内容正文:
专题精讲
第一部分
专题二 受力分析 共点力的平衡
点拨学法·素养提升
目
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Contents
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高考总复习·物理
制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2003、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
题型一 物体的受力分析(自主学习)
1.受力分析
(1)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,并画出受力示意图的过程.
(2)一般步骤
2.整体法与隔离法的应用
方法
整体法
隔离法
概念
将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法
将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法
选用原则
研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度
研究系统内物体之间的相互作用力
(多选)如图所示,轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点,轻绳的拉力为FT,墙壁对足球的支持力为FN,则( )
A.FT>FN
B.FT=FN
C.FT>G
D.FT=G
如图所示,水平面上的P、Q两物块的接触面水平,二者叠在一起在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动,某时刻撤去力F后,二者仍能不发生相对滑动.关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确的是( )
A.撤去F前6个,撤去F后瞬间5个
B.撤去F前5个,撤去F后瞬间5个
C.撤去F前5个,撤去F后瞬间4个
D.撤去F前4个,撤去F后瞬间4个
(2024·1月浙江)如图所示,在同一竖直平面内,小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d,其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上,d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连,调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡.已知小球A、B和配重P、Q质量均为50 g,细线c、d平行且与水平成θ=30°(不计摩擦),g取10 N/kg,则细线a、b的拉力分别为( )
A.2 N、1 N
B.2 N、0.5 N
C.1 N、1 N
D.1 N、0.5 N
题型二 静态平衡问题(自主学习)
1.共点力平衡
(1)平衡状态:物体静止或做匀速直线运动.
(2)平衡条件:F合=0或Fx=0,Fy=0.
(3)常用推论
①若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n-1)个力的合力大小相等、方向相反.
②若三个不共线的共点力合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形.
2.处理平衡问题的基本思路
确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或讨论.
3.常用的方法
(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用假设法.
(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、图解法等.
(2024·河北)如图,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为30°,挡板与斜面夹角为60°.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为1.0 N,g取10 m/s2,挡板对球体支持力的大小为( )
A. N B.1.0 N
C. N D.2.0 N
如图所示,轻质细杆AB上有一个质量为m的小球C,将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上,系统恰好处于平衡状态.已知左侧斜面与水平面成30°角,则左侧斜面对杆AB支持力的大小为( )
A.mg B.mg
C.mg D.mg
(2024·贵州)如图甲,一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图乙所示.测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为( )
A.mg B.mg
C.mg D.mg
题型三 动态平衡问题(师生共研)
1.动态平衡
动态平衡就是通过控制某一物理量,使物体的状态发生缓慢变化,但变化过程中的每一个状态均可视为平衡状态,所以叫动态平衡.
2.处理方法
(1)解析法:对研究对象进行受力分析,先画出受力示意图,再根据物体的平衡条件列式求解,得到因变量与自变量的一般函数表达式,最后根据自变量的变化确定因变量的变化.
(2)图解法:此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题.一般按照以下流程解题.
(3)相似三角形法:在三力平衡问题中,如果有一个力是恒力,另外两个力方向都变化,且题目给出了空间几何关系,多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似,可利用相似三角形对应边成比例进行计算.
(4)力的三角形法:对受三个力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的三角形,根据正弦定理、余弦定理等数学知识而求解未知力.
如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力减小
D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
如图所示,足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接,平板AP与水平面成53°角固定不动,平板BP可绕水平轴在竖直面内自由转动,将一均匀圆柱体O放在两板间.在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.当BP沿水平方向时,BP板受到的压力最大
B.当BP沿竖直方向时,AP板受到的压力最大
C.当BP沿竖直方向时,BP板受到的压力最小
D.当BP板与AP板垂直时,AP板受到的压力最小
如图所示,垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体,用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点.通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中,细线始终保持在小球处与半圆相切.下列说法正确的是( )
A.细线对小球的拉力先增大后减小
B.小球对柱体的压力先减小后增大
C.柱体受到水平地面的支持力逐渐减小
D.柱体对竖直墙面的压力先增大后减小
题型四 平衡中的临界与极值问题(师生共研)
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.
2.极值问题
平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题.
3.解题方法
(1)极限法:首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡的临界点和极值点;临界条件必须在变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而要把某个物理量推向极端,即极大和极小.
(2)数学分析法:通过对问题的分析,依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(画出函数图像),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)物理分析法:根据物体的平衡条件,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,确定最大值与最小值.
如图所示,在水平推力作用下,物体A静止在倾角为θ=45°的粗糙斜面上,当水平推力为F0时,A刚好不下滑,然后增大水平推力的值,当水平推力为F时A刚好不上滑.设滑动摩擦力等于最大静摩擦力,物块A与斜面之间的动摩擦因数为μ(μ<1),则下列关系式成立的是( )
A.F=F0 B.F=()2F0
C.F=F0 D.F=()2F0
(2024·山东)如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡.若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B.
C. D.
(多选)如图所示,竖直墙壁与光滑水平地面交于B点,质量为m1的光滑半圆柱体紧靠竖直墙壁置于水平地面上,O1为半圆柱体截面所在圆的圆心,质量为m2且可视为质点的均匀小球O2用长度等于A、B两点间距离的细线悬挂于竖直墙壁上的A点,小球静置于半圆柱体上,当换用质量不变,而半径不同的光滑半圆柱体时,细线与竖直墙壁的夹角θ就会跟着发生改变.已知重力加速度为g,不计各接触面间的摩擦力,则下列说法正确的是( )
A.当θ=60°时,半圆柱体对地面的压力大小为m1g+m2g
B.当θ=60°时,小球对半圆柱体的压力大小为m2g
C.换用不同的半圆柱体时,半圆柱体对竖直墙壁的最大压力为m2g
D.换用半径更大的半圆柱体时,半圆柱体对地面的压力保持不变
$$