2020高考物理二轮复习专题一力与运动第1讲力与物体的平衡学案.pdf
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1、【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】1/14 2020高考物理二轮复习专题一力与运动第1讲力与物体的平衡学案编 辑:_时 间:_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】2/14 知识必备1.弹力弹力方向与接触面垂直指向被支持或被挤压物体。杆的弹力不一定沿杆。弹簧的弹力由胡克定律Fkx 计算,一般物体间弹力大小按物体受力分析和运动状态求解。2.摩擦力方向:摩擦力的方向沿接触面的切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。大小:静摩擦力的大小由物体受其他力力的情况运动状态决定,大小0FFmax,具体值根据牛顿运动定律或平衡条件求解。滑动摩擦力的大小由公式 FFN求
2、解。4.5.共点力的平衡共点力的平衡条件是F合0,平衡状态是指物体处于匀速直线运动状态或静止状态。备考策略1.研究对象的选取方法:(1)整体法(2)隔离法2.受力分析的顺序一般按照“一重、二弹、三摩擦,四其他”的程序,结合整体法与隔离法分析物体的受力情况。【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】3/14 3.处理平衡问题的基本思路4.求解平衡问题的常用方法:二力平衡法、合成法、正交分解法、相似三角形法、正弦定理法、图解法等。力学中的平衡问题【真题示例 1(20 xx 全国卷,16)如图 1,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F 的大小不变,而方向与水平面成 60角
3、,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()图 1A.2B.C.32D.解析当 F 水平时,根据平衡条件得Fmg;当保持 F 的大小不变,而方向与水平面成60角时,由平衡条件得Fcos 60(mgFsin 60),联立解得,故选项 C正确。答案C【真题示例 2】(20 xx 全国卷,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
4、 cm D.104 cm解析设弹性绳的劲度系数为k。挂钩码后,弹性绳两端点移动前,左、右两段绳的伸长量L10 cm,两段绳的弹力FkL,对钩码受力分析,如图甲所示,sin,cos。根据共点力的平衡条件【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】4/14 可得,钩码的重力为G 2kLcos。将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时,受力图如图乙所示。设弹性绳伸长量为L,弹力为F kL,钩码的重力为G2kL,联立解得L L6 cm。弹性绳的总长度变为L02L92 cm,故 B 正确,A、C、D 错误。甲乙答案B【真题示例 3】(20 xx 全国卷,21)如图 2,柔软轻绳 ON的一端 O固定,其
5、中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且 MN 被拉直,OM 与 MN 之间的夹角为()。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角 不变。在 OM 由竖直被拉到水平的过程中()图 2A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小解析以重物为研究对象,受重力mg、OM 绳上拉力 F2、MN上拉力 F1,由题意知,三个力合力始终为零,矢量三角形如图所示,F1、F2 的夹角为 不变,在F2 转至水平的过程中,矢量三角形在同一外接圆上,由图可知,MN上的张力 F1 逐渐增大,OM上的张力 F2 先增大后减小,所以 A、D正确,B
6、、C错误。答案AD真题感悟1.高考考查特点【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】5/14(1)共点力的单物体动态平衡及连接体的静态、动态平衡问题是高考命题的热点(20 xx 年考查了连接体平衡,20 xx 年考查了单个物体的平衡)。(2)做好物体的受力分析,画出力的示意图,并灵活运用几何关系和平衡条件是解题的关键。2.解题常见误区及提醒(1)不能灵活选取研究对象,不能准确把握求解问题的切入点。(2)对一些常见物理语言(如轻绳、轻环)不理解其内涵。(3)不能灵活应用数学关系求解物理问题。预测 1共点力平衡条件的应用预测 2整体法、隔离法的应用预测 3物体的动态平衡1.(多选)如图 3 所
7、示,在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯,该台灯可通过支架前后调节从而可将灯头进行前后调节,下列对于台灯的受力分析正确的是()图 3A.台灯受到水平向左的摩擦力B.若将灯头向前调一点(台灯未倒),则桌面对台灯的支持力将变大C.支架对灯头的支持力方向竖直向上D.整个台灯所受的合外力为零解析以整个台灯为研究对象,台灯受到重力和桌面的支持力,且处于平衡状态,故选项A 错误,选项 D正确;根据二力平衡可知灯头所受支架的支持力竖直向上,故选项C 正确;若将灯头向前调一点(台灯未倒),台灯仍然处于平衡状态,故桌面对台灯的支持力大小不变,故选项 B错误。答案CD【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】6
8、/14 2.如图 4 所示,一质量为M、倾角为 的斜面体置于水平面上,一质量为 m的滑块通过一跨过两定滑轮的轻绳与一重力为G的钩码相连(两滑轮间的轻绳水平),现将滑块置于斜面上,滑块在斜面上匀速上滑,且发现在滑块运动过程中,斜面一直保持不动,则下列说法中正确的是()图 4A.地面对斜面体的摩擦力方向水平向右,大小为Gsin B.滑块对斜面体的摩擦力方向沿斜面向上,大小为G mgcos C.地面对斜面体的支持力大小为(Mm)gGD.地面对斜面体的支持力大小为(Mm)g解析以滑块和斜面体为整体进行研究,其受力分析如图甲所示,由平衡条件可知地面对斜面体的支持力大小为FN(Mm)g,选项 C错误,D正
9、确;地面对斜面体的摩擦力水平向右,大小为f G,故选项 A错误;再以滑块为研究对象,受力分析如图乙所示,由力的平衡可知斜面体对滑块的滑动摩擦力为f G mgsin,故选项 B错误。答案D3.(多选)如图 5 所示,A 为静止在水平地面上的斜面,斜面光滑,轻绳一端与 B 球相连,另一端与一轻质弹簧测力计相连,再用另一轻绳与弹簧测力计相连后固定在天花板上,整个装置处于静止状态,B 球靠近斜面底端位置,现用一水平向左的推力F缓慢推动斜面。当B 快要到达斜面顶端时,弹簧测力计接近于水平位置,在推动过程中两轻绳都处于拉伸状态。设斜面对小球的支持力为FN,弹簧测力计的示数为F,则在该过程中下列说法正确的是
10、()图 5A.FN与 F的合力变大【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】7/14 B.FN与 F的合力方向始终不变C.FN保持不变,F先增大后减小D.FN不断增大,F先减小后增大解析B 球在三个共点力作用下达到平衡状态,其中重力G 的大小和方向均不发生变化,拉力F 的方向改变,支持力FN方向不变,大小改变。利用力的三角形定则作出如图所示的示意图,由图可知选项D正确,C错误;根据共点力平衡的特点可知FN与 F的合力大小始终等于B球的重力G的大小,且与 G方向相反,故选项A错误,B正确。答案BD归纳总结1.共点力作用下的物体平衡问题,涉及受力分析、力的合成与分解、建立平衡方程等,其思维与解
11、题过程如下:确定平衡状态(加速度为零)列出平衡方程求解平衡条件F合0作出平行四边形将力合成或正交分解画受力图2.解决动态平衡问题的一般思路:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。动态平衡问题的分析过程与处理方法如下:电学中的平衡问题【真题示例1】(20 xx 天津理综,3)如图 6 所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。金属棒 ab 与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab 始终保持静止,下列说法正确的是()图 6A.ab 中的感应电流方向由b 到 aB.ab 中的感应电流逐渐减小C.ab 所受的安培力
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