高考物理總復(fù)習(xí) 2-5物體的平衡課件 新人教版.ppt

,第5單元 物體的平衡,一、物體的平衡及條件 1平衡狀態(tài) 物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為物體處于平衡狀態(tài) 【名師點(diǎn)撥】 “靜止?fàn)顟B(tài)”是指速度和加速度都為零的狀態(tài)如豎直上拋?zhàn)罡唿c(diǎn)，單擺運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)，雖然速度為零，但不是靜止?fàn)顟B(tài)，平衡狀態(tài)的實(shí)質(zhì)是加速度為零的狀態(tài)這一點(diǎn)與平衡條件是有機(jī)統(tǒng)一體,2共點(diǎn)力 一個(gè)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用，若這幾個(gè)力作用于同一點(diǎn)，或它們的作用線相交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力如圖所示T1、T2、G為共點(diǎn)力，交點(diǎn)不在物體上,3共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件 物體所受的合外力為零，即F0.若采用正交分解法求解平衡問題，則Fx0，F(xiàn)y0. 【名師點(diǎn)撥】 提到“靜止”“勻速運(yùn)動(dòng)”立即與平衡聯(lián)系起來，應(yīng)用F0求解相關(guān)問題！形成思維的連貫性，形成知識(shí)符號(hào)化！,【例1】 (創(chuàng)新題)神九太空行程長(zhǎng)達(dá)13天，2012年06月29日，景海鵬、劉旺、劉洋乘載人艙成功著陸，載人艙在將要著陸之前，由于空氣阻力作用有一段勻速下落過程若空氣阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)為k，載人艙的總質(zhì)量為m，則此過程中載人艙的速度為_,二、三力匯交原理 物體在作用線共面的三個(gè)非平行力作用下，處于平衡狀態(tài)時(shí)，這三個(gè)力的作用線必相交于一點(diǎn),【例2】 (創(chuàng)新題)如圖所示，棒AB一端支在地上，另一端受力F作用，棒受到共點(diǎn)力作用，呈平衡，則地面對(duì)棒的作用力的方向?yàn)? ) A總是偏向棒的左邊，如F1 B總是偏向棒的右邊，如F3 C總是沿著棒的方向，如F2 D總是垂直于地面向上，如F4,【解析】 棒在共點(diǎn)力的作用下呈平衡狀態(tài)，故F、G和地面作用力應(yīng)共點(diǎn)，故選B項(xiàng) 【答案】 B,“緩慢”是指物體的速度極小，計(jì)算時(shí)可認(rèn)為速度始終為零，也就是說沒有加速度因此，習(xí)題中出現(xiàn)“緩慢”移動(dòng)都可以作為動(dòng)態(tài)平衡處理 解決動(dòng)態(tài)平衡問題可以用圖解法和解析法,1圖解法 【例1】 (2013·天津)如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點(diǎn)，現(xiàn)用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動(dòng)，細(xì)繩始終處于直線狀態(tài)，當(dāng)小球升到接近斜面頂端時(shí)細(xì)繩接近水平，此過程中斜面對(duì)小球的支持力FN以及繩對(duì)小球的拉力FT的變化情況是( ),AFN保持不變，F(xiàn)T不斷增大 BFN不斷增大，F(xiàn)T不斷減小 CFN保持不變，F(xiàn)T先增大后減小 DFN不斷增大，F(xiàn)T先減小后增大,【解析】 以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖所示，在變化過程中，表示支持力FN的線段長(zhǎng)度增大，即支持力FN增大，表示拉力FT的線段長(zhǎng)度先減小后增大，即拉力FT先減小后增大，選項(xiàng)D正確 【答案】 D,【觸類旁通】 (2012·課標(biāo)全國(guó))如圖所示，一小球放置在木板與豎直墻面之間設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為N1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2.