步步高2014版《考前三个月》高考物理(通用)大二轮专题复习课件:受力分析 物体的平衡

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专题一Байду номын сангаас
受力分析
物体的平衡
专题一 学案1
学案 1
【考情分析】
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受力分析
物体的平衡
命题情况 考查点 三种常见的力、受 力分析 物体的平衡
课标全国
山东
浙江
福建
江苏
13 12 12 13 12 13 12 13 12 13 Ⅰ Ⅱ 14 16 24 15 18 17 15 17 21
对 A 运用平衡条件可得 A 所受的摩擦力及绳子对 A 的拉力与其
受的摩擦力也就不断的增大.
答案 BCD
专题一 学案1
5.如图 7 所示, A、 B、C、 D 四个人做杂技表 演, B 站在 A 的肩上,双手拉着 C 和 D, A 撑开双手水平支持着 C 和 D.若四个人的质量
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解析
对 A、B、C、D 四个人组成的整体进行受力分析,竖直
方向上受重力 4mg 和地面的支持力 FN 而平衡,故 FN=4mg, 而支持力作用在 A 上,即 A 受到地面支持力为 4mg,故 A 项
本 学 正确; 案 栏 将 B、C、D 视为一个整体,受重力 3mg 和 A 对整体的支持力 目 开 FN′而平衡,故 FN′=3mg,而 A 对 B、C、D 的支持力作用 关
规律总结 共点力平衡问题的求解思路和方法
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1.求解共点力平衡问题的一般思路
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2.常用求解方法 (1)正交分解法 将各力分别分解到 x 轴和 y 轴上,运用两坐标轴上的合力 ∑Fx=0 等于零的条件, 列出方程 .此方法多用于求三个以 ∑Fy=0 上共点力作用下的物体的平衡,值得注意的是:选择 x、y 方向时,尽可能使落在 x、y 轴上的力多一些;被分解的力 尽可能是已知力. (2)力的合成法 根据力的平行四边形定则,先把研究对象所受的某两个力 合成,然后根据平衡条件分析求解,物体受三个力作用而 平衡时,其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向.
均为 m,他们的臂长相等,重力加速度为 g, 不计 A 手掌与 C、 D 身体间的摩擦.下列结 论错误的是 A. A 受到地面支持力为 4mg B. B 受到 A 的支持力为 3mg 2 3 C. B 受到 C 的拉力约为 mg 3 2 3 D. C 受到 A 的推力约为 mg 3
图7
( )
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往往不能直接判断它与其接触的物体间是否有相互作用的 弹力和摩擦力,这时可以采用隔离法(或整体法),先分析其 他物体 (或整体 )的受力情况,再分析被研究物体的受力情 况.
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3.结合运动状态及时修正
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由于弹力和摩擦力都是被动力,它们的方向和大小与物体 的运动状态有密切的关系,所以分析物体的受力情况时, 除了根据力产生的条件判断外,还必须根据物体的运动状 态,结合牛顿第二定律及时进行修正.
审题突破 ①A、B 匀速下滑,C 处于静止,三物体均处于平 衡状态.②用假设法分析 A、B 之间是否存在摩擦力.③把物 体 A 和 B 看成一个整体,分析 C 对 B 的摩擦力.④把三个物 体看成一个整体,分析地面对 C 的摩擦力和支持力.
专题一 学案1
解析 当 A、B 相对静止沿斜面匀速下滑时,斜面保持静止不
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命题情况 考查点 三种常见的力、受 力分析 物体的平衡
安徽 12 13
广东 12 13 16 20 16 20
北京 12 13
天津 12 13
16
2
5
专题一 学案1
【考点预测】 受力分析问题与物体的平衡问题是力学的基本问题,在近
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几年的高考中频频出现,主要考查力的产生条件、力的大小方 向的判断、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题 的分析、连结体问题的分析,涉及的思想方法有:整体法与隔 离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等.预 计 2014 年仍将对这些知识点进行考查, 题型主要是选择题, 难 度不大,但也要引起高度重视.
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解析 如图,分别对 A、B 水平方向进行受力分析,A 受三个 力,A、B 项错;
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木板 B 在水平方向受到 A 的弹力和摩擦力以及桌面的摩擦力、 推力 F 四个力的作用,D 项错.
