2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí) 力與物體的平衡 新人教版.doc
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2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí) 力與物體的平衡 新人教版 根據(jù)近三年高考命題特點(diǎn)和規(guī)律,復(fù)習(xí)本專題時(shí),要注意以下幾個(gè)方面: 1、 共點(diǎn)力的平衡問題是課改區(qū)高考的熱點(diǎn),期中力的動(dòng)態(tài)變化分析、力的合成與分解 仍是今后高考的熱點(diǎn),建議復(fù)習(xí)是要注意加強(qiáng)受力分析的訓(xùn)練,使學(xué)生掌握受力分析的常用方法,如三角形法、正交分解法等。 2、 牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用一直是各省各區(qū)高考的重點(diǎn),特別是牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)定律、能量、電磁場(chǎng)等內(nèi)容相結(jié)合更是高考的熱點(diǎn),甚至有可能會(huì)出現(xiàn)在高考?jí)狠S題中。 【考綱點(diǎn)擊】 重要考綱 要求 力的合成與分解 Ⅱ 共點(diǎn)力的平衡 Ⅱ 牛頓運(yùn)動(dòng)定律、牛頓定律的應(yīng)用 Ⅱ 【網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)】 第1講 力與物體的平衡 【核心要點(diǎn)突破】 知識(shí)鏈接 一、常見的幾種力 1.重力 ⑴產(chǎn)生:重力是由于地面上的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的,但兩者不等價(jià),因?yàn)槿f有引力的一個(gè)分力要提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力,而另一個(gè)分力即重力,如右圖所示。 ⑵大?。弘S地理位置的變化而變化。ww 在兩極:G=F萬 在赤道:G= F萬-F向 一般情況下,在地表附近G=mg ⑶方向:豎直向下,并不指向地心。ww 2.彈力 ⑴產(chǎn)生條件:①接觸②擠壓③形變 ⑵大?。簭椈蓮椓=kx,其它的彈力利用牛頓定律和平衡條件求解。ww ⑶方向:壓力和支持力的方向垂直于接觸面指向被壓或被支持的物體,若接觸面是球面,則彈力的作用線一定過球心,繩的作用力一定沿繩,桿的作用力不一定沿桿。 3.摩擦力ww ⑴產(chǎn)生條件:①接觸且擠壓②接觸面粗糙③有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) ⑵大?。夯瑒?dòng)摩擦力,與接觸面的面積無關(guān),靜摩擦力根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律或平衡條件ww求解。ww ⑶方向:沿接觸面的切線方向,并且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反 4.電場(chǎng)力 ⑴電場(chǎng)力的方向:正電荷受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向一致,負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反。 ⑵電場(chǎng)力的大?。海魹閯驈?qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力則為恒力,若為非勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力將與位置有關(guān)。 5.安培力 ⑴方向:用左手定則判定,F(xiàn)一定垂直于I、B,但I(xiàn)、B不一定垂直,I、B有任一量反向,F(xiàn) ww 也反向。 ⑵大?。?ww ①此公式只適用于B和I互相垂直的情況,且L是導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度。 ②當(dāng)導(dǎo)線電流I與 B平行時(shí),。 6.洛倫茲力 ⑴洛倫茲力的方向 ①洛倫茲力的方向既與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直,又與磁場(chǎng)方向垂直,所以洛倫茲力方向總是垂ww直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和磁場(chǎng)方向所確定的平面。 ②洛倫茲力方向總垂直于電荷運(yùn)動(dòng)方向,當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向改變時(shí),洛倫茲力的方向也發(fā)生改變。 ③由于洛倫茲力的方向始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以洛倫茲力對(duì)電荷永不做功。ww ⑵洛倫茲力的大?。? 當(dāng),,此時(shí)電荷受到的洛倫茲力最大 當(dāng),,即電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí),不受洛倫茲力的作用。 當(dāng),,說明磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生力的作用。 深化整合 一、摩擦力與彈力的分析與判斷 1. 摩擦力與彈力的關(guān)系: (1)產(chǎn)生摩擦力的條件是在產(chǎn)生彈力的條件基礎(chǔ)上,增加了接觸面不光滑和物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。