以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置不計(jì)摩擦，在此過程中( ),AN1始終減小，N2始終增大 BN1始終減小，N2始終減小 CN1先增大后減小，N2始終減小 DN1先增大后減小，N2先減小后增大,【解析】 對(duì)小球受力分析可知，受到三個(gè)力mg、N2、N1作用處于平衡狀態(tài)，必有N2與N1的合力與mg等大反向當(dāng)木板從圖示位置開始“緩慢”地轉(zhuǎn)到水平位置過程中屬于動(dòng)態(tài)平衡，由圖示可知，下面狀態(tài)如N22、N12合成仍與mg等大反向，且N1方向不變，始終垂于墻面，故N2與N1都在不斷減小，選B項(xiàng) 【答案】 B,【學(xué)法指導(dǎo)】 利用圖解法分析動(dòng)態(tài)平衡問題，要把握住這種解法對(duì)應(yīng)題目的特征：兩個(gè)“不變”三個(gè)力中有一個(gè)力的大小和方向不變；變化的二力中必有一力的方向不變,2解析法 【例2】 (經(jīng)典題)光滑的半球形物體固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑輪，輕繩的一端系一小球，靠放在半球上的A點(diǎn)，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止，如圖所示，現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面由A到B的過程中，半球?qū)π∏虻闹С至和繩對(duì)小球的拉力T的大小變化情況是( ),AN變大、T變小 BN變小、T變大 CN變小、T先變小后變大 DN 不變、T變小,【答案】 D,【學(xué)法指導(dǎo)】 在處理動(dòng)態(tài)平衡問題時(shí)，注意圖解法和解析法的適用特征圖解法適用于“兩個(gè)不變”類問題，且僅限于定性分析，此法直觀、簡(jiǎn)單解析法多用于定量計(jì)算或用圖解法不易解決的問題此法對(duì)數(shù)學(xué)能力要求較高，且繁瑣但分析問題嚴(yán)謹(jǐn)需特別提醒的是圖解法作圖一定要規(guī)范，且不可隨意亂畫,二、拉密原理 1拉密原理 如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，那么各力的大小分別與另外兩力所夾角的正弦成正比,【例3】 (經(jīng)典題)如圖所示，重物的質(zhì)量為m，輕細(xì)線AO和BO的A、B端是固定的，平衡時(shí)AO是水平的，BO與水平面的夾角為.AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是( ),【答案】 BD,【學(xué)法指導(dǎo)】 拉密原理解決的共點(diǎn)的三力間關(guān)系，其實(shí)質(zhì)仍然是數(shù)學(xué)知識(shí)在力學(xué)中的應(yīng)用，即正弦定理在其中的應(yīng)用拉密原理法有些參考書上也稱為正弦定理法或三角形法,一、應(yīng)用平衡條件解題的步驟 1認(rèn)真審題，在此基礎(chǔ)上確定研究對(duì)象(質(zhì)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)、實(shí)實(shí)在在的桿、幾個(gè)物體組成的物體系) 2對(duì)研究對(duì)象受力分析，并作草圖 3利用F0列方程，有時(shí)應(yīng)根據(jù)建立的坐標(biāo)系分別列Fx0，F(xiàn)y0的方程 4解完后，考慮是否需用牛頓第三定律(此步易忘),【例1】 (2011·江蘇)如圖所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為，重力加速度為g.若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為( ),【解析】 以楔形石塊為研究對(duì)象，受力如圖所示，側(cè)面給石塊的彈力為N1、N2，建立正交坐標(biāo)系,【答案】 A,二、電磁中的平衡問題 【例2】 設(shè)在地面上方的真空室內(nèi)，存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向是相同的，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E4.0 V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0.15 T今有一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以v20 m/s的速度在此區(qū)域內(nèi)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求帶電質(zhì)點(diǎn)的電量與質(zhì)量之比q/m以及磁場(chǎng)的所有可能方向(角度可用反三角函數(shù)表示),【解析】 根據(jù)帶電質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的條件，得知此帶電質(zhì)點(diǎn)所受的重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力的合力必定為零，由此推知這三個(gè)力在同一豎直面內(nèi)，如圖所示，質(zhì)點(diǎn)的速度垂直紙面向外,【學(xué)法指導(dǎo)】 電磁中的平衡問題仍是力的平衡問題，本題同時(shí)考查考生的空間想象能力,