2020届高考物理总复习课件:第2章相互作用专题讲座二共点力的平衡课件教科版.pdf
《2020届高考物理总复习课件:第2章相互作用专题讲座二共点力的平衡课件教科版.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2020届高考物理总复习课件:第2章相互作用专题讲座二共点力的平衡课件教科版.pdf(51页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、专题讲座二 共点力的平衡专题讲座二 共点力的平衡 核心探究核心探究 演练提升演练提升 核心探究核心探究 分类探究分类探究各个击破各个击破 考点一 平衡条件的应用考点一 平衡条件的应用 解决平衡问题的常用方法解决平衡问题的常用方法 【典例典例1 1】 (2017(2017全国全国卷卷,17),17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花 板上相距板上相距80 cm80 cm的两点上的两点上, ,弹性绳的原长也为弹性绳的原长也为80 cm.80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点将一钩码挂在弹性绳的中点, , 平衡时弹性绳的总长度为平衡时弹性绳的总长度为100 c
2、m;100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一 点点, ,则弹性绳的总长度变为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弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()( ) ) A.86 cmA.86 cmB.92 cmB.92 cmC.98 cmC.98 cmD.104 cmD.104 cm 审题指导审题指导 B B 解析解析: :设弹性绳的劲度系数为设弹性绳的劲度系数为k.k.挂上钩码后弹性绳伸长挂上钩码后弹性绳伸长L=20 cm,L=20 cm,由几何由几何 关系可知关系可知, ,钩码两侧弹性绳与竖直方向夹角为钩码两侧弹性绳与竖直方向夹
3、角为5353, ,如图所示如图所示, ,由共点力的由共点力的 平衡条件可知平衡条件可知, , 钩码的重力为钩码的重力为G=2kLcos 53G=2kLcos 53 将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时, ,钩码的重力为钩码的重力为G=2kL,G=2kL, 解得解得L= L=12 cm.L= L=12 cm. 弹性绳的总长度变为弹性绳的总长度变为L L0 0+L=92 cm,+L=92 cm,选项选项B B正确正确. . 3 5 方法总结方法总结 应用平衡条件解题的步骤应用平衡条件解题的步骤 (1)(1)选取研究对象选取研究对象: :根据题目要求根据题
4、目要求, ,选取一个平衡体选取一个平衡体( (单个物体或系统单个物体或系统, ,也可以是也可以是 结点结点) )作为研究对象作为研究对象. . (2)(2)画受力示意图画受力示意图: :对研究对象进行受力分析对研究对象进行受力分析, ,画出受力示意图画出受力示意图. . (3)(3)三个力直接合成或正交分解三个力直接合成或正交分解, ,四个及四个以上的力正交分解四个及四个以上的力正交分解. . (4)(4)列方程求解列方程求解: :根据平衡条件列出平衡方程根据平衡条件列出平衡方程, ,解平衡方程解平衡方程, ,对结果进行讨论对结果进行讨论. . 【典例典例2 2】 如图所示如图所示, ,四分之
5、一光滑圆弧面四分之一光滑圆弧面ABAB与倾角为与倾角为6060的光滑斜面的光滑斜面ACAC顶部顶部 相接相接,A,A处有一光滑的定滑轮处有一光滑的定滑轮, ,跨过定滑轮用轻质细绳连接质量分别为跨过定滑轮用轻质细绳连接质量分别为m m1 1,m,m2 2的两的两 小球小球, ,系统静止时连接的绳子与水平方向的夹角为系统静止时连接的绳子与水平方向的夹角为6060. .两小球及滑轮大小可两小球及滑轮大小可 忽略忽略, ,则两小球质量的比值则两小球质量的比值m m1 1mm2 2为为( ( ) ) A.12A.12B.32B.32C.23C.23D. 2D. 2 3 B B 多维训练多维训练 1.1.
