[精品]2019届高考物理二轮复习板块一专题突破复习专题一力与运动第一讲力与物体的平衡学案9

精 品 试 卷 推荐下载 第一讲 力与物体的平衡

[知识建构] [高考调研] 1.注重对科学素养的考查：题目设置既突出基础，又贴近生活．如2017年天津卷第8题通过悬挂衣服的衣架挂钩考查三力平衡问题． 2.考查形式以选择题为主，更加注重数学方法的运用：2017年全国卷三套试卷均在选择题中进行了考查，全国卷Ⅰ第16题结合复合场考查三力平衡知识，第21题考查动态平衡问题(图解法或正弦定理的应用)，全国卷Ⅱ第16题考查简单的正交分解的应用，全国卷Ⅲ第17题考查对称法、正交分解法和数学方法的运用．该内容也可能渗透在力学或电学计算题中进行综合考查． 3.常用的思想方法：等效思想、分解思想、假设法、矢量三角形法、整体法和隔离法、正交分解法、合成法、转换研究对象法、图解法. [答案] (1)场力 精 品 试 卷

推荐下载 (2)接触力 精 品 试 卷

推荐下载 (3)按顺序找力 ①分析场力，如：重力、电场力、磁场力； ②分析已知外力； ③分析接触力：先分析弹力，后分析摩擦力． (4)受力分析的注意事项 ①只分析受力物体，不分析施力物体； ②只分析性质力，不分析效果力，如向心力等； ③只分析外力，不分析内力； ④分析物体受力时，应关注物体的运动状态(如物体的静止、加速与减速、直线与曲线运动等)． (5)平衡条件：F＝0(正交分解Fx＝0，Fy＝0)． (6)平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状

态. 精 品 试 卷 推荐下载 考向一 受力分析 [归纳提炼] 1．受力分析的基本思路

2．受力分析的常用方法 精 品 试 卷

推荐下载 [熟练强化] 1．(2017·苏北三市调研)如图所示，

匀强电场方向垂直于倾角为α的绝缘粗糙斜面向上，一质量为m的带正电荷的滑块静止于斜面上．关于该滑块的受力，下列说法中正确的是(当地重力加速度为g)( ) A．滑块可能只受重力、电场力、摩擦力三个力的作用 B．滑块所受的摩擦力大小一定为mgsinα C．滑块所受的电场力大小可能为mgcosα D．滑块对斜面的压力大小一定为mgcosα 精 品 试 卷

推荐下载 [解析] 物体一定受重力和电场力，如果没有摩擦力滑块不会平衡，故弹力和摩擦力一定同时存在，故A错误；对滑块进行受力分析，如右图所示．根据力的平衡条件得：mgsinα＝Ff，F电＋F弹＝mgcosα，故B对，C、D均错． [答案] B 2.

(2017·南昌三中理综测试)如图所示，穿在一根光滑的固定杆上的小球A、B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端，杆与水平面成θ角，不计所有摩擦，当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，OB绳沿竖直方向，则正确的说法是( ) A．小球A可能受到2个力的作用 B．小球A一定受到3个力的作用 C．小球B可能受到3个力的作用 D．细绳对A的拉力大于对B的拉力 [解析] 对A球受力分析可知，A受到重力、细绳的拉力以及杆对A球的弹力，三个力的合力为零，故A错误，B正确；对B球受力分析可知，B受到重力，细绳的拉力，两个力的合力为零，杆对B球没有弹力，否则B不能平衡，故C错误；定滑轮不改变力的大小，即细绳对A的拉力等于对B的拉力，故D错误． [答案] B 3．(多选)(2017·嘉兴二模) 精 品 试 卷 推荐下载 如图所示，在斜面上，木块A与B的接触面是水平的．连接木块A的绳子呈水平状态，两木块均保持静止．则木块A和木块B可能的受力个数分别为( ) A．2个和4个 B．3个和4个 C．4个和4个 D．4个和6个 [解析] 若绳子上的拉力为零，以A、B整体为研究对象，可知B和斜面之间一定有静摩擦力，A、B的受力情况如图所示，故选项A正确；若绳子上的拉力不为零，分别对A、B进行受力分析，A受到重力、B对A的支持力、绳子的拉力和B对A的静摩擦力而平衡，B受到重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和A对B的静摩擦力，斜面对B的摩擦力可有可无，所以选项C正确．

[答案] AC 善于转换研究对象，尤其是对于摩擦力不易判定的情形，可以借助相接触物体的受力判定，再应用牛顿第三定律. 实际问题通常需要交叉应用隔离、整体思维法. 对两个以上的物体叠加组成的整体进行受力分析时，一般先采用整体思维法后采用隔离思维法，即“先整体，后隔离”. 精 品 试 卷 推荐下载 考向二 静态平衡问题 [归纳提炼] 1．解决静态平衡问题的基本思路

2．解决静态平衡问题的四种常用方法 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡时，任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反

