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專題整合突破 專題一力與運(yùn)動(dòng) 第1講力與物體的平衡 微網(wǎng)構(gòu)建 高考真題 1 多選 2018 天津 7 明朝謝肇淛的 五雜組 中記載 明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè) 議欲正之 非萬(wàn)緡不可 一游僧見(jiàn)之曰 無(wú)煩也 我能正之 游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去 經(jīng)月余扶正了塔身 假設(shè)所用的木楔為等腰三角形 木楔的頂角為 現(xiàn)在木楔背上加一力F 方向如圖所示 木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN 則 A 若F一定 大時(shí)FN大B 若F一定 小時(shí)FN大C 若 一定 F大時(shí)FN大D 若 一定 F小時(shí)FN大 BC 2 2017 全國(guó) 17 一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點(diǎn)上 彈性繩的原長(zhǎng)也為80cm 將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn) 平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100cm 再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn) 則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)?彈性繩的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi) A 86cmB 92cmC 98cmD 104cm B 3 多選 2017 天津 8 如圖所示 輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M N上的a b兩點(diǎn) 懸掛衣服的衣架鉤是光滑的 掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài) 如果只人為改變一個(gè)條件 當(dāng)衣架靜止時(shí) 下列說(shuō)法正確的是 AB A 繩的右端上移到b 繩子拉力不變B 將桿N向右移一些 繩子拉力變大C 繩的兩端高度差越小 繩子拉力越小D 若換掛質(zhì)量更大的衣服 則衣架懸掛點(diǎn)右移 熱點(diǎn)聚焦 1 明確六種常見(jiàn)力 熱點(diǎn)一受力分析物體的平衡 2 受力分析的順序一般按照 一重 二彈 三摩擦 四電磁 的程序 結(jié)合整體法與隔離法分析物體的受力情況 3 處理平衡問(wèn)題的基本思路 2018 安徽省蚌埠市高三第三次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè) 如圖所示 一根繩的兩端分別固定在兩座山的A B處 A B兩點(diǎn)水平距離BD 16m 豎直距離AD 2m A B間繩長(zhǎng)為20m 重為120N的猴子抓住套在繩子上的滑環(huán)在AB間滑動(dòng) 某時(shí)刻猴子在最低點(diǎn)C處?kù)o止 則此時(shí)繩的張力大小為 繩處于拉直狀態(tài) A 75NB 100NC 150ND 200N 典例1 B 方法總結(jié)在處理共點(diǎn)力平衡問(wèn)題時(shí) 關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力分析 然后根據(jù)正交分解法將各個(gè)力分解成兩個(gè)方向上的力 然后列式求解 若物體受到三力處于平衡狀態(tài) 則可根據(jù)矢量三角形法 將三個(gè)力移動(dòng)到一個(gè)三角形中 然后根據(jù)角度列式求解 類題演練1 2018 浙江省杭州市高三下學(xué)期預(yù)測(cè)卷 我國(guó)的高鐵技術(shù)在世界處于領(lǐng)先地位 高鐵 如圖甲所示 在行駛過(guò)程中非常平穩(wěn) 放在桌上的水杯幾乎感覺(jué)不到晃動(dòng) 圖乙為高鐵車廂示意圖 A B兩物塊相互接觸放在車廂里的水平桌面上 物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同 A的質(zhì)量比B的質(zhì)量大 車在平直的鐵軌上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng) AB相對(duì)于桌面始終保持靜止 下列說(shuō)法正確的是 A A A受到2個(gè)力的作用B B受到3個(gè)力的作用C A B均受到桌面向右的摩擦力D B受到A對(duì)它向右的彈力 解析 車在平直的鐵軌上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng) 此時(shí)AB均在向右做勻速運(yùn)動(dòng) 故AB均只受重力和支持力作用 水平方向沒(méi)有外力 故水平方向均不受摩擦力 同時(shí)AB間也沒(méi)有彈力作用 故A正確 B C D錯(cuò)誤 1 平衡狀態(tài)是指物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) 共點(diǎn)力的平衡條件是F合 0 2 兩種思維方法對(duì)比 1 整體法 選取原則 只涉及系統(tǒng)外力不涉及系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的相互作用力 適用條件 系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的加速度相同 