6、 应用合成法解决平衡问题应用合成法解决平衡问题 (2018(2018宁夏银川模拟宁夏银川模拟)()(多选多选) )两物体两物体M,mM,m用跨过光用跨过光 滑定滑轮的轻绳相连滑定滑轮的轻绳相连, ,如图所示如图所示,OA,OB,OA,OB与水平面的夹角分别为与水平面的夹角分别为3030,60,60,M,m,M,m均均 处于静止状态处于静止状态. .则则( ( ) ) A.A.绳绳OAOA对对M M的拉力大小大于绳的拉力大小大于绳OBOB对对M M的拉力大小的拉力大小 B.B.绳绳OAOA对对M M的拉力大小小于绳的拉力大小小于绳OBOB对对M M的拉力大小的拉力大小 C.mC.m受到水平面的静
7、摩擦力大小为零受到水平面的静摩擦力大小为零 D.mD.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左受到水平面的静摩擦力的方向水平向左 BDBD 解析解析: :取取O O点为研究对象进行受力分析点为研究对象进行受力分析, ,如图所示如图所示, ,则有则有F FA Amg,Fmg,方向可能沿杆向上方向可能沿杆向上 CDCD 解析解析: :小车静止或匀速向右运动时小车静止或匀速向右运动时, ,小球的加速度为零小球的加速度为零, ,合力为零合力为零, ,由平衡条由平衡条 件可得件可得, ,杆对球的作用力竖直向上杆对球的作用力竖直向上, ,大小为大小为F=mg,F=mg,故故A,BA,B错误错误,C,C正确正确
8、; ;若小车若小车 向右匀加速运动向右匀加速运动, ,小球的合力沿水平方向向右小球的合力沿水平方向向右, ,如图所示如图所示, ,由图可知由图可知,Fmg,Fmg, 方向可能沿杆向上方向可能沿杆向上, ,故故D D正确正确. . 2.2. “死结死结”与与“活结活结”问题问题 (2018(2018江西师大附中月考江西师大附中月考) )如图所示如图所示, ,一根轻质一根轻质 细绳一端固定于竖直墙上的细绳一端固定于竖直墙上的A A点点, ,另一端绕过轻质动滑轮另一端绕过轻质动滑轮P P悬挂一重物悬挂一重物B,B,其中绳其中绳 子的子的PAPA段处于水平状态段处于水平状态; ;另一根轻质细绳一端与轻
9、质动滑轮相连另一根轻质细绳一端与轻质动滑轮相连, ,另一端在绕过另一端在绕过 轻质定滑轮轻质定滑轮Q Q后在细绳的端点后在细绳的端点O O处施加一水平向左的拉力处施加一水平向左的拉力F,F,使整个系统处于平衡使整个系统处于平衡 状态状态, ,不计一切摩擦不计一切摩擦, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) ) A.A.保持绳子的端点保持绳子的端点O O位置不变位置不变, ,将将A A点缓慢上移时拉力点缓慢上移时拉力F F增大增大 B.B.保持绳子的端点保持绳子的端点O O位置不变位置不变, ,将将A A点缓慢上移时拉力点缓慢上移时拉力F F不变不变 C.C.保持保持A A点的位置不变点
10、的位置不变, ,拉动绳子的端点拉动绳子的端点O O使其向左缓慢移动时拉力使其向左缓慢移动时拉力F F增大增大 D.D.保持保持A A点的位置不变点的位置不变, ,拉动绳子的端点拉动绳子的端点O O使其向左缓慢移动时拉力使其向左缓慢移动时拉力F F不变不变 C C 解析解析: :以以B B为研究对象为研究对象,AP,BP,AP,BP段绳子受的力大小始终等于段绳子受的力大小始终等于B B的重力的重力, ,两段绳两段绳 子拉力的合力在子拉力的合力在APBAPB的角平分线上的角平分线上, ,保持绳子的端点保持绳子的端点O O位置不变位置不变, ,将将A A点缓点缓 慢上移时慢上移时APBAPB增大增大
11、, ,两段绳子拉力的合力减小两段绳子拉力的合力减小, ,所以拉力所以拉力F F减小减小, ,选项选项A,BA,B 错误错误; ;保持保持A A点的位置不变点的位置不变, ,拉动绳子的端点拉动绳子的端点O O使其向左缓慢移动时使其向左缓慢移动时APBAPB减减 小小,AP,BP,AP,BP两段绳子拉力的合力增大两段绳子拉力的合力增大, ,所以拉力所以拉力F F增大增大, ,选项选项C C正确正确,D,D错误错误. . 考点三 动态平衡问题考点三 动态平衡问题 1.1.动态平衡动态平衡 平衡物体所受某力发生变化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使得其他力也发生变化的平衡问
