第二章 专题二 共点力作用下的平衡问题-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

专题二　共点力作用下的平衡问题

整体法与隔离法

当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法。整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔

离法。

[例1] (多选)一铁架台放于水平地面上,其上有一轻质细线悬挂一小球,开始时细线竖直,现将水平力F作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置,铁架台始终保持静止。则在这一过程中(　AD　)

A.细线拉力逐渐增大

B.铁架台对地面的压力逐渐增大

C.铁架台对地面的压力逐渐减小

D.铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大

解析:对小球受力分析知,其受重力、细线的拉力及水平力,如图甲所示。

因为缓慢运动,所以小球处于动态平衡状态,有F=mgtan θ,FT=,θ增大,F、FT都变大,A正确;将小球、细线和铁架台看成一个整体,对其受力分析,如图乙所示,则Ff=F,FN=(M+m)g,当F增大时,Ff增大,FN不变,所以B、C错误,D正确。

[变式1] (多选)如图是远距离输电的部分线路。A、B两点分别为铁塔与输电线的连接点,输电线质量分布均匀。下列说法正确的是(　BC　)

A.由于热胀冷缩,夏季输电线与竖直方向的夹角变小,输电线两端的弹力变大

B.若A点高于B点,由于某种原因可能使导线在某点断开,最易断裂点在A点

C.若A点高于B点,输电线两端的切线与竖直方向的夹角θA<θB

D.若A、B两点等高,A、B两端点对输电线的弹力大小之和等于输电线受到的重力

解析:设输电线下垂的最低点为C,若A点高于B点,则A到C之间的输电线长度比B到C之间的输电线长度长,设A到C之间的输电线重

力大小为GAC,B到C之间输电线的重力大小为GBC,A、B两端点对输电线的弹力大小分别为FA、FB,最低点C处的弹力为FC。由于热胀冷缩,夏季输电线与竖直方向的夹角变小,根据FAcos θA+FBcos θB=G,可知当θA和θB都减小时,FA和FB也减小,故A错误;分别取输电线AC段和BC段为研究对象,根据平衡条件有FAcos θA=GAC,FBcos θB=GBC,FAsin θA=FBsin θB=FC,并且GAC>GBC,联立以上各式可得θA<θB,FA>FB>FC,故B、C正确;若A、B两点等高,由于A、B两端点对输电线的弹力并不是竖直向上,所以A、B两端点对输电线的弹力大小之和大于输电线受到的重力,故D错误。

三维力系的物体平衡问题

三维力系的物体平衡问题,指的是物体的受力不在同一平面内,而是空间立体分布的。解决此类问题的方法,就是把三维空间问题转换到平面和直线上进行研究。

[例2] 如图所示,一木块受到一水平力F作用静止于斜面上,且力F的方向与斜面平行。如果将力F撤掉,下列对木块的描述正确的是(　D　)

A.木块将沿斜面下滑

B.木块受到的摩擦力变大

C.木块立即获得加速度

D.木块所受的摩擦力方向改变