因此,若兩物體間有彈力產(chǎn)生,不一定產(chǎn)生摩 擦力,但若兩物體間有摩擦力產(chǎn)生,必有彈力產(chǎn)生。 (2)在同一接觸面上產(chǎn)生的彈力和摩擦力的方向相互垂直。 (3)滑動(dòng)摩擦力大小與同一接觸面上的彈力(壓力)大小成正比:f=μN(yùn),而靜摩擦力(除最大靜摩擦力外)大小與壓力無關(guān)。 2. 摩擦力方向的判斷 (1)假設(shè)法:即先假定沒有摩擦力(即光滑)時(shí),看相對(duì)靜止的物體間能否發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),若能,則有靜摩擦力,方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相 反;若沒有,則沒有靜摩擦力。換句話說,靜摩擦力的存在是為了使兩物體相對(duì)靜止,若沒有它,兩物體也相對(duì)靜止,就沒有靜摩擦力。 (2)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),用牛頓第二定律來判斷。此法關(guān)鍵是先判明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即加速度方向),再利用牛頓第二定律(F=ma)確定合力的方向,然 后受力分析決定靜摩擦力的方向。 (3)利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力反向)來判斷。此法關(guān)鍵是抓住“摩擦力是成對(duì)出現(xiàn)的”,先確定受力較少的物體受到的摩擦力方向,再確定另一物 體受到的摩擦力方向。 【典題訓(xùn)練1】(xx天津高考)物塊靜止在固定的斜面上,分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F豎直向上,D中F豎直向下,施力后物塊仍然靜止,則物塊所受的靜摩擦力增大的是( ) 【解析】選D.因四種情況下物塊均靜止,因此物塊均受靜摩擦力,由平衡條件可得:FfA=FfB=mgsinθ,物塊受的靜摩擦力不變,故A、B錯(cuò)誤;分析C圖可得:FfC=mgsinθ-Fsinθ,則物塊所受靜摩擦力減小,故C錯(cuò)誤;FfD=mgsinθ+Fsinθ,故D圖中物塊所受的靜摩擦力一定增大,故選D. 二、物體受力分析的常用方法及注意的問題 1、 常用方法 (1)整體法;當(dāng)只涉及系統(tǒng)外力而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的內(nèi)力時(shí),則可以選整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象,而不必對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部物體一一隔離分析 (2)隔離法:為了弄清系統(tǒng)內(nèi)某個(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況,一般采用隔離法 2、 注意問題 (1)分析的是物體受到哪些“性質(zhì)力”(按性質(zhì)分類的力),不要把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析。 (2)要區(qū)分外力和內(nèi)力,對(duì)幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析時(shí),這幾個(gè)物體的內(nèi)力不能在受力圖中出現(xiàn)。當(dāng)隔離某一物體分析時(shí),原來的內(nèi)力變?yōu)橥饬?,要畫在受力圖上。 【典例訓(xùn)練2】(xx山東高考)如圖1-1-6所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心.一質(zhì)量為m的小滑塊,在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn).設(shè)滑塊所受支持力為FN,OP與水平方向的夾角為θ.下列關(guān)系式正確的是( ) 【解析】選A.對(duì)滑塊受力分析如圖所示,由平衡條件得:FNsinθ=mg,FNcosθ=F,可得出:FN=, F= ,故B、C、D均錯(cuò)誤,A正確. 三、求解平衡問題常用的方法 1、 有不少三力平衡問題,既可從平衡的觀點(diǎn)(根據(jù)平衡條件建立方程)求解——平衡法,也可從力的分解的觀點(diǎn)(將某力按其 作用效果分解)求解——分解法.兩種方法可視具體問題靈活選用。但平衡法是求解平衡問題的基本方法,特別對(duì)三個(gè)以上力的平衡問題,分解法失效,平衡法照樣 適用; 2、 相似三角形法:通過力三角形與幾何三角形相似求未知力.對(duì)解斜三角形的情況更顯優(yōu)越性; 3、 力三角形圖解法:當(dāng)物體所受的力變化時(shí),通過對(duì)幾個(gè)特殊 狀態(tài)畫出力圖(在同一圖上)對(duì)比分析,使動(dòng)態(tài)問題靜態(tài)化,抽象問題形象化,問題將變得易于分析處理。 【典例訓(xùn)練3】我國(guó)國(guó)家大劇院外部呈橢球型,假設(shè)國(guó)家大劇院的屋頂為半球型,一警衛(wèi)員為執(zhí)行特殊任務(wù),必須冒險(xiǎn)在半球型屋頂上向上緩慢爬行(如圖1所示),他在向上爬的過程中( ) A.屋頂對(duì)他的支持力變大 B.屋頂對(duì)他的支持力變小 C.屋頂對(duì)他的摩擦力變大 D.屋頂對(duì)他的摩擦力變小 【解析】選A、D.分析警衛(wèi)員的受力情況,由平衡條件得:支持力FN=mgcosθ,摩擦力Ff=mgsinθ,隨著θ的減小,F(xiàn)N增大,F(xiàn)f變小,故B、C錯(cuò)誤,A、D正確. 