12、题. . 2.2.基本思路基本思路 化化“动动”为为“静静”,“,“静静”中求中求“动动”. . 3.3.分析动态平衡问题的两种方法分析动态平衡问题的两种方法 (2)(2)确定未知量大小、方向的变化确定未知量大小、方向的变化 【典例典例4 4】 (2017(2017全国全国卷卷,21)(,21)(多选多选) )如图如图, ,柔软轻绳柔软轻绳ONON的一端的一端O O固定固定, ,其中其中 间某点间某点M M拴一重物拴一重物, ,用手拉住绳的另一端用手拉住绳的另一端N.N.初始时初始时,OM,OM竖直且竖直且MNMN被拉直被拉直,OM,OM与与MNMN 之间的夹角为之间的夹角为( ). .现将重
13、物向右上方缓慢拉起现将重物向右上方缓慢拉起, ,并保持夹角并保持夹角不变不变, , 在在OMOM由竖直被拉到水平的过程中由竖直被拉到水平的过程中( ( ) ) A.MNA.MN上的张力逐渐增大上的张力逐渐增大 B.MNB.MN上的张力先增大后减小上的张力先增大后减小 C.OMC.OM上的张力逐渐增大上的张力逐渐增大 D.OMD.OM上的张力先增大后减小上的张力先增大后减小 2 ADAD 核心点拨核心点拨 (1) (1)重物在运动过程中受到三个力的作用重物在运动过程中受到三个力的作用, ,用图解法分析这三用图解法分析这三 个力的变化关系较为简捷个力的变化关系较为简捷. . (2)(2)这三个力构
14、成矢量三角形这三个力构成矢量三角形, ,三角形中重力对应的边不改变三角形中重力对应的边不改变; ;两段线的两个两段线的两个 拉力对应的两条边是变化的拉力对应的两条边是变化的, ,但无论这两条边如何变化但无论这两条边如何变化, ,这两条边的夹角是不这两条边的夹角是不 变的变的. . (3)(3)在同一个圆中在同一个圆中, ,某一不变的弦对应的同侧的圆周角都相等某一不变的弦对应的同侧的圆周角都相等. . 解析解析: :由题意可知由题意可知, ,重物在运动过程中受重力重物在运动过程中受重力,MN,MN绳拉力绳拉力T TMN MN,OM ,OM绳拉力绳拉力T TOM OM,T ,TMN MN 与与T
15、TOM OM夹角保持不变 夹角保持不变. .在某一时刻所受三个力示意图如图在某一时刻所受三个力示意图如图( (甲甲) )所示所示, ,将此三个将此三个 力平移为矢量三角形如图力平移为矢量三角形如图( (乙乙) )所示所示. . 因为因为mgmg大小、方向不变大小、方向不变,T,TMN MN与 与T TOM OM的夹角不变 的夹角不变, ,故可将三个力平移入圆中故可将三个力平移入圆中, ,如如 图图( (丙丙) )所示所示,mg,mg为一条固定的弦为一条固定的弦( (固定的弦所对应的圆周角为定值固定的弦所对应的圆周角为定值),),在在OMOM由由 竖直拉到水平的过程中竖直拉到水平的过程中, ,可
16、得可得T TMN MN从 从0 0逐渐变大逐渐变大,OM,OM水平时水平时T TMN MN最大 最大.T.TOM OM先变大后 先变大后 变小变小, ,故故C C错错,D,D对对. . 方法技巧方法技巧 分析动态平衡问题的技巧分析动态平衡问题的技巧 (1)(1)当出现直角三角形或常用三角函数时当出现直角三角形或常用三角函数时, ,应用解析法解决动态平衡问题较为应用解析法解决动态平衡问题较为 简捷简捷. . (2)(2)当出现物体受三个力当出现物体受三个力, ,一个力恒定一个力恒定, ,另一个力方向不变另一个力方向不变, ,第三个力方向变化第三个力方向变化 ( (或另外两力大小、方向均变化或另外
17、两力大小、方向均变化) )时时, ,应用图解法解决动态平衡问题较为简捷应用图解法解决动态平衡问题较为简捷. . (3)(3)应用图解法时要在同一图上多作几个力的矢量三角形应用图解法时要在同一图上多作几个力的矢量三角形. . 【典例典例5 5】 有一个直角支架有一个直角支架AOB,AOAOB,AO水平放置水平放置, ,表面粗糙表面粗糙,OB,OB竖直放置竖直放置, ,表面光表面光 滑滑,AO,AO上套有小环上套有小环P,OBP,OB上套有小环上套有小环Q,Q,两环质量均为两环质量均为m,m,两环间有一质量可忽略、两环间有一质量可忽略、 不可伸长的细绳相连不可伸长的细绳相连, ,并在某一位置平衡并
