備考高考物理一輪金牌訓練 第一部分 專題一 第1講 相互作用與物體的平衡課件

第一部分核心考點突破專題一力與運動第1講相互作用與物體的平衡1(2011年廣東卷)如圖111所示的水平面上，橡皮繩一端固定，另一端連接兩根彈簧，連接點P在F1、F2和F3三力作用下保持靜止下列判斷正確的是()AF1F2F3 BF3F1F2CF2F3F1 DF3F2F1圖111 解析：結點P在F1、F2、F3三個力作用下處于平衡狀態(tài)，將三個力平移圍成矢量三角形，如圖1所示由各邊在矢量三角形中的位置(F3為斜邊、F1為較長直角邊、F2為較短直角邊)可得B選項正確圖1答案：2(2011年上海卷)如圖112所示，在水平面上的箱子內，帶異種電荷的小球a、b用絕緣細線分別系于上、下兩邊，處于靜止狀態(tài)地面受到的壓力為N，球b所受細線的拉力為F.剪斷連接球b的細線后，在球b上升過程中地面受到的壓力()A 小于N B等于NC等于NF D大于NF圖112解析：以箱子和a合在一起為研究對象，設其質量為M，剪斷連接球b的細線前，則NMgFFe，其中Fe表示b對a的庫侖力；剪斷連接球b的細線后，則NMgFe，因為在球b上升過程中庫侖力變大(距離變近)，所以NNF，選D.答案：D3(雙選，2011年山東卷)如圖113所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側用細繩固定于墻壁開始時a、b均靜止彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細繩均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb0，現將右側細繩剪斷，則剪斷瞬間()圖113AFfa大小不變 BFfa方向改變CFfb仍然為零 DFfb方向向右解析：對b進行受力分析，剪斷前b受重力、支持力、向左的彈簧拉力和繩的拉力由于它所受摩擦力Ffb0，所以彈簧的拉力和繩的拉力是一對平衡力，將右側細繩剪斷瞬間，繩的拉力消失，但彈簧的拉力不變，所以b受摩擦力Ffb方向向右，C錯誤，D正確；由于細繩剪斷瞬間，彈簧的彈力不變，所以Ffa大小不變，A正確，B錯誤答案：AD4(2010年廣東卷)圖114為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A、B點等高，O為結點，輕繩AO、BO長度相等，拉力分別為FA、FB，燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是()AFA一定小于GBFA與FB大小相等CFA與FB是一對平衡力DFA與FB大小之和等于G圖114解析：由題意知，A、B兩點等高，且兩繩等長，故FA與FB大小相等，B項正確若兩繩夾角大于120.則FAFBG；若夾角小于120，則FAFBG；若夾角等于120，則FAFBG，故選項A、D錯夾角為180時，FA與FB才能成為一對平衡力，但這一情況不可能實現，故C項錯答案：B5(2010年安徽卷)如圖115所示，M、N是平行板電容器的兩個極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調電阻，用絕緣細線將質量為m、帶正電的小球懸于電容器內部閉合電鍵S，小球靜止時受到懸線的拉力為F.調節(jié)R1、R2，關于F的大小判斷正確的是()A保持R1不變，緩慢增大R2時，F將變大B保持R1不變，緩慢增大R2時，F將變小C保持R2不變，緩慢增大R1時，F將變大D保持R2不變，緩慢增大R1時，F將變小圖115解析：保持R1不變，緩慢增大R2時，由于R0和R2串聯，R0兩端的電壓減小，即平行板電容器的兩個極板的電壓U減小，帶電小球受到的電場力F電qEq減小， 懸線的拉力為F將減小，選項B正確，A錯誤保持R2不變，緩慢增大R1時，R0兩端的電壓不變，F電不變，懸線的拉力為F不變，C、D錯誤答案：B6.(2009年廣東卷)建筑工人用圖116所示的定滑輪裝置運送建筑材料質量為70.0 kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.50 m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10 m/s2)()A510 N B490 N C890 N D910 N 圖116解析：對建筑材料進行受力分析根據牛頓第二定律有Fmgma，得繩子的拉力大小等于F210 N；然后再對人受力分析，由平衡的知識得MgFFN，得FN490 N，根據牛頓第三定律可知人對地面的壓力為490 N.