2019届高考物理二轮专题复习专题一力与物体的平衡课件.ppt

专题整合突破专题一力与物体的平衡,高考领航,真题剖析,备考跨越,高考领航过真题做笔记,真题在线,1.(2017全国卷,21)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N.初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为（）.现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变,在OM由竖直被拉到水平的过程中()A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小,AD,解析:由题意可知,重物在运动过程中受重力,MN绳拉力TMN,OM绳拉力TOM,TMN与TOM夹角保持不变.在某一时刻所受三个力示意图如图(甲)所示,将此三个力平移为矢量三角形如图(乙)所示.因为mg大小、方向不变,TMN与TOM的夹角不变,故可将三个力平移入圆中,如图(丙)所示,mg为一条固定的弦(固定的弦所对应的圆周角为定值),在OM由竖直拉到水平的过程中,可得TMN从0逐渐变大,OM水平时TMN最大.TOM先变大后变小,故A,D对.,内容排查:力的动态平衡几何关系的应用共点力的合成心得笔记:,2.(2017全国卷,16)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为(),C,解析:物块在水平力F作用下做匀速直线运动,其受力如图(甲)所示由平衡条件:F=f,FN=mg而f=FN=mg,即F=mg当F的方向与水平面成60角时,其受力如图(乙)所示由平衡条件:Fcos60=f1f1=FN1=(mg-Fsin60)联立解得=,选项C正确.,内容排查:物体的平衡条件滑动摩擦力计算力的正交分解法,心得笔记:,3.(2017全国卷,17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm,B,解析:设弹性绳的劲度系数为k.挂上钩码后弹性绳伸长L=20cm,由几何关系可知,钩码两侧弹性绳与竖直方向夹角为53,如图所示,由共点力的平衡条件可知,钩码的重力为G=2kLcos53将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时,钩码的重力为G=2kL,解得L=L=12cm.弹性绳的总长度变为L0+L=92cm,选项B正确.,内容排查:物体的平衡条件弹性绳弹力的计算共点力的合成,心得笔记:,4.(2018天津卷,7)(多选)明朝谢肇淛的五杂组中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可.一游僧见之曰:无烦也,我能正之.”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身.假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则(),BC,A.若F一定,大时FN大B.若F一定,小时FN大C.若一定,F大时FN大D.若一定,F小时FN大,内容排查:物体的受力分析力的效果分解力的平行四边形定则应用,心得笔记:,5.(2016全国卷,19)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点,另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态.若F方向不变.大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则()A.绳OO的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,BD,解析:由于力F改变时物块b始终保持静止,而连接a,b的绳的张力不变,大小等于物块a的重力,滑轮两侧绳的夹角不变,则绳OO的张力不变;F方向不变,大小变化时,力F在竖直和水平两方向的分力改变,由平衡条件可知,桌面对物块b的支持力和摩擦力在一定范围内变化,选项B,D正确.,内容排查:同一根绳各处张力相等共点力的合成力的正交分解法,心得笔记:,真题剖析析真题得技法,考向一物体的静态平衡,【典例1】(2018安徽淮南二模)如图所示,倾角为的斜面体C置于水平地面上,一条细线一端与斜面上的物体B相连,另一端绕过质量不计的定滑轮与物体A相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O点,细线与竖直方向成角,A,B,C始终处于静止状态,下列说法正确的是()A.若仅增大A的质量,B对C的摩擦力一定减小B.若仅增大A的质量,地面对C的摩擦力一定增大C.若仅增大B的质量,悬挂定滑轮的细线的拉力可能等于A的重力D.若仅将C向左缓慢移动一点,角将增大,B,解析:B处于静止状态,开始时所受摩擦力的方向可能沿斜面向下,当A的质量增加,则拉力增加,C对B的摩擦力增大,故A错误.