答案 C
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3.如图 4 所示,小球 C 置于光滑的半球形凹 槽 B 内,B 放在长木板 A 上,整个装置处
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突破练习 4.如图 6 所示,A 是一质量为 M 的盒子,B 的质量为 M/2,A、 B 用细绳相连,跨过
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光滑的定滑轮, A 置于倾角 θ=30° 的斜 面上, B 悬于斜面之外而处于静止状 则在加入沙子的过程中 A.绳子拉力逐渐减小 B.A 对斜面的压力逐渐增大 C. A 所受的摩擦力逐渐增大 D. A 所受的合力不变
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突破练习 1. 如图 2 所示, 一个质量为 m 的滑块静止置于倾 角为 30° 的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定
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在竖直墙上的 P 点,另一端系在滑块上,弹簧 与竖直方向的夹角为 30° ,则 A.滑块一定受到四个力作用 B.弹簧一定处于压缩状态 C.斜面对滑块一定有支持力 D.斜面对滑块的摩擦力大小可能等于零 ( )
动,A、B、C 均处于平衡态,A 受重力、B 的支持力作用,A、 B 间没有摩擦力,物体 B 的上表面可以是粗糙的,也可以是光
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滑的,A 错;
B 受重力、C 施加的垂直斜面的弹力和沿斜面向上的摩擦力以 及 A 的压力作用,取 A、B、C 为整体,由平衡条件知水平面对 C 无摩擦力作用,水平面对 C 的支持力大小等于三物体重力之 和,C 受重力、B 的压力和摩擦力、水平面的支持力作用,所 以 B 对,C、D 错.
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(3)力的三角形法 物体受同一个平面内的三个互不平行的力作用而平衡时,将这
本 学 定理、余弦定理或相似三角形的性质等数学知识可求得未知 案 栏 力. 目 开 (4)分解法 关
三个力的矢量首尾相接,可以构成一个矢量三角形.根据正弦
根据力的作用效果,把研究对象所受的某一个力分解成两个分 力,然后根据平衡条件分析求解.
图2
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解析 轻弹簧可能处于伸长状态,也可能处于压缩状态,还可 能处于原长,所以滑块可能受三个力的作用,也可能受四个力
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的作用.由于重力有沿斜面向下的分力,所以滑块必定受沿斜 面向上的摩擦力作用,因此也一定受斜面的支持力作用.由此 可知只有 C 正确.
答案 C
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考题 1 对物体受力分析的考查 例 1 如图 1 所示, 物体 B 的上表面水平, 当 A、 B 相对静止沿斜面匀速下滑时,斜面 C 保持静 止不动,则下列判断正确的有
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(
)
图1
A.物体 B 的上表面一定是粗糙的 B.物体 B、C 都只受 4 个力作用 C.物体 C 受水平面的摩擦力方向一定水平向右 D.水平面对物体 C 的支持力小于三物体的重力大小之和
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于静止状态,在缓慢减小木板的倾角 θ 过 程中,下列说法正确的是 A.A 受到的压力逐渐变大 B.A 受到的摩擦力逐渐变大 C.C 对 B 的压力逐渐变大 D.C 受到三个力的作用 ( ) 图4
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解析 选取 B、C 组成的系统为研究对象,根据平衡知识可知 FN=(mB+mC)gcos θ,Ff=(mB+mC)gsin θ,随着 θ 的减小,FN
F′cos θ=mAg,所以 F′=cos θ.随着 θ 的增大,F′增大,A 正确.
A
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物体 B 受重力、斜面的支持力 FN、绳子的拉力 F″(等于 F′) 和斜面的摩擦力 Ff(图中未画出)作用,当 mBgsin α>F″时,摩 擦力沿斜面向上且随着 F″增大而减小.当 mBgsin α<F″时,
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增大,Ff 减小,选项 A 正确,B 错误.
C 在光滑的凹槽内受两个力的作用:重力和支持力,且支持力 始终等于重力 mCg,选项 C、D 均错.
