,主要考查:
1. 利用整体法和隔离法解决平衡问题;
2. 物体的动态平衡问题的分析和处理办法;
【备考策略】本节内容拥有许多的特殊的解题方法,涉及到的题型种类较多,其解题思路贯穿整个高中物理。不论高考出现频率大小,本节内容都是至关重要的,需要采用多种思路解决问题。掌握整体法和隔离法的区别,恰当的选择整体法和隔离法处理物理问题;掌握物体的静态平衡问题的判断条件,利用平衡结论处理静态平衡问题;掌握物体受三力平衡的动态问题分析的方法,选择合适的方法处理动态平衡问题;利用极限法、数学分析法和物理分析法等方法处理物体的临界问题和极值问题。
【命题预测】共点力的平衡在近3年新高考题中出现的频率是比较大,并且此类题型常常与实际生活类的相结合,2024年共点力问题将在全国各卷中将会以较高频率出现,而且共点力的平衡问题还有较大几率与电场和磁场结合在一起,以较强的综合性题型出现,甚至会出现在解答题中,2024年的考生需要引起重视。
考法1 整体法和隔离法
1. 受力分析
(1)定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力的示意图,这个过程就是受力分析.
(2)受力分析的一般步骤
2. 整体法和隔离法
整体法
隔离法
概念
将相互关联的问题视为一个整体
将某个物体从整体中分割出来单独研究的方法
选用原则
研究外界物体与系统整体的相互作用力
研究系统内物体之间的相互作用
注意问题
不需要考虑系统内部物体间的相互作用
一般隔离受力较少的物体进行分析
【典例1】(2023·浙江·统考高考真题)如图所示,水平面上固定两排平行的半圆柱体,重为G的光滑圆柱体静置其上,a、b为相切点,,半径Ob与重力的夹角为37°。已知,,则圆柱体受到的支持力F、F大小为( )
A., B.,
C., D.,
对研究对象进行受力分析要注意以下几点
(1)注意研究对象的合理选取——在分析系统内力时,必须把受力对象隔离出来,而在分析系统受到的外力时,一般采取整体法,有时也采用隔离法。
(2)养成按照一定顺序进行受力分析的习惯。一般先分析场力(如:重力、电场力等),再分析弹力,(如绳拉力、支持力、弹簧弹力等),最后分析摩擦力,静摩擦力的方向要特别注意。
(3)涉及弹簧弹力时,要注意可能性分析。
(4)对于不能确定的力可以采用假设法分析。
1.(2023·安徽·模拟预测)如图,半径为R、质量为m的半圆柱体A放在粗糙的水平地面上,A与竖直墙面间有一半径为R、质量为m的光滑圆柱体B,A和B的质量分布都均匀。改变半圆柱体A距竖直墙面的距离,使A、B仍保持静止状态,半圆柱体A的圆心距竖直墙面的最远距离为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则半圆柱体A与地面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
2.(2023·湖南衡阳·衡阳县第三中学校考模拟预测)如图所示,质量为2m的物块C置于倾角为37°的斜面D上,C通过一细线绕过光滑定滑轮系于P点,P为细线QP、EP、BP的结点,质量为m的小球B置于光滑的半球体A上,半球体A的半径为R,O为球心。已知,,EP水平,PQ竖直,且Q、P、O在同一直线上,系统处于静止状态,小球B可视为质点,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是( )
A.细线PB的拉力大小为
B.细线PE和细线PB的拉力大小相等
C.半球体A受到地面的摩擦力和斜面D受到地面的摩擦力大小相等
D.物块C受到斜面D的摩擦力方向沿斜面向下
3.(2023·四川绵阳·统考三模)新春佳节,大街小巷总会挂起象征喜庆的中国红灯笼。如图所示,由4根等长轻质细绳悬挂起3个质量相等的灯笼,绳两端的结点A、E等高,绳与竖直方向的夹角为,绳中张力大小为;绳与竖直方向的夹角为,绳中张力大小为,则( )
A.可能等于 B.可能大于
C. D.
考法2 静态平衡问题处理方法
1. 平衡状态
(1) 平衡状态:物体处于