18、在某一位置平衡, ,如图如图, ,现将现将P P环向左移一小段距离环向左移一小段距离, ,两两 环再次达到平衡环再次达到平衡, ,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO,AO杆对杆对P P环环 的支持力的支持力N N和细绳上的拉力和细绳上的拉力T T的变化情况是的变化情况是( ( ) ) A.NA.N不变不变,T,T变大变大 B.NB.N不变不变,T,T变小变小 C.NC.N变大变大,T,T变大变大 D.ND.N变大变大,T,T变小变小 B B 解析解析: :以两环组成的整体受力分析以两环组成的整体受力分析, ,如图如图( (甲甲) )所示所
19、示, ,根据平衡条件得根据平衡条件得,N=2mg,N=2mg,保保 持不变持不变. .再以再以Q Q环为研究对象受力分析环为研究对象受力分析, ,如图如图( (乙乙) )所示所示, ,设细绳与设细绳与OBOB杆间夹角为杆间夹角为 ,由平衡条件得由平衡条件得, ,细绳的拉力细绳的拉力T= ,PT= ,P环向左移一小段距离时环向左移一小段距离时,减小减小,T,T变变 小小,B,B正确正确. .cos mg 多维训练多维训练 1 1.应用解析法解决动态平衡问题应用解析法解决动态平衡问题 (2017(2017甘肃一诊甘肃一诊)()(多选多选) )如图所示如图所示, ,斜面体斜面体 置于粗糙水平面上置于
20、粗糙水平面上, ,斜面光滑斜面光滑. .小球被轻质细线系住放在斜面上小球被轻质细线系住放在斜面上, ,细线另一端跨细线另一端跨 过光滑定滑轮过光滑定滑轮, ,用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离, ,斜面体始斜面体始 终静止终静止. .则在移动过程中则在移动过程中( ( ) ) A.A.细线对小球的拉力变大细线对小球的拉力变大 B.B.斜面体对小球的支持力变大斜面体对小球的支持力变大 C.C.斜面体对水平面的压力变大斜面体对水平面的压力变大 D.D.水平面对斜面体的摩擦力变小水平面对斜面体的摩擦力变小 ADAD 解析解析: :设小球和斜面体的
21、质量分别为设小球和斜面体的质量分别为m m和和M,M,细线与斜面的夹角为细线与斜面的夹角为,对小球对小球 受力分析受力分析, ,如图如图( (甲甲),),小球受到重力小球受到重力mgmg、斜面的支持力、斜面的支持力N N和细线的拉力和细线的拉力F,F,则则 沿斜面方向有沿斜面方向有mgsin =Fcos ,mgsin =Fcos ,垂直斜面方向有垂直斜面方向有N+Fsin =mgcos ,N+Fsin =mgcos ,使使 小球沿斜面缓慢上移时小球沿斜面缓慢上移时,增大增大, ,可知可知F F增大增大,N,N变小变小, ,选项选项A A正确正确,B,B错误错误; ;对斜对斜 面体受力分析面体受
22、力分析, ,如图如图( (乙乙) )所示所示, ,受重力受重力MgMg、水平面的支持力、水平面的支持力NN和摩擦力和摩擦力f f、 球的压力球的压力N,N,水平方向有水平方向有f=Nsin ,Nf=Nsin ,N变小变小, ,则则NN变小变小, ,则则f f变小变小, ,竖直方竖直方 向有向有N=Mg+Ncos ,NN=Mg+Ncos ,N变小变小, ,则则NN变小变小, ,由牛顿第三定律得知由牛顿第三定律得知, ,斜面体斜面体 对水平面的压力也变小对水平面的压力也变小, ,选项选项C C错误错误,D,D正确正确. . 2 2. . 应用图解法解决动态平衡问题应用图解法解决动态平衡问题 半圆柱
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2020 高考 物理 复习 课件 相互作用 专题讲座 二共点力 平衡 教科版
链接地址:https://www.31doc.com/p-4788347.html