高考物理一輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題1 第1講 相互作用與物體的平衡課件

第一部分核心考點(diǎn)突破專題一力與運(yùn)動(dòng)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(diǎn)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(jié)點(diǎn)P在F1、F2、F3三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，將三個(gè)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(zhǎng)直角邊、F2為較短直角邊)可得B選項(xiàng)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(nèi)，帶異種電荷的小球a、b用絕緣細(xì)線分別系于上、下兩邊，處于靜止?fàn)顟B(tài)地面受到的壓力為N，球b所受細(xì)線的拉力為F.剪斷連接球b的細(xì)線后，在球b上升過(guò)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(duì)象，設(shè)其質(zhì)量為M，剪斷連接球b的細(xì)線前，則NMgFFe，其中Fe表示b對(duì)a的庫(kù)侖力；剪斷連接球b的細(xì)線后，則NMgFe，因?yàn)樵谇騜上升過(guò)程中庫(kù)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(cè)用細(xì)繩固定于墻壁開始時(shí)a、b均靜止彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb0，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)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(duì)b進(jìn)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(duì)平衡力，將右側(cè)細(xì)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(cuò)誤，D正確；由于細(xì)繩剪斷瞬間，彈簧的彈力不變，所以Ffa大小不變，A正確，B錯(cuò)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(diǎn)等高，O為結(jié)點(diǎn)，輕繩AO、BO長(zhǎng)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(duì)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(diǎn)等高，且兩繩等長(zhǎng)，故FA與FB大小相等，B項(xiàng)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(xiàng)A、D錯(cuò)夾角為180時(shí)，F(xiàn)A與FB才能成為一對(duì)平衡力，但這一情況不可能實(shí)現(xiàn)，故C項(xiàng)錯(cuò)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(gè)極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部閉合電鍵S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判斷正確的是()A保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大B保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小C保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大D保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小圖115解析：保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，由于R0和R2串聯(lián)，R0兩端的電壓減小，即平行板電容器的兩個(gè)極板的電壓U減小，帶電小球受到的電場(chǎng)力F電qEq減小， 懸線的拉力為F將減小，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，R0兩端的電壓不變，F(xiàn)電不變，懸線的拉力為F不變，C、D錯(cuò)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(yùn)送建筑材料質(zhì)量為70.0 kg的工人站在地面上，通過(guò)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(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對(duì)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(duì)建筑材料進(jìn)行受力分析根據(jù)牛頓第二定律有Fmgma，得繩子的拉力大小等于F210 N；然后再對(duì)人受力分析，由平衡的知識(shí)得MgFFN，得FN490 N，根據(jù)牛頓第三定律可知人對(duì)地面的壓力為490 N.答案：B從近三年的試題來(lái)看，考查的內(nèi)容主要是受力分析、物體的平衡、整體法和隔離法的應(yīng)用、彈簧彈力和摩擦力大小和方向的計(jì)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(xué)選擇題都比較基礎(chǔ)，連續(xù)兩年都考了三力平衡的問題，物理情景來(lái)源于生活，情景比較簡(jiǎn)單，考核最基礎(chǔ)的知識(shí)研究對(duì)象的確定【例1】(雙選，2011年湛江二中月考)如圖117，三塊質(zhì)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(dòng)，下列說(shuō)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(shí)，應(yīng)該選A為研究對(duì)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(shí)，應(yīng)該選A和B整體為研究對(duì)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(duì)象時(shí)經(jīng)常用到根據(jù)題目的條件，有時(shí)只需用到整體法，有時(shí)只需用到隔離法，有時(shí)整體法和隔離法要交叉使用題外拓展：若求地面對(duì)C的摩擦力，應(yīng)該將A、B和C整體選為研究對(duì)象，由平衡條件得地面對(duì)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(xiàn)增大外力F，兩物體仍然靜止，則下列說(shuō)法正確的是()A乙對(duì)甲的摩擦力一定增大B乙對(duì)甲的摩擦力一定沿斜面向上C乙對(duì)地面的摩擦力一定增大D乙對(duì)地面的壓力一定增大圖118解析：選甲為研究對(duì)象，因?yàn)镕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(cuò)；選甲、乙整體為研究對(duì)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(duì)D錯(cuò)答案：C物體的受力分析【例2】 (2011年臺(tái)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(duì)工人的拉力大小為F1 ，墻壁對(duì)工人的彈力大小為F2 , 