答案 A
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考题 2 例2 对平衡问题的考查
如图 5 所示, 顶端装有定滑轮的粗糙斜
面体放在水平地面上,A、B 两物体跨过滑
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轮通过细绳连接,整个装置处于静止状态
图5 (不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦 ).现用水平力作用于物
体 A 上, 缓缓拉开一小角度, 斜面体与物体 B 一直保持静止, 此过程中 ( )
A.绳子对物体 A 的拉力一定变大 B.斜面对物体 B 的摩擦力一定变大 C.地面对斜面体的弹力不变 D.地面对斜面体的摩擦力变大
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摩擦力沿斜面向下,且随着 F″的增大而增大,所以 B 错误.
对于 A、B 以及斜面体组成的系统,竖直方向受重力和地面的 弹力作用,弹力始终等于三物体总的重力,C 正确. 水平方向受拉力和地面的摩擦力作用,随着拉力的增大,地面 的摩擦力也增大,D 正确.
答案 ACD
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答案 D
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6.一斜劈 M 静止于粗糙的水平地面上,在其斜面上放一滑块 m, 若给 m 一斜向下的初速度 v0, 则 m 正好保持匀速下滑, 如图 8 所示,现在 m 下滑的过程中再加一个作用力,则以
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下说法正确的是
(
)
图8
专题一 学案1
A.在 m 上加一竖直向下的力 F1,则 m 将保持匀速运动,M 对地无摩擦力的作用
本 学 对地有水平向左的静摩擦力的作用 案 栏 C.在 m 上加水平向右的力 F3,则 m 将做减速运动,在 m 停 目 开 止前 M 对地有向右的静摩擦力的作用 关
B.在 m 上加一个沿斜面向下的力 F2,则 m 将做加速运动,M
图6 态.现在向 A 中缓慢加入沙子,整个系统始终保持静止,
( )
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解析 由于整个系统始终保持静止,所以 A、B 的合力始终为 0,而绳子拉力是平衡 B 重力的,则不变;
本 学 下滑力平衡,斜面对 A 的支持力与 A 重力在垂直斜面方向的分 案 栏 力平衡,A 对斜面的压力与斜面对 A 的支持力是作用力与反作 目 开 用力的关系,所以随着 A 质量的增大,A 对斜面的压力、A 所 关
专题一 学案1
审题突破 ①选取物体 A 为研究对象,分析 A 的受力,由平衡
条件分析拉力的变化.②选取物体 B 为研究对象,分析 B 的受 力,由平衡条件分析 B 所受摩擦力的变化.③选取 A、B 以及
本 斜面体组成的系统为研究对象,分析地面对斜面体的弹力和摩 学 案 擦力. 栏 目 开 解析 物体 A 受力如图,由平衡条件得 关 mg
在 B 上,故 B 受到 A 的支持力为 3mg,B 项正确;
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对 C 隔离分析: C 受重力 mg, A 对 C 水平向左的推力 F 推, B 对 C 的拉力 F 拉 ,设∠ CBA 为 θ,因四人的臂长相等,则 mg CB= 2CA,故 θ ≈ 30° ,故 F 拉 cos θ= mg,可得 F 拉 = cos θ 2 3 = mg ,故 C 正确; 3 3 F 推=F 拉 sin θ = 3 mg,故 D 错误.故本题选 D.
答案 B
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规律总结 受力分析应掌握三个原则 1.建立受力分析思维模板 对物体进行受力分析时,要养成按一定顺序进行受力分析
本 的习惯,其目的在于避免“丢力”.一般按照“重力→弹 学 案 力→摩擦力→其他力”的顺序进行受力分析. 栏 目 2.善于变换研究对象 开 关 如果题目中给出的物体不止一个,在分析物体受力情况时,
2.将某材料制成的长方体锯成 A、B 两块 放在水平面上,A、B 紧靠在一起,物体
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A 的角度如图 3 所示,现用水平方向的 的方向匀速运动,则
图3 力 F 推物体 B,使物体 A、B 保持原来形状、整体沿力 F
( ) A.物体 A 在水平方向受两个力的作用,合力为零 B.物体 A 受的摩擦力只有一个 C.物体 B 对 A 的压力小于桌面对物体 A 的摩擦力 D.物体 B 在水平方向受三个力的作用
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