2020版物理浙江高考选考一轮复习讲义:必修1第二章第3讲共点力的平衡条件和应用.doc.pdf
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1、第3讲共点力的平衡条件和应用 双基过关 知识排查 知识点 _受力分析 1 ?受力分析:把研究对象(指定物体 ) 在特定的物理环境中受到的所有力都找击来, 并 画岀受力示意图的过程。 2. 受力分析的一般顺序 (1) 画出已知力。 (2) 分析场力 (重力、电场力、磁场力)。 (3) 分析弹力。 (4) 分析摩擦力。 知识点二共点力的平衡条件 1. 平衡状态 物体处于静止或匀速直线运动的状态, 即 6f = 0o 2. 平衡条件 =0 如图 1 甲所示,小球静止不动,如图乙所示,物块匀速运动。 则:小球尸合 = FNsin 0=F推,FNCOS 0=mgo 物块Fx=FFf=0,你=如 + d
2、“坎=0。 知识点三平衡条件的推论 1 ?二力平衡: 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小担方 向相反。 2. 三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其 紧抓教材自主落实 余两个力的合力大小相等, 方向相反。 3?多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与基余 几个力的合力大小相等, 方向相反。 小题速练 1.思考判断 (1) 物体沿光滑斜而下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用() (2) 加速度等于零的物体一定处于平衡状态() (3) 速度等于零的物体一定处于平衡状态() (4) 竖直上抛的小球到最高点时处于平衡
3、状态() (5) 宇航员乘坐神舟十一号飞船绕地球做圆周运动吋处于平衡状态() 答案(1)X 丁 X (4)X (5)X 2. 个质量为 3 kg的物体,被放置在倾角为a=30 o 的固定光滑斜面上, 在如图 2 所示的 甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态的是(g=10m/s2)() A.仅甲图B.仅乙图 C.仅丙图D.甲、乙、丙图 答案 B 3. 如图 3 所示,在拉力 F 作用下,小球通过轻绳沿光滑的斜面缓慢地向上移动,在 此过程中,小球受到的拉力F 和支持力尽的大小变化情况是() A. F 增大,尽减小 B. F 和乐均减小 C. F 和FN均增大 甲 D. F 减小,乐不变 解析 法一 设
4、斜面倾角为 a,轻绳与斜面间的夹角为“ ,小球质量为加, 对小球 , 由平衡条件得 mgsin a=Feos/?, Fsin+F=mgcos a,小球沿光滑的斜面缓慢地向 上移动的过程中,“增大,则F 增大,FN减小,故 A 正确。 法二图解法:如图所示: 当在绳的拉力作用 下沿斜面缓慢向上 移动时, F 与斜面的 夹角增大, F 增大,FN减小, 故 A 正确。 答案 A I 考点突破 研透考点核心突破 強 H 受力分析 1?受力分析的基本思路 (1) 研究对象的选取方法:整体法和隔离法。 (2) 基本思路 3 . 受力分析的注意事项 2. 整体法与隔离法 (1) 只分析研究对象所受的力,不
5、分析研究对象对其他物体所施加的力。 (2) 只分析性质力,不分析效果力。 (3) 每分析一个力,都应找出施力物体。 (4) 合力和分力不能同时作为物体所受的力。 (5) 应结合运动状态。 (6) 注意牛顿第三定律的应用。 (7) 遇到弹力、摩擦力的判断较复杂时可用假设法。 【典例】(2018-温州中学期中 ) 如图 4 所示,质量为加的物体A 以一定的初速度。沿 粗糙斜面上滑,物体A 在上滑过程受到的力有() A. 冲力、重力、斜面的支持力、摩擦力 B. 重力、对斜面的正压力、摩擦力 C. 重力、斜面的支持力、摩擦力 D. 重力、斜面的支持力、摩擦力、对斜面的正压力、下滑力 解析物体必受重力,
6、物体与斜面体相互挤压,故斜面对物体一定有支持力,方向垂直 于斜面向上,物体相对于粗糙斜面向上滑动,一定与斜面体间有摩擦力,摩擦力阻碍 物体间的相对滑动,物体相对于斜面体向上滑动,故一定受到沿斜面向下的滑动摩擦 力,物体依靠惯性运动,没有向上的冲力,也找不到施力物体,重力有使物体下滑的 趋势,无下滑力,同样也找不到施力物体,故选项C 正确。 答案c I跟进题组_ 多角练透 1. (2016-10 月浙江选考 )中国女排在 2016年奥运会比赛中再度夺冠。图5 为比赛中精 彩瞬间的照片,此时排球受到的力有() 图 5 A. 推力 B. 重力、推力 C. 重力、空气对球的作用力 D. 重力、推力、空