則()AF1BF2Gtan C若緩慢減小懸繩的長(zhǎng)度，F(xiàn)1與F2的合力變大D若緩慢減小懸繩的長(zhǎng)度，F(xiàn)1減小，F(xiàn)2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，F(xiàn)2Gtan ，所以A錯(cuò)，B對(duì)；緩慢減小懸繩的長(zhǎng)度， 角變大，F(xiàn)1、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(cuò)答案：B圖2利用數(shù)學(xué)三角形知識(shí)首先判斷角度的變化情況，再根據(jù)某個(gè)力不變?nèi)ヅ袛嗥渌Φ淖兓闆r高考中經(jīng)常用到這種方法，要引起重視2(2011年廣東六校聯(lián)考)物塊M靜止在傾角為的斜面上，若給物塊一個(gè)平行于斜面的水平力F的作用，物塊仍處于靜止?fàn)顟B(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(shí)，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(nèi)，重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f2三力平衡，根據(jù)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(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)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(dòng)摩擦因數(shù)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(yùn)動(dòng)，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(duì)斜面的摩擦力水平向左D地面對(duì)斜面的摩擦力水平向右解析：選m1和m2為研究對(duì)象，系統(tǒng)受到四個(gè)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(duì)象，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，系統(tǒng)應(yīng)受到四個(gè)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(yùn)會(huì)男子舉重56公斤級(jí)比賽中，龍清泉以302公斤的總成績(jī)獲得冠軍，并以169公斤超該級(jí)別挺舉世界紀(jì)錄如圖1112所示，設(shè)龍清泉所舉杠鈴的總重為G，杠鈴平衡時(shí)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(duì)象，杠鈴受到重力和兩個(gè)張力作用，合力為0.由力的合成得 GTcos 300，T G.圖1112復(fù)合場(chǎng)中的平衡問題【例4】如圖1113所示，帶正電q、質(zhì)量為m的滑塊，沿固定絕緣斜面勻速下滑現(xiàn)加一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)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(dāng)qEmg時(shí)，物體繼續(xù)保持勻速下滑圖1113題外拓展：電場(chǎng)和重力場(chǎng)內(nèi)的平衡問題，仍然是力學(xué)問題力學(xué)中用到的圖解法和正交分解法仍然可以用在電場(chǎng)和重力場(chǎng)內(nèi)若加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，關(guān)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(chǎng)時(shí)，滑塊勻速下滑，則mgsin mgcos ，tan ；加了電場(chǎng)后，滑塊豎直方向受到電場(chǎng)力、重力作用，豎直方向的合力為(mgqE)，關(guān)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(zhì)量分別為mA、mB，電荷量分別為qA、qB，用絕緣不可伸長(zhǎng)的細(xì)線如圖懸掛，靜止時(shí)A、B兩球處于同一水平面若B對(duì)A及A對(duì)B的庫(kù)侖力分別為FA、FB，則下列判斷正確的是()AFAFBBOC細(xì)線的拉力FTC(mAmB)gCAC細(xì)線對(duì)A的拉力FTAD同時(shí)燒斷AC、BC細(xì)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(duì)相互作用力，A錯(cuò)；對(duì)整體分析知，B對(duì)；對(duì)A受力分析如圖3所示，F(xiàn)TA mAg，C錯(cuò)；同時(shí)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(duì) 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(yùn)動(dòng)，物體A恰好不離開地面，則關(guān)于A、B兩物體的受力個(gè)數(shù)，下列說(shuō)法正確的是()AA受3個(gè)力，B受4個(gè)力BA受4個(gè)力，B受3個(gè)力CA受3個(gè)力，B受3個(gè)力 DA受4 個(gè)力，B受4個(gè)力 圖1115解析：A物體受重力、水平推力F、B對(duì)A的支持力，由于A、B間接觸面光滑，故A、B間無(wú)摩擦力，物體A恰好不離開地面，于是地面對(duì)A無(wú)支持力，同時(shí)地面對(duì)A也就沒有摩擦力，因此A受3個(gè)力；B物體受重力、A對(duì)B的壓力、地面對(duì)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(duì)B的摩擦力，于是B受4個(gè)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(duì)A無(wú)支持力，同時(shí)地面對(duì)A也沒有摩擦力5如圖1116所示，作用于O點(diǎn)的三個(gè)力平衡(其中力F3圖中未畫出)，其中一個(gè)力大小為F1，沿y軸負(fù)方向，大小未知的力F2與x軸正方向夾角為，下列說(shuō)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(nèi) 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(zhǎng)線左側(cè)，A、D錯(cuò)；三個(gè)力的矢量圖如圖4所示，由圖可知，B錯(cuò)；當(dāng)F3與F2垂直時(shí)F3的最小值為F1cos .圖41對(duì)物體的受力分析一般應(yīng)先確定受力的對(duì)象，按先重力后彈力再摩擦力的順序進(jìn)行受力分析，只分析研究對(duì)象的受力而不分析研究對(duì)象對(duì)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(duì)象(整體法或隔離法)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析建立合適的坐標(biāo)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(fù)合場(chǎng)(重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng))中的平衡問題仍然滿足合外力為0的條件，力學(xué)中的常用方法仍然適用，列出平衡方程即可求解4對(duì)于極值和臨界問題，應(yīng)根據(jù)物體所處的狀態(tài)或者運(yùn)動(dòng)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(yùn)用矢量法則討論某變力的最小值、利用三角函數(shù)知識(shí)等