優(yōu) 缺點(diǎn) 整體法解題一般比較簡(jiǎn)單 但整體法不能求內(nèi)力 熱點(diǎn)二整體法與隔離法在靜態(tài)平衡中的應(yīng)用 2 隔離法 選取原則 分析系統(tǒng)內(nèi)某個(gè)物體的受力情況 一般先從受力簡(jiǎn)單的物體入手 優(yōu) 缺點(diǎn) 系統(tǒng)內(nèi)物體受到的內(nèi)力 外力均能求解 但比較麻煩 易出錯(cuò) 3 實(shí)際問(wèn)題中常需要交叉應(yīng)用整體法與隔離法 2018 陜西省寶雞市模擬 如圖所示 質(zhì)量為M的四分之一圓柱體放在粗糙水平地面上 質(zhì)量為m的正方體放在圓柱體和光滑墻壁之間 且不計(jì)圓柱體與正方體之間的摩擦 正方體與圓柱體的接觸點(diǎn)的切線與右側(cè)墻壁成 角 圓柱體處于靜止?fàn)顟B(tài) 則 典例2 C 類題演練2 2018 四川省瀘州市高三下學(xué)期模擬 如圖所示 兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段半徑為R 圓心為O 圖中未畫出 的固定圓弧上 一細(xì)線穿過(guò)兩輕環(huán) 其兩端各系一質(zhì)量為m的小球 在a和b之間的細(xì)線上懸掛一質(zhì)量為M的小物塊 平衡時(shí) a b間的距離記為L(zhǎng) 不計(jì)所有摩擦 下列說(shuō)法正確的是 B 解析 平衡時(shí) 對(duì)m受力分析 受重力和拉力 故T mg 對(duì)圓環(huán)分析 受細(xì)線的兩個(gè)拉力和軌道的支持力 如圖所示 1 動(dòng)態(tài)平衡 物體在緩慢移動(dòng)過(guò)程中 可認(rèn)為其速度 加速度均為零 物體處于平衡狀態(tài) 2 動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題常用的一個(gè)重要推論 三個(gè)或三個(gè)以上的共點(diǎn)力平衡 某一個(gè)力與其余力的合力等大反向 熱點(diǎn)三共點(diǎn)力作用下物體的動(dòng)態(tài)平衡 2018 山西省高三下學(xué)期模擬 如圖所示 質(zhì)量為m的小球用細(xì)線拴住放在光滑斜面上 斜面足夠長(zhǎng) 傾角為 的斜面體置于光滑水平面上 用水平力F推斜面體使斜面體緩慢地向左移動(dòng) 小球沿斜面緩慢升高 當(dāng)線拉力最小時(shí) 推力F等于 典例3 D 方法總結(jié)解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的常用方法 1 圖解法 如果物體受到三個(gè)力的作用 其中一個(gè)力的大小 方向均不變 另一個(gè)力的方向不變 此時(shí)可用圖解法 畫出不同狀態(tài)下力的矢量圖 判斷各個(gè)力的變化情況 2 解析法 如果物體受到多個(gè)力的作用 可進(jìn)行正交分解 利用解析法 建立平衡方程 根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化 3 相似三角形法 如果物體受到三個(gè)力的作用 其中的一個(gè)力大小 方向均不變 另外兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化 可以用力三角形與幾何三角形相似的方法 4 轉(zhuǎn)圓法 如果物體受到三個(gè)力的作用 其中的一個(gè)力大小 方向都不變 另外兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化 但之間的夾角保持不變 可利用圓中弦確定 對(duì)應(yīng)的圓周角也確定的方法解題 類題演練3 如圖所示 一半球狀的物體放在地面上靜止不動(dòng) 一光滑的小球系在輕繩的一端 輕繩繞過(guò)定滑輪另一端在力F的作用下 拉動(dòng)小球由圖示位置沿球體表面緩慢向上移動(dòng) 定滑輪位于半球球心的正上方 不計(jì)滑輪的摩擦 則 A 拉力F的大小在增大B 小球受到球狀體的支持力減小C 地面對(duì)半球體的支持力減小D 地面對(duì)半球體的摩擦力在減小 D AD 1 電磁場(chǎng)中平衡問(wèn)題的規(guī)律 1 帶電體的平衡問(wèn)題仍然滿足平衡條件 只是要注意準(zhǔn)確分析場(chǎng)力 電場(chǎng)力 安培力或洛倫茲力 力學(xué)中用到的圖解法和正交分解法等仍然可以用在電場(chǎng)的平衡中 2 如果帶電粒子在重力場(chǎng) 電場(chǎng)和磁場(chǎng)三者組成的復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng) 則一定是勻速直線運(yùn)動(dòng) 因?yàn)镕洛 v 熱點(diǎn)四電磁學(xué)中的平衡問(wèn)題 典例4 BD 解析 對(duì)A和B整體進(jìn)行受力分析 如圖所示 當(dāng)電場(chǎng)力和繩AB方向垂直時(shí) 電場(chǎng)力最小 即電場(chǎng)強(qiáng)度最小 根據(jù)平衡條件 fmax Eqsin m1 m2 g FN Eqcos fmax FN 整理可以得到 Eqcos Eqsin m1 m2 g 類題演練5 2018 廣東省汕頭市高三下學(xué)期4月模擬 如圖所示 有兩根長(zhǎng)均為L(zhǎng) 質(zhì)量均為m的細(xì)導(dǎo)體棒a b 其中a被水平放置在傾角為45 的光滑絕緣斜面上 b被水平固定在斜面的右側(cè) 且a b在同一水平面上保持相互平行 當(dāng)兩棒通以大小均為I的電流時(shí) a恰好在斜面上保持靜止 重力加速度為g 下列關(guān)于b棒在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的說(shuō)法中 正確的是 C