对B,C整体分析,沿水平方向有Tcos=f,增大A的质量,拉力T增大,则地面对C的摩擦力一定增大,故B正确.因为系统处于静止,增大B的质量,不改变拉着A的细线的拉力,则角不变,根据平行四边形定则知,悬挂定滑轮的细线拉力不可能等于A的重力,故C错误.因为细线对A,B的拉力大小相等,可知悬挂定滑轮的细线的拉力方向沿连接A,B的细线间夹角的平分线,C向左移动一点,则线线间的夹角减小,所以角减小,故D错误.,1.解答平衡问题的基本思路,规律总结,2.解决平衡问题的四种常用方法,3.在三个力作用下物体的平衡问题中,常用合成法分析;在多个力作用下物体的平衡问题中,常用正交分解法分析.,【预测练1】(2018湖南衡阳三模)如图所示,a,b两个质量相同的球用线连接,a球用线挂在天花板上,b球放在光滑斜面上,系统保持静止,以下图示正确的是(),解析:b球受重力、斜面对其垂直向上的支持力和a,b间细线的拉力,由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故细线拉力向右上方,故A错误;对a,b两个球整体,受总重力、斜面垂直向上的支持力和上面细线的拉力,由平衡条件判断可知上面细线的拉力方向斜向右上方,故B正确,C,D错误.,B,【预测练2】(2018海南模拟)如图所示,三个粗细均匀完全相同的圆木A,B,C堆放在水平地面上,处于静止状态,每个圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角O1=120,若在地面上的两个圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则(),B,【预测练3】(2018四川乐山模拟)如图所示,质量均为M的A,B两滑块放在粗糙水平面上,两轻杆等长,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C,整个装置处于静止状态,设杆与水平面间的夹角为.下列说法正确的是()A.当m一定时,越大,轻杆受力越小B.当m一定时,越小,滑块对地面的压力越大C.当一定时,M越大,滑块与地面间的摩擦力越大D.当一定时,M越小,可悬挂重物C的质量m越大,A,考向二物体的动态平衡,【典例2】(2018河南模拟)在房屋装修过程中工人经常用如图所示的简易方式运送建筑材料,图中C为光滑定滑轮.为了保证材料不碰触窗台A,B.需要一人在楼下用一根绳子拽拉,保证材料竖直向上缓慢上升,假定人的位置不变,则在运送过程中()A.OC绳的拉力逐渐增大,OD绳的拉力逐渐减小B.OC绳的拉力逐渐减小,OD绳的拉力逐渐增大C.OC绳和OD绳的拉力逐渐减小D.OC绳和OD绳的拉力逐渐增大,D,审题突破,解析:在建筑材料缓慢提起的过程中,其合力保持为零,两绳拉力的合力与材料的重力大小相等、方向相反,保持不变;结点与竖直墙壁保持一定的距离,在建筑材料被缓慢提起的过程中OC绳拉力方向逆时针旋转,其与竖直方向夹角变大,OD绳拉力方向顺时针旋转,与竖直方向夹角减小.作出OC绳、OD绳拉力与其合力在变化过程中的平行四边形,如图所示,由图知,两根绳子上的拉力F1和F2均增大.故D正确.,规律总结,分析动态平衡问题的常用方法,【预测练4】(2018广西模拟)如图所示,a,b,c三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球A,B保持静止,细绳a是水平的,现对B球施加一个水平向右的力F,将B缓缓拉到图中虚线位置,A球保持不动,这时三根细绳张力Fa,Fb,Fc的变化情况是()A.都变大B.都不变C.Fb不变,Fa,Fc变大D.Fa,Fb不变,Fc变大,C,解析:以B为研究对象受力分析,将重力分解,如图1所示,由图可以看出,当将B缓缓拉到图中虚线位置过程中,细绳c与竖直方向夹角变大,细绳c的张力Fc逐渐变大,F逐渐变大;再以AB整体为研究对象,受力如图2所示,设b绳与水平方向夹角为,则竖直方向有Fbsin=2mg,得Fb=,不变;水平方向Fa=Fbcos+F,Fbcos不变,而F逐渐变大,故Fa逐渐变大,选项C正确.,【预测练5】(2018天津二模)如图所示,不计重力的轻杆OP能以O为轴在竖直平面内自由转动,P端悬挂一重物,另用一根轻绳通过定滑轮系在P端.当OP和竖直方向的夹角缓慢增大时(0),OP杆的弹力N和绳子的张力F的大小变化是()A.N不变,F变大B.N不变,F先变大后变小C.N先变小后变大,F变大D.N先变大后变小,F不变,A,【预测练6】(2018江西模拟)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M,N上的a,b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态,如果只人为改变一个条件,当衣架重新静止时,下列说法正确的是()A.若将绳的右端向上移到b,则绳子拉力变大B.若将杆N向右移动一些,则绳子拉力不变C.若换挂质量更大的衣服,则衣架钩悬挂点不变D.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小,C,解析:如图所示,相对于过挂钩的竖直线,两侧绳子是对称的,与竖直方向夹角相等.