2019届高考物理总复习第二章相互作用突破全国卷2共点力平衡问题测试题.pdf
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1、突破全国卷 2 共点力平衡问题 学生用书P39 共点力平衡问题是力学受力分析要核心解决的问题,是基础性问题, 近几年全国 卷着重的对此点进行考查考查的热点主要有:(1) 整体法与隔离法在受力分析中的应用; (2) 解析法或图解法解决动态平衡问题;(3) 共点力平衡下的临界与极值问题等题型以选择 题为主,难度中等 【重难解读】 共点力平衡问题主要从以下几个方面进行命题考查: 1共点力作用下物体的静态平衡问题:力的合成法或分解法结合整体隔离的研究思路 进行求解 2共点力作用下的动态平衡问题:解析法、图解法和相似三角形法均可在不同情况下 求解问题 3共点力平衡下的临界和极值问题等 【典题例证】 (1
2、2 分 )如图所示, 质量为m1的物体甲通过3 段轻绳悬挂, 3 段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站 在水平面上的质量为m2的人相连, 轻绳OA与竖直方向的夹角37,物体甲及人均处于 静止状态 ( 已知 sin 37 0.6 ,cos 37 0.8 ,g取 10 m/s 2. 设最大静摩擦力等于滑动 摩擦力 ) 求: (1) 轻绳OA、OB受到的拉力是多大? (2) 人受到的摩擦力是多大?方向如何? (3) 若人的质量m260 kg,人与水平面之间的动摩擦因数为0.3 ,则欲使人在水平 面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少? 解析 (1) 以结点O为研究对象,如图1,沿水平方向和
3、竖直方向建立直角坐标系, 将FOA分解,由平衡条件有 FOBFOAsin (1 分) FOAcos m 1g(1 分) 联立得FOA m1g cos 5 4m 1g(1 分) FOBm1gtan 3 4m 1g(1 分 ) 故轻绳OA、OB受到的拉力分别为 5 4m 1g、 3 4m 1g. (2) 人在水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,受力如图 2 所示,由平衡条件 得:FfFOB 3 4m 1g,方向水平向左(4 分) (3) 当甲的质量增大到人刚要滑动时,质量达到最大,此时人受到的静摩擦力达到最大 值 当人刚要滑动时,静摩擦力达到最大值 Ffmm2g(1 分) 由平衡条件得FO
4、BmFfm (1 分) 又FOBm 3 4m 1mg (1 分) 联立得m1m 4FOB m 3g 4m2g 3g 24 kg(1分 ) 即物体甲的质量m1最大不能超过24 kg. 答案 (1) 5 4m 1g3 4m 1g(2) 3 4m 1g水平向左 (3)24 kg 解决共点力作用下物体平衡问题的一般思路 【突破训练】 1( 多选 ) (2018湖北八校联考) 如图所示,A、B两球质量均为m,固定在轻弹簧的两端,分别用 细绳悬于O点,其中球A处在光滑竖直墙面和光滑水平墙面的交界处,已知两球均处于平衡 状态,OAB恰好构成一个正三角形,则下列说法正确的是( 重力加速度为g)( ) A球A可
5、能受到四个力的作用 B弹簧对球A的弹力大于对球B的弹力 C绳OB对球B的拉力大小一定等于mg D绳OA对球A的拉力大小等于或小于1.5mg 解析:选ACD.对球B受力分析,据共点力平衡可知弹簧和绳对球B的作用力大小均为 mg,选项 C正确对同一弹簧而言,产生的弹力处处相等,故弹簧对球A的弹力等于对球B 的弹力,选项B错误对球A分析可知,一定受重力、弹簧的弹力、墙面的支持力作用,可 能受地面的支持力和绳的拉力,地面的支持力和绳的拉力也可能有一个为0,当地面对球A 的支持力为0 时,绳上的拉力最大,等于重力和弹簧竖直方向的分力之和,即1.5mg,故选 项 A、D正确 2. (2018长沙模拟 )
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