2020高考物理通用版冲刺大二轮课件:专题一 力与运动 第1课时 .pdf
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1、第1课时 力与物体的平衡 专题一 力与运动 复习备考建议 (1)受力分析与物体的平衡着重考查连接体的平衡、整体法与隔离法的应用、 物体的动态平衡问题、绳、杆、面弹力的大小与方向、胡克定律及摩擦力的 大小等.复习时要熟练掌握受力分析方法、共点力平衡的处理方法,尤其是动 态平衡的几种解题方法. (2)匀变速直线运动问题一般结合牛顿运动定律,考查形式灵活,情景多样, 贴近生活,计算题多以板块模型、多过程问题为主,多结合vt图象,难 度较大,单纯直线运动问题一般在选择题中结合vt图象考查,难度不大. (3)平抛运动的规律及分析方法、圆周运动的受力特点(特别是竖直面内的圆周 运动的受力特点)及能量变化是
2、考查重点.平抛运动与竖直面内圆周运动相结合, 再结合能量守恒考察的问题也需要重视. (4)万有引力与航天基本上每年必有一题,开普勒定律、行星和卫星的运行规 律、变轨、能量问题、双星问题、万有引力与重力关系等,复习时要全面深 入,掌握各类问题的实质. 栏目 索引 考点1 受力分析与物体的静态平衡 考点2 动态平衡问题 考点3 电场力作用下的平衡问题 考点4 磁场力作用下的平衡问题 1.受力分析顺序 (1)先场力(_力、电场力、_力)后接触力(先_后摩擦力). (2)先分析“确定的力”,再由“确定的力”判断“不确定的力”. 2.整体法与隔离法 研究系统外的物体对系统整体的作用力时用_法;研究系统内
3、物体之间的相互 作用力时用_法.遇到多物体平衡时一般整体法与隔离法结合运用,一般先整体 后隔离. (1)采用整体法进行受力分析时,要注意系统内各个物体的运动状态应该相同. (2)当直接分析一个物体的受力不方便时,可转移研究对象,先分析另一个物体的 受力,再根据牛顿第三定律分析该物体的受力,此法叫“转移研究对象法”. 考点1 受力分析与物体的静态平衡 重磁场弹力 整体 隔离 3.两种常用方法 (1)合成法:一般三力平衡时(或多力平衡转化成三力平衡后)用合成法,由平行四边 形定则合成任意两力(一般为非重力的那两个力),该合力与第三个力平衡,在由力 的示意图所围成的三角形中解决问题.将力的问题转化成
4、三角形问题,再由三角函 数、勾股定理、图解法、相似三角形法等求解. (2)正交分解法:一般受三个以上共点力平衡时用正交分解法,把物体受到的各力 分解到相互垂直的两个方向上,然后分别列出两个方向上的平衡方程. 例1 (2019湖南娄底市下学期质量检测)如图1所示,竖直面光滑的墙角有一个质 量为m、半径为r的均匀半球体物块A,现在A上放一密度和半径与A相同的球体B, 调整A的位置使得A、B保持静止状态,已知A与地面间的动摩擦因数为0.5,则A球 球心距墙角的最远距离是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 图图1 解析 由题意知,B的质量为2m,对A、B整体,地面对A的 支持力为:FN3mg,当地面对A
5、的摩擦力达到最大静摩擦 力时,A球球心距墙角的距离最远,分别对A、B受力分析, 如图所示; 又FNABFNBA 故C正确,A、B、D错误. 变式训练 1.(2019全国卷16)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动,轻 绳与斜面平行.已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 ,重力加速度取10 m/s2.若轻绳 能承受的最大张力为1 500 N,则物块的质量最大为 解析 设物块的质量最大为m,将物块的重力沿斜面向下方向和垂直斜面向下方向 分解,由平衡条件,在沿斜面方向有Fmgsin 30mgcos 30,解得m150 kg, A项正确. 2.(2019浙南名校联盟期末)如图2所示,一个质
6、量为4 kg的半球形物体A放在倾角 37的斜面体B的斜面上静止不动.若用通过球心的水平推力F10 N作用在物体上, 物体仍静止在斜面上,斜面体仍相对地面静止.已知sin 370.6,cos 370.8,取g 10 m/s2,则 图图2 A.地面对斜面体B的弹力不变 B.地面对斜面体B的摩擦力增加8 N C.物体A受到斜面体B的摩擦力增加8 N D.物体A对斜面体B的作用力增加10 N 解析 对A、B整体受力分析可知, 地面对斜面体B的弹力不变,地面对B的摩擦力增加了10 N; 对物体A受力分析,加F前,B对A的摩擦力Ffmgsin 24 N, 加F后FfFcos mgsin , 得Ff16 N
7、,故减少8 N; 加F前,A对B的作用力大小为40 N, A对B的作用力增加,但不是10 N. 1.图解法 物体受三个力平衡:一个力恒定、另一个力的_恒定,求第三个力时可用此法. 由三角形中边长的变化知力的大小的变化,还可判断出极值. 例:挡板P由竖直位置绕O点逆时针向水平位置缓慢旋转时小球受力的变化.(如图3) 考点2 动态平衡问题 图图3 方向 2.相似三角形法 物体受三个力平衡:一个力恒定、另外两个力的_同时变化,当所作“力的矢 量三角形”与空间的某个“几何三角形”总相似时用此法(如图4). 图图4 方向 3.等效圆周角不变法 物体受三个力平衡:一个力恒定、另外两个力_都变化,但两力夹角
8、 不变时可用此法(如图5).由弦长的变化判断力的变化,此类题也可用正弦定理求解. 大小、方向 图图5 4.解析法 如果物体受到多个力的作用,可进行_分解,利用解析法,建立平衡方程,找 函数关系,根据自变量的变化确定因变量的变化.还可由数学知识求极值或者根据 物理临界条件求极值. 正交 例2 (多选)(2019全国卷19)如图6,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有 一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连, 系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向 成45.已知M始终保持静止,则在此过程中 A.水平拉力的大小可能保持不变 B.
9、M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 图图6 解析 对N进行受力分析如图所示,因为N的重力与水平拉力F的 合力和细绳的拉力FT是一对平衡力,从图中可以看出水平拉力的 大小逐渐增大,细绳的拉力也一直增大,选项A错误,B正确; M的质量与N的质量的大小关系不确定,设斜面倾角为,若mNgmMgsin ,则M 所受斜面的摩擦力大小会一直增大,若mNgmMgsin ,则M所受斜面的摩擦力大小 可能先减小后增加,选项D正确,C错误. 变式训练 3.(2019江苏模拟)如图7所示,在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状 物
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