假设绳子的长度为x,则xcos=L,绳子一端在上下移动的时候,绳子的长度不变,两杆之间的距离不变,则不变;两个绳子的合力向上,大小等于衣服的重力,由于夹角不变,所以绳子的拉力不变,选项A,D错误;当杆N向右移动,L变大,绳长x不变,所以角度减小,绳子与竖直方向的夹角变大,绳子的拉力变大,选项B错误;绳长和两杆距离不变的情况下,不变,挂的衣服质量变化,不会影响悬挂点的移动,选项C正确.,考向三电磁场中的平衡问题,【典例3】(2018扬州模拟)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力为零D.ab所受的静摩擦力逐渐减小,D,【拓展变式】在“典例3”中,若两平行金属导轨之间连接的电阻R换为电容器C.仍然使磁感应强度随时间均匀减小,ab仍始终保持静止,不考虑电容器瞬间充电过程,则正确的选项是(),解析:导体棒ab、电容器C、导轨构成闭合回路,磁感应强度均匀减小（=k为一定值）,则闭合回路中的磁通量减小,根据楞次定律,可知回路中产生顺时针方向的感应电动势,ab中有瞬间a到b的充电电流,电容器充电结束,回路不再有电流,故A,B错误;ab中,电流I为零,则安培力为零,故C正确;导体棒处于静止状态,所受合力为零,因安培力为零,则静摩擦力为零,故D错误.,C,解决电磁场中平衡问题的两条主线(1)遵循平衡条件.与纯力学问题的分析方法相同,只是在分析受力时增加了电场力或磁场力.(2)遵循电磁学规律.受力分析时,要注意准确判断电场力、安培力和洛伦兹力的方向.,规律总结,B,【预测练8】(2018陕西宝鸡模拟)如图所示,匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30且斜向右上方,匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出).一质量为m、电荷量为q的带电小球(可视为质点)以与水平方向成30角斜向左上方的速度v做匀速直线运动,重力加速度为g.则(),C,【预测练9】(2018福州模拟)(多选)如图所示,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O,O(OO连线水平),并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x轴正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为.则磁感应强度方向和大小可能为(),CD,考向四平衡中的临界与极值问题,【典例4】(2018湖北襄阳模拟)质量为M的木楔倾角为,在水平面上保持静止,质量为m的木块刚好可以在木楔上表面匀速下滑.现在用与木楔上表面成角的力F拉着木块匀速上滑,如图所示,求:(1)当为多大时,拉力F有最小值,求此最小值;(2)拉力F最小时,木楔对水平面的摩擦力.,审题突破,答案:(1)mgsin2(2)mgsin4,解决临界极值问题的三种方法(1)解析法:根据物体的平衡条件列出平衡方程,在解方程时采用数学方法求极值.通常用到的数学知识有二次函数求极值、讨论分式求极值、三角函数求极值以及几何法求极值等.(2)图解法:此种方法通常适用于物体只在三个力作用下的平衡问题.首先根据平衡条件作出力的矢量三角形,然后根据矢量三角形进行动态分析,确定其最大值或最小值.(3)极限法:极限法是一种处理极值问题的有效方法,它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端(如“极大”“极小”等),从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来,快速求解.,规律总结,【预测练10】(2018吉林松原模拟)倾角为=37的斜面在水平面保持静止,斜面上有一重为G的物体A,物体A与斜面间的动摩擦因数=0.5.现给A施以一水平力F,如图所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37=0.6,cos37=0.8),如果物体A能在斜面上静止,水平力F与G的比值不可能是()A.3B.2C.1D.0.5,A,【预测练11】(2018广东佛山二模)如图所示,两个小球a,b质量均为m,用细线相连并悬挂于O点,现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F,使整个装置处于静止状态,且Oa与竖直方向夹角为=45,已知弹簧的劲度系数为k,则弹簧形变量最小值是(),A,备考跨越构网络练培优,网络构建,培优精练,【培优练1】(2018汉中一模)如图(甲),笔记本电脑底座一般设置有四个卡位用来调节角度.某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1调至卡位4如图(乙),电脑始终处于静止状态,则()A.电脑受到的支持力变小B.电脑受到的摩擦力变大C.散热底座对电脑的作用力不变D.电