专题02 共点力的平衡-2019年高考物理必考经典专题集锦

考点分类：考点分类见下表 考点内容 考点分析与常见题型[来源:学科网ZXXK] 　平衡条件的应用 选择题较多，与牛顿定律、电磁学结合结合 “死结”与“活结”“动杆”与“定杆”问题 选择题较多 动态平衡问题 选择题 平衡中的临界极值问题 选择题 考点一　　平衡条件的应用 1.解决平衡问题的常用方法 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反 效果分解法 物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件 力的三角形法 对受三力作用而平衡的物体,将表示力的矢量平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,然后根据数学知识求解未知力 考点二　“死结”与“活结”“动杆”与“定杆”问题 1.“死结”可理解为把绳子分成两段,且不可以沿绳子移动的结点.“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等. 2.“活结”可理解为把绳子分成两段,且可以沿绳子移动的结点.“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的.绳子虽然因“活结”而弯曲,但实际上是同一根绳,所以由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等,两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线. 3.“动杆”:轻杆用转轴或铰链连接,可以绕轴自由转动.当杆处于平衡时,杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则会引起杆的转动. 4.“定杆”:轻杆被固定不发生转动.则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向.杆所受到的弹力方向可以沿着杆,也可以不沿杆. 考点三　动态平衡问题 1.动态平衡 平衡物体所受某力发生变化,使得其他力也发生变化的平衡问题. 2.基本思路 化“动”为“静”,“静”中求“动”. 3.分析动态平衡问题的两种方法 方法 步骤 解析法 (1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式 (2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况 图解法 (1)根据已知量的变化情况,画出力的平行四边形(或三角形)边、角的变化 (2)确定未知量大小、方向的变化 考点四　平衡中的临界极值问题 1.“临界状态”:可理解为“恰好出现”和“恰好不出现”某种现象的状态. 2.三种临界条件 (1)两接触物体脱离与不脱离的临界条件:相互作用力为0(主要体现为两物体间的弹力为0). (2)绳子断与不断的临界条件:绳中的张力达到最大值;绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中的张力为0. (3)存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件:静摩擦力达到最大静摩擦力.[来源:学科网] 3.突破临界和极值问题的三种方法 解析法 根据物体的平衡条件列方程,在解方程时采用数学知识求极值.通常用到的数学知识有二次函数求极值、讨论分式求极值、三角函数求极值以及几何法求极值等 图解法 根据物体的平衡条件作出力的矢量关系图,作出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析,确定最大值或最小值 极限法 是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端(“极大”“极小”“极右”“极左”等),从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来,使问题明朗化,便于分析求解. 典例精析[来源:学§科§网] ★考点一：平衡条件的应用 ◆典例一：(2017·全国Ⅲ卷,17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(　 　) A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm 【审题指导】 题干关键 获取信息 将一钩码挂在弹性绳中点 钩码两侧弹性绳弹力大小相等 弹性绳两端相距80 cm,原长80 cm,平衡时弹性绳总长度为100 cm 弹性绳伸长20 cm,弹性绳与天花板夹角为37° 两端缓慢移至天花板上的同一点 钩码始终处于平衡,钩码重力不变,可求得弹性绳的伸长 ◆典例二（2018全国联考）如图所示，质量为m的木板B放在水平地面上，质量也为m的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在地面的木桩上，绳绷紧时与水平面的夹角为θ。已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数、木板B与地面之间的动摩擦因数均为μ。现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出。则下列说法确的是 A.细绳的张力大小 B.细绳的张力大小 C.水平拉力 D. 水平拉力 ★考点二：“死结”与“活结”“动杆”与“定杆”问题 ◆典例一：