【高考真題探究】 1.(xx浙江理綜T14)如圖所示,A、B兩物體疊放在一起,以相同的初速度上拋(不計(jì)空氣阻力)。下列說法正確的是 A. 在上升和下降過程中A對(duì)B的壓力一定為零 B. 上升過程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力 C. 下降過程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力 D. 在上升和下降過程中A對(duì)B的壓力等于A物體受到的重力 【命題立意】本題以豎直上拋運(yùn)動(dòng)為背景,主要考查受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律。 【規(guī)范解答】選A,因?yàn)锳、B一起運(yùn)動(dòng),可以A、B整體為研究對(duì)象,在上升和下降過程中,A、B的加速度都為重力加速度,隔離B,假設(shè)A對(duì)B的壓力為F,則由牛頓第二定律得:,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 2.(xx安徽理綜T19)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上,另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連,如圖所示。若P、Q一起沿斜面勻速下滑,不計(jì)空氣阻力。則木板P 的受力個(gè)數(shù)為 A. 3 B.4 C.5 D.6 【命題立意】本題以斜面體為背景,結(jié)合連接體的勻速運(yùn)動(dòng)情景,主要考查整體法與隔離法的應(yīng)用、受力分析、共點(diǎn)力的平衡條件、牛頓第三定律等知識(shí)點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析:用共點(diǎn)力的平衡條件和牛三律解題 受力分析 選取研究對(duì)象 【規(guī)范解答】選C.先把P、Q看成一個(gè)整體進(jìn)行分析,受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)。隔離Q進(jìn)行分析,受重力、斜面的支持力、彈簧的彈力(沿斜面向上)三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)。由牛頓第三定律可知Q對(duì)P有一個(gè)壓力,彈簧對(duì)P有一個(gè)彈力(沿斜面向下),所以P共受到5個(gè)力的作用,C正確。 3.(xx廣東理綜T13)圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式,A,B點(diǎn)等高,O為結(jié)點(diǎn),輕繩AO、BO長(zhǎng)度相等,拉力分別為FA ,F(xiàn)B燈籠受到的重力為 G.下列表述正確的是 A.FA一定小于G B.FA與FB大小相等 C.FA與FB是一對(duì)平衡力 D.FA與FB大小之和等于G 【命題立意】本題主要考查力的平衡條件及推論、力的平行四邊形法則、正交分解法。 【規(guī)范解答】選B,由A、B兩點(diǎn)等高,AO、BO等長(zhǎng)可知,AO繩與BO繩兩力對(duì)稱,B選項(xiàng)正確;若兩繩間的夾角θ=1200時(shí),;當(dāng)θ<1200時(shí):;當(dāng)θ>1200時(shí):,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;這兩個(gè)力的矢量和與重力是平衡力,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;這兩個(gè)力不是大小之和而是矢量之和,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.(xx江蘇物理卷T3)如圖所示,置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī),三腳架的三根輕質(zhì)支架等長(zhǎng),與豎直方向均成角,則每根支架中承受的壓力大小為 (A)(B)(C)(D) 【命題立意】本題借助生活實(shí)例照相機(jī)放在三角架上問題,來考查共點(diǎn)力的平衡或力的合成的問題,題目設(shè)置方式較新穎,難度中等。 【思路點(diǎn)撥】應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件,物體所受的合外力為零,即本題照相機(jī)所受的合力在豎直方向?yàn)榱恪? 【規(guī)范解答】選D 對(duì)照相機(jī)進(jìn)行受力分析可知,在豎直方向有:,解得:。選項(xiàng)D正確,其它選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。 5.(xx山東理綜T17)如圖所示,質(zhì)量分別為、的兩個(gè)物體通過輕彈簧連接,在力的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(在地面,在空中),力與水平方向成角。則所受支持力N和摩擦力正確的是 A. B. C. D. 【命題立意】本題以連接體的勻變速直線運(yùn)動(dòng)為情景,主要考查整體法、共點(diǎn)力的平衡條件等知識(shí)點(diǎn)。 【規(guī)范解答】選AC. 把、的兩個(gè)物體看成一個(gè)整體進(jìn)行研究,進(jìn)行受力分析,水平方向上:,C正確;豎直方向上:,所以,所以A正確。 6.(xx新課標(biāo)全國(guó)卷T18)如圖所示,一物塊置于水平地面上。