答案：B從近三年的試題來看，考查的內容主要是受力分析、物體的平衡、整體法和隔離法的應用、彈簧彈力和摩擦力大小和方向的計算及判斷；解題方法主要是正交分解法、三角形法、力的合成與分解等，只要抓住平衡狀態(tài)條件列方程就可以解答如廣東2011年和2010年的力學選擇題都比較基礎，連續(xù)兩年都考了三力平衡的問題，物理情景來源于生活，情景比較簡單，考核最基礎的知識研究對象的確定【例1】(雙選，2011年湛江二中月考)如圖117，三塊質量相同的木塊A、B、C疊放在水平桌面上，水平力F作用在木塊B上，三木塊以共同速度v沿水平桌面勻速移動，下列說法正確的是()AB作用于A的靜摩擦力為零BB作用于C的靜摩擦力為FCB作用于C的靜摩擦力為FDB作用于A的靜摩擦力為F 圖1173231解析：研究B作用于A的靜摩擦力時，應該選A為研究對象，A處于平衡狀態(tài)，A沒有受到水平方向的其他力作用，則水平方向靜摩擦力為零；研究B作用于C的靜摩擦力時，應該選A和B整體為研究對象，A和B整體處于平衡狀態(tài)，由于A和B整體受到水平向右的F作用，則C作用于A和B整體的靜摩擦力為F，方向向左，由牛頓第三定律得，B作用于C的靜摩擦力也為F，方向向右答案：AB高考中，整體法和隔離法在確定研究對象時經常用到根據題目的條件，有時只需用到整體法，有時只需用到隔離法，有時整體法和隔離法要交叉使用題外拓展：若求地面對C的摩擦力，應該將A、B和C整體選為研究對象，由平衡條件得地面對C的摩擦力為F.1如圖118，甲物體在水平外力F的作用下靜止在乙物體上，乙物體靜止在水平面上現增大外力F，兩物體仍然靜止，則下列說法正確的是()A乙對甲的摩擦力一定增大B乙對甲的摩擦力一定沿斜面向上C乙對地面的摩擦力一定增大D乙對地面的壓力一定增大圖118解析：選甲為研究對象，因為F沿斜面向上的大小和重力沿斜面向下分力的大小不知道，甲受的摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，A、B錯；選甲、乙整體為研究對象，水平方向的F增大了，則摩擦力就要增大；豎直方向的重力不變，則壓力就不變，C對D錯答案：C物體的受力分析【例2】 (2011年臺山一中二模)如圖119所示，清洗樓房玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中，工人及其裝備的總重量為G，懸繩與豎直墻壁的夾角為，懸繩對工人的拉力大小為F1 ，墻壁對工人的彈力大小為F2 , 則()AF1BF2Gtan C若緩慢減小懸繩的長度，F1與F2的合力變大D若緩慢減小懸繩的長度，F1減小，F2增大圖119解析： 工人受力如圖2所示，由平衡條件可得：F1cos G, F1sin F2，于是F1，F2Gtan ，所以A錯，B對；緩慢減小懸繩的長度， 角變大，F1、F2都增大，工人仍然處于平衡狀態(tài)，所以F1與F2的合力不變，C、D均錯答案：B圖2利用數學三角形知識首先判斷角度的變化情況，再根據某個力不變去判斷其他力的變化情況高考中經常用到這種方法，要引起重視2(2011年廣東六校聯考)物塊M靜止在傾角為的斜面上，若給物塊一個平行于斜面的水平力F的作用，物塊仍處于靜止狀態(tài)，如圖1110所示則物塊所受到的()A支持力變大B摩擦力的方向一定發(fā)生改變C摩擦力大小保持不變D摩擦力變小解析： 物塊靜止在斜面上時，物塊所受的摩擦力為：f1Mgsin .給物塊平行于斜面的水平力F后，在斜面內，重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f2三力平衡，根據平衡條件有：f (Mgsin )2F2，重力沿斜面向下的分力與F的合力方向的反向是摩擦力f2的方向，所以摩擦力的方向和大小都發(fā)生了改變 答案：B 力的平衡問題 【例3】(雙選)如圖1111所示，質量分別為m1、m2的兩個物塊間用一輕彈簧連接，放在傾角為的粗糙斜面上，物塊與斜面間的動摩擦因數均為.平行于斜面的拉力F作用在m1上，使m1、m2一起向上做勻速運動，斜面始終靜止在水平地面上，則()圖1111A拉力F為gcos (m1m2)(m1m2)gsin B拉力F為gsin (m1m2)C地面對斜面的摩擦力水平向左D地面對斜面的摩擦力水平向右解析：選m1和m2為研究對象，系統(tǒng)受到四個力作用：G、N、F和f，將G正交分解，得fgcos (m1m2)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，合外力為0，則Fgcos (m1m2)(m1m2)gsin .