分解法 物体受三个共点力的作用而平衡时，将某一个力按作用效果分解，则分力与其他两个力分别平衡

正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时，将所有力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 矢量三角形法 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力

某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，距离直升机一段时间后打开降落伞减速下落，他打开降落伞后的速度图象如图(a)所示．降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图(b)所示．已知运动员和降落伞的质量均为50 kg，不计人所受的阻力，打开降落伞后，降落伞所受的阻力f与下落速度v成正比，即f＝kv.重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： 精 品 试 卷

推荐下载 (1)打开降落伞前人下落的高度． (2)阻力系数k和打开降落伞瞬间的加速度． (3)降落伞的悬绳能够承受的拉力至少为多少？ [思路点拨] (1)当速度为5 m/s时运动员做匀速运动． (2)打开降落伞瞬间悬绳对运动员拉力最大．

[解析] (1)打开降落伞前运动员做自由落体运动，根据速度位移公式可得运动员下落的高度h＝v202g，由图(a)可知v0＝20 m/s，代入解得：h＝20 m．(2)由图(a)可知，当速度为v＝5 m/s时，运动员做匀速运动，伞和运动员整体受力达到平衡状态，由平衡条件可得：kv＝2mg，即k＝2mgv，解得k＝200 N·s/m.在打开降落伞瞬间，由牛顿第二定律可得：kv0－2mg＝2ma，解得a＝30 m/s2，方向竖直向上．(3)根据题意可知，打开降落伞瞬间悬绳对运动员拉力最大，设此时降落伞上每根悬绳的拉力为T，以运动员为研究对象，则有：8Tcos37°－mg＝ma，代入数据可解得T＝312.5 N，故悬绳能够承受的拉力至少为312.5 N. [答案] (1)20 m (2)200 N·s/m 30 m/s2，方向竖直向上 (3)312.5 N

“稳态速度类”平衡模型一般是与实际问题相结合的物理问题，其基本特征是物体在开始运动时并不平衡，而是随着外部条件的改变逐渐达到平衡状态.此类模型的一般解法是：先根据试题所描述的情境抽象出物理模型，然后根据物体运动的初始条件，结合运动学知识和牛顿运动定律对物体的运动情况进行分析，当物体最终达到平衡状态时，则要依据共点力的平衡条件，列出物体的平衡方程进行求解. [熟练强化] 迁移一 单个物体平衡 1．(多选)(2017·浙江十校模拟)如图 精 品 试 卷 推荐下载 所示，半圆形槽半径R＝30 cm，质量m＝1 kg的小物块在沿半径方向的轻弹簧挤压下处于静止状态．已知弹簧的劲度系数k＝50 N/m，自由长度L＝40 cm，一端固定在圆心O处，弹簧与竖直方向的夹角为37°.取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.则( ) A．物块对槽的压力大小是15 N B．物块对槽的压力大小是13 N C．槽对物块的摩擦力大小是6 N D．槽对物块的摩擦力大小是8 N [解析] 物块受重力mg、支持力N、弹簧的推力F、沿半圆形槽切线向上的静摩擦力f，根据共点力平衡条件，切线方向上有mgsin37°＝f，半径方向上有F＋mgcos37°＝N，根据胡克定律，F＝k·Δx＝50 N/m×(0.4－0.3)m＝5 N，解得f＝6 N，N＝13 N，选项B、C正确． [答案] BC 迁移二 多个物体平衡 2．(2017·西安高三二模)

将一横截面为扇形的物体B放在水平面上，一小滑块A放在物体B上，如图所示，除了物体B与水平面间的摩擦力之外，其余接触面的摩擦力均可忽略不计，已知物体B的质 量为M、滑块A的质量为m，当整个装置静止时，滑块A与物体B接触的一面与竖直挡板之间的夹角为θ.已知重力加速度为g，则下列选项正确的是( ) A．物体B对水平面的压力大小为Mg 精 品 试 卷 推荐下载 B．物体B受水平面的摩擦力大小为mgtanθ

C．滑块A与竖直挡板之间的弹力大小为mgtanθ

D．滑块A对物体B的压力大小为mgcosθ [解析] 以滑块A为研究对象进行受力分析，

并运用合成法，如图所示，由几何知识得，挡板对滑块A的弹力大小为FN1＝mgtanθ，C正确；物体B对滑块A的弹力大小为FN2＝mgsinθ，根据牛顿第三定律，滑块A对物体B的压力大小为mgsinθ，D错误；以滑块A和物体B组成的系统为研究对象，在竖直方向上受力平衡，则水平面对物体B的支持力FN＝(M＋m)g，故水平面所受压力大小为(M＋m)g，A错误；A和B组成的系统在水平方向上受力平衡，则水平面对物体B的摩擦力大小为Ff＝FN1＝mgtanθ，B错误． [答案] C

考向三 动态平衡及临界极值问题 [归纳提炼] 解决动态平衡问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”．动态平衡问题的分析过程与处理方法如下：