當(dāng)用與水平方向成60角的力F1 拉物塊時(shí),物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)改用與水平方向成30角的力F2 推物塊時(shí),物塊仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若F1 和F2 的大小相等,則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 A. B. C. D. 【命題立意】本題以推、拉物體在粗糙水平面上勻速運(yùn)動(dòng)命題,考查力的分解和物體的平衡條件。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析: 對(duì)物體進(jìn)行受力分析 正交分解列平衡方程 解方程得結(jié)果 【規(guī)范解答】選B,物體受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、已知力F處于平衡,根據(jù)平衡條件,有,,聯(lián)立解得: 【專題模擬演練】 一、選擇題 1、(xx浙江省一級(jí)重點(diǎn)中學(xué)期中考試)一端裝有定滑輪的粗糙斜面體放在地面上,A、B兩物體通過細(xì)繩連接,并處于靜止?fàn)顟B(tài)(不計(jì)繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦),如圖所示.現(xiàn)用水平力F作用于物體B上,緩慢拉開一小角度,此過程中斜面體與物體A仍然靜止.則下列說法正確的是 A.水平力F一定變大 B.繩子對(duì)物體A的拉力一定變大 C.斜面對(duì)物體A的摩擦力一定變大 D.斜面體所受地面的支持力一定不變 2、(xx揚(yáng)州四模) 在上海世博會(huì)最佳實(shí)踐區(qū),江蘇城市案例館中穹形門窗充滿了濃郁的地域風(fēng)情和人文特色.如圖所示,在豎直放置的穹形光滑支架上,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過輕質(zhì)滑輪懸掛一重物G.現(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點(diǎn),另一端從B點(diǎn)沿支架緩慢地向C點(diǎn)靠近(C點(diǎn)與A點(diǎn)等高).則繩中拉力大小變化的情況是 A.先變小后變大 B.先變小后不變 C.先變大后不變 D.先變大后變小 3、 (xx徐州市三模)如圖所示,置于固定斜面上的物體A受到平行于斜面向下的力,作用保持靜止.若力F大小不變,將力F在豎直平面內(nèi)由沿斜面向下緩慢的轉(zhuǎn)到沿斜面向上(轉(zhuǎn)動(dòng)范圍如圖中虛線所示).在F轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,物體始終保持靜止.在此過程中物體與斜面間的 A.彈力可能先增大后減小 B.彈力一定先減小后增大 C.摩擦力可能先減小后增大 D.摩擦力一定一直減小 4、 (xx濟(jì)寧市二模)如圖所示,將半徑為的半球體放在地面上,一質(zhì)量為的小 朋友(可視為質(zhì)點(diǎn))坐在球面上,他與球心的連線與水平地面之間的夾角為、與半球體同的動(dòng)摩擦因數(shù)為,小朋友和半球體均處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法正確的是( ) A.地面對(duì)半球體的摩擦力方向水平向左 B.小朋友對(duì)半球體的壓力大小為 C.小朋友所受摩擦力的大小為 D.小朋友所受摩擦力的大小為 5、 (xx朝陽(yáng)區(qū)二模)如圖所示,A、B為豎直墻壁上等高的兩點(diǎn)AO、BO為長(zhǎng)度相等的兩根輕繩,CO為一根輕桿。轉(zhuǎn)軸C在AB中點(diǎn)D的正下方,AOB在同一水平面上。∠AOB=90,∠COD=60。若在O點(diǎn)處用輕繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的物體,則平衡后繩AO所受拉力的大小為 ( ) A. B. C. D. 6、 (xx紅橋區(qū)二模)半圓柱體P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的豎直擋板MN。在P和MN之間放有一個(gè)光滑均勻的小圓柱體Q,整個(gè)裝置處于靜止。如圖所示是這個(gè)裝置的縱截面圖。若用外力使MN保持豎直,緩慢地向右移動(dòng),在Q落到地面以前,發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止。在此過程中,下列說法中正確的是 A.MN對(duì)Q的彈力逐漸減小 B.地面對(duì)P的摩擦力逐漸增大 C.P、Q間的彈力先減小后增大 D.Q所受的合力逐漸增大 7、 (xx泰安市二模)如圖所示,質(zhì)量分別為mA、mB的兩物塊A、B疊放在一起,若它們共同沿固定在水平地面傾角為α的斜面勻速下滑。則 ( ) A.A、B間無摩擦力 B.A、B間有摩擦力,且A對(duì)B的摩擦力對(duì)B做正功 C.B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=tanα D.B對(duì)斜面的摩擦力方向沿斜面向上 二、計(jì)算題 8、 如圖6所示,傾角為θ且用絕緣材料做成的斜面上有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊,小滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(μ- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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