選斜面、m1和m2為研究對象，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，系統(tǒng)應受到四個力作用：G1、N1、F和f1，則F水平向右的分力與f1大小相等、方向相反答案：AC3在第十一屆全運會男子舉重56公斤級比賽中，龍清泉以302公斤的總成績獲得冠軍，并以169公斤超該級別挺舉世界紀錄如圖1112所示，設龍清泉所舉杠鈴的總重為G，杠鈴平衡時每只手臂與豎直線所成的夾角為30，則他每只手臂承受的張力為()答案：B 解析：以杠鈴為研究對象，杠鈴受到重力和兩個張力作用，合力為0.由力的合成得 GTcos 300，T G.圖1112復合場中的平衡問題【例4】如圖1113所示，帶正電q、質量為m的滑塊，沿固定絕緣斜面勻速下滑現加一豎直向上的勻強電場，電場強度為E，且qEmg，以下判斷正確的是()A滑塊將沿斜面減速下滑B滑塊將沿斜面加速下滑C滑塊仍保持勻速下滑D僅當qEmg時，物體繼續(xù)保持勻速下滑圖1113題外拓展：電場和重力場內的平衡問題，仍然是力學問題力學中用到的圖解法和正交分解法仍然可以用在電場和重力場內若加一豎直向下的勻強電場，電場強度為E，關系式(mgqE)sin (mgqE)cos 仍然成立，合外力為0，滑塊仍保持勻速下滑解析：沒有電場時，滑塊勻速下滑，則mgsin mgcos ，tan ；加了電場后，滑塊豎直方向受到電場力、重力作用，豎直方向的合力為(mgqE)，關系式(mgqE)sin (mgqE)cos 仍然成立，合外力為0，仍保持勻速下滑答案：C4(雙選)如圖1114所示，A、B兩帶電小球，質量分別為mA、mB，電荷量分別為qA、qB，用絕緣不可伸長的細線如圖懸掛，靜止時A、B兩球處于同一水平面若B對A及A對B的庫侖力分別為FA、FB，則下列判斷正確的是()AFAFBBOC細線的拉力FTC(mAmB)gCAC細線對A的拉力FTAD同時燒斷AC、BC細線后，A、B在豎直方向的加速度相同圖1114 解析：FA與FB是一對相互作用力，A錯；對整體分析知，B對；對A受力分析如圖3所示，FTA mAg，C錯；同時燒斷AC、BC后，豎直方向只受重力，即豎直方向的加速度都為g，D對 答案：BD 極值和臨界問題【例5】如圖1115所示，A、B兩物體緊靠著放在粗糙水平面上，A、B間接觸面光滑在水平推力F作用下兩物體一起加速運動，物體A恰好不離開地面，則關于A、B兩物體的受力個數，下列說法正確的是()AA受3個力，B受4個力BA受4個力，B受3個力CA受3個力，B受3個力 DA受4 個力，B受4個力 圖1115解析：A物體受重力、水平推力F、B對A的支持力，由于A、B間接觸面光滑，故A、B間無摩擦力，物體A恰好不離開地面，于是地面對A無支持力，同時地面對A也就沒有摩擦力，因此A受3個力；B物體受重力、A對B的壓力、地面對B的支持力，由于A、B兩物體緊靠著放在粗糙水平面上，故還有地面對B的摩擦力，于是B受4個力 答案：A抓住“物體A恰好不離開地面”這種臨界狀態(tài)，可知地面對A無支持力，同時地面對A也沒有摩擦力5如圖1116所示，作用于O點的三個力平衡(其中力F3圖中未畫出)，其中一個力大小為F1，沿y軸負方向，大小未知的力F2與x軸正方向夾角為，下列說法正確的是()A力F3只可能在第二象限B力F3與F2夾角越小，則F3與F2越小CF3的最小值為F1cos D力F3可能在第三象限的任意范圍內 圖1116答案：C 解析：力F3可以在第二象限和第三象限中F2的延長線左側，A、D錯；三個力的矢量圖如圖4所示，由圖可知，B錯；當F3與F2垂直時F3的最小值為F1cos .圖41對物體的受力分析一般應先確定受力的對象，按先重力后彈力再摩擦力的順序進行受力分析，只分析研究對象的受力而不分析研究對象對其他物體的作用力2解決平衡問題的基本步驟：確定研究對象(整體法或隔離法)對研究對象進行受力分析建立合適的坐標系建立平衡方程求解或作討論常用方法有：二力平衡法、正交分解法、合成和分解法、矢量三角形法、相似三角形法等3帶電物體在復合場(重力場、電場和磁場)中的平衡問題仍然滿足合外力為0的條件，力學中的常用方法仍然適用，列出平衡方程即可求解4對于極值和臨界問題，應根據物體所處的狀態(tài)或者運動情景，找到臨界狀態(tài)和臨界條件，這是解決問題的突破口，再列出臨界方程求解方法常有：運用矢量法則討論某變力的最小值、利用三角函數知識等