届高考物理专题目复习精品学案―物体的受力和平衡

届高考物理专题目复习精品学案―物体的受力和平衡

2012届高考物理专题复习精品学案―物体的受力和平衡

目标：1．通过受力分析，深化对力的概念的认

识，提高受力分析的能力

2．应用力的平衡条件分析、解决平衡类

问题

重点：受力分析、平衡条件的应用

难点：1．受力分析的一般方法2．平衡条件的应用

一、考纲解读

本专题涉及的考点有：滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数；形变、弹性、胡克定律；力的合成和分解。

《大纲》对“滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数，形变、弹性、胡克定律”等考点均为Ⅰ类要求；对“力的合成和分解”为Ⅱ类要求。

力是物理学的基础，是高考必考内容。其中对摩擦力、胡克定律的命题几率较高。主要涉及弹簧类问题、摩擦力等，通过连接体、叠加体等形式进行考查。力的合成与分解、摩擦力的概念及变化规律是复习的重点。

二、命题趋势

本专题的高考热点主要由两个：一是有关摩

擦力的问题，二是共点的两个力的合成问题。本章知识经常与牛顿定律、功和能、电磁场等内容综合考查。单纯考查本章的题型多以选择题为主，中等难度。

三、例题精析

【例1】如图所示，位于水平桌面上的物块P 质量为2m ，由跨过定滑轮的轻绳与

质量为m 的物块Q 相连，从滑轮到

P 和到Q 的两段绳都是水平的。已知Q 与P 之间以及P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计。若用一水平向右的力F 拉Q 使它做匀速运动，则F 的大小为 （ ）

A ．mg μ3

B ．mg μ4

C ．mg μ5

D ．mg μ6

解析 将P 、Q 看为一个整体，受两绳相等

的拉力F 0和地面的摩擦力f 及拉力F 作用，做匀速运动，有F=2 F 0－mg μ3，再对Q 隔离,受力分析，由平衡条件得 F= F 0+mg μ由以上两式联立解得 F=mg μ5。

答案：C

【例2】如图所示，质量均可忽略的P Q F F

轻绳与轻杆，承受弹力的最大值一定，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计），B端吊一重物。现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉（均未断），在AB杆达到竖直前（）

A．绳子越来越容易断

B．绳子越来越不容易断

C．AB杆越来越容易断

D．AB杆越来越不容易断

解析：因为轻杆，力的作用点在杆

的一端，故杆中的作用力沿杆的方向。

对B点受力分析，如图，当θ角减小时，绳中拉力减小。杆受到的压力沿杆的方向，故杆无所谓易断不易断。故B项正确。

【例3】物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行，如图所示。两物体恰能沿固定斜面向下做匀速运动（）

A．A受到B的摩擦力沿斜面方

向向上

B．A受到B的摩擦力沿斜面方向向下

C．A、B之间的摩擦力为零

D，A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B

表面的性质

解析：因A、B沿固定斜面向下做匀速运动，故B受到A的摩擦力平行斜面向上，A受到B 的摩擦力平行斜面向下，故B正确．

【例4】如图甲所示，粗糙长木板l的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位置。当木板向下转动，θ角逐渐增大的过程中，摩擦力F f的大小随θ角变化最有可能的是图乙中的（）

图甲图乙

解析：当F f为静摩擦力时F f = mg sinθ，即按正弦规律变化；当木块滑动后F f为动摩擦力，F f =μF N =μmg cosθ，即按余弦规律变化。答案：B。

【例5】如图所示，质量为M的直

角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱

的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ。质量为m 的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？

解析：选取A和B整体为研究对

象，它受到重力（M+m）g，地面支

持力N，墙壁的弹力F和地面的摩擦

力f的作用（如图甲所示）而处于平

衡状态。根据平衡条件有：

N －（M+m）g=0 ①

F=f ②

可得N=（M+m）g ③

再以B为研究对象，它受到重力

mg，三棱柱对它的支持力N B，墙壁对它的弹力F的作用（如图乙所示），而处于平衡状态，根据平衡条件有：N B cosθ=mg ④

N B sinθ=F⑤

解得F=mg tanθ⑥

所以f=F=mg tanθ⑦

【例6】如图所示，两根长为L的绝缘细丝线下端各悬挂一质量为m，

N B

m

F

θ图

(M+

f

F

N 图

带电量分别为+q 和q 的小球A 和B ，处于场强为E ，方向水平向左的匀强电场中，现用长度也为L 的绝缘细丝线将AB 拉紧，并使小球处于静止状态，求E 的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态．

解析：对A 球受力分析如图．设悬点与A 之间的丝线拉力为F 1，AB 之间丝线的拉力为F 2，根据平衡条件得

F 1sin60°=mg ①

qE =k 22L q +F 1cos60°+F 2 ②

由以上二式得E =k 2L q +q

mg cot60°+q F 2

③ ∵F 2≥0 ④

所以，实现平衡状态的条件是 E ≥k 2L q

+33q mg ⑤

【例7】有些人员，如电梯修理员、牵引专

家等，常需要知道绳（或金属线）中的张力T ，可又不便到绳（或线）的自由端去测量．现某家公司制造了一种夹在绳上的仪表（图中B 、C 为该夹子的横截面）．测量时，只要如图示那样用