7、气对球的作用力 解析排球受重力、空气阻力,但排球与手不接触,排球不受推力,故C 正确。答案 c 2. 在水平桌面上叠放着木块P和! 2,用水平力 F 推 0,使 P、0 两木块一起沿水平桌面匀 速滑动,如图 6 所示,以下说法中正确的是() P FQ 7777 777 777 ) 图 6 A. P受三个力,Q受六个力 B. P受四个力, Q 受六个力 C.P受两个力, Q受五个力 D. 以上答案均不正确 解析 分析木块 P受竖直方向的重力G 和支持力FN的作用,木块 Q 受重力 G,地 面的支 持力 Ff, P 木块的压力FN“、水平推力 F 和地面对木块。的摩擦力竹。答案 C 3. 如图 7
8、 所示,质量为 M 的楔形物块静置在水平地面上,其斜面的倾角为久斜面上有 一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物块, 使 Z 匀速上滑。在小物块运动的过程屮,楔形物块始终保持静止,重力加速度为 g。 则地面对楔形物块的支持力的大小为() 图 7 A. (M+B. (M + m )gF C.(M+“?)g+Fsin 0D.(M+ ”2)g Fsin 0 解析匀速沿斜面上滑的小物块和楔形物块都处于平衡状态,可将二者看作一个处于平 衡状态的整体,由竖直方向受力平衡可得(M+) g=FN+Fsin (2) 当a=6时,木楔对水平面的摩擦力是多大? 解析木块在木楔斜面上匀
9、速向下运动时,有msin &=gcos 3,即 “ = &。 (1)木楔在力 F 作用下沿斜面向上匀速运动,有Feos a=mgsin O+Ff Fsin a+FN=加 geos 0 Ff=卜琼 则当a=e时,F 有最小值 , 为 Fmin=mgsin 20 o (2)因为木块及木楔均处于平衡状态,整体受到地面的摩擦力等于F 的水平分力,即 F/= Feos (a+&) 当 F 取最小值加 gsin 2&时, / mincos 20=mgsin 2&cos 23=mgsin 40。 答案(l)2gsin 23 (2)*加 gsin 46 方法技巧 涉及极值的临界问题的三种解答方法 (1)图解法
10、 根据平衡条件作出力的矢量图,如只受三个力,则这三个力构成封闭矢量三角形, 然后根据矢量图进行动态分析,确定最大值和最小值。(如 T1 的求解方法 ) 假设推理法 先假设某种临界情况成立,然后根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。 (3)数学方法 “2*sin 20 cos (a) 解得F= 2胸 sin 0 cos a+sin a 2 胸 sin Ocos 0 cos acos +sin asin 0 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、讨论公式求极值、三角函数求极值以及几何法求极值等。(如T3 的求解方法) 高考链接教材 题源:人教
11、版必修l?P9i?T| 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A 点,足球与墙壁的接触点为3(图 4.76)。足球 的 质量为加,悬绳与墙壁的夹角为a,网兜的质量不计。求悬绳对球的拉力和墙壁对球的 支持力。 图 4.7-6 题源拓展在上题屮缓慢增加悬绳的长度,其他条件不变,则悬绳对足球的拉力F 和墙壁对足球的支持力FN的变化情况是() A.F 逐渐变大 B.F逐渐变小 C.FN逐渐变大D.FN保持不变 答案 B 链接高考 1. (2016?全国卷II, 14)质量为加的物体用轻绳仙悬挂于天花板上。用水平向左的力 F缓慢拉动绳的中点O,如图 17所示。用卩表示绳Q4 段拉力的大小,在O 点 向左移动 的过
12、程中() 图 17 A. F 逐渐变大,卩逐渐变大 B. F 逐渐变大, T 逐渐变小 C. F 逐渐变小, T 逐渐变大 D.F 逐渐变小, T 逐渐变小 解析 对 0点受力分析如图所示,F与丁的变化情况如图,由图可知 在 0点向左移动的过程中,F逐渐变大, T 逐渐变大,故选项 A 正 确。 答案 A 2. (2017-4月浙江选考) 重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢 上 的石块就会自动滑下。以下说法正确的是() 图 18 A. 在石块下滑前后白卸车与石块整体的重心位置不变 B. 自卸车车厢倾角越大,石块与车厢的动摩擦因数越小 C. 自卸车车厢倾角变大,车厢与石块间的止
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