2020新课标高考物理二轮总复习课件：1-1-1

〉〉 视角二 “解析法”求解动态平衡问题 [例 4] (2018·四川成都实验高中一诊)如图，楔形物块 A 静置在水平地面上，其斜 面粗糙，斜面上有小物块 B.用平行于斜面的力 F 拉 B，使之沿斜面匀速上滑．现 改变力 F 的方向至与斜面成一定的角度，仍使物块 B 沿斜面匀速上滑．在 B 运动 的过程中，楔形物块 A 始终保持静止．关于各相互间作用力的描述正确的是( ) A．A 对 B 的摩擦力减小 B．拉力 F 一定增大 C．物块 B 对斜面的作用力不变 D．地面受到的摩擦力大小可能变大 答案：A
由三角函数可知，弹力大小为 mg，故 C 错误；再以 A 为研究对象，A 受重力 GA、 C 对 A 的压力 FA′、地面对它的支持力 FN 和摩擦力 f，C 对 A 的正压力 FA′＝ mg，其在水平方向上的分力等于地面对物块 A 的静摩擦力大小，由此可知静摩擦 力大小为 f＝FA′·sin θ＝ 23mg，故 A、B 错误；以 A、B、C 整体为研究对象， 所受重力为 2Mg＋mg，由对称性可知 A 所受地面支持力 FN＝Mg＋m2g，由牛顿第 三定律知 D 正确．
[规律方法] 解答动态平衡问题的三种方法
1．解析法：一般把力进行正交分解，两个方向上列平衡方程，写出所要分析的力 与变化角度的关系，然后判断各力的变化趋势．若出现直角三角形，常用三角函 数表示合力与分力的关系． 2．图解法：能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征：①物体一般受三个 力的作用；②其中有一个大小、方向都不变的力；③还有一个方向不变的力． 3．相似三角形法：物体一般受三个力的作用而平衡，系统内一定总存在一个与矢 量三角形相似的结构三角形，这种情况下采用相似三角形法解决问题．
2．(多选)(2019·胶州模拟)如图甲所示，截面为直角三角形的木块 A 质量为 m0，放 在倾角为 θ 的斜面上，当 θ＝37°时，木块 A 恰能静止在斜面上．现将 θ 改为 30°， 在 A 与斜面间放一质量为 m 的光滑圆柱体 B，如图乙所示，(sin 37°＝0.6，cos 37° ＝0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)则( )
高频考点2 物体的动态平衡问题
〉〉 视角一 “图解法”求解动态平衡问题
[例3] (多选)(2019·聊城模拟)如图所示，一光滑小球放置在斜面与挡板之间并处
于静止状态，不考虑一切摩擦，设斜面对小球的弹力为FN1，挡板对小球的弹力
为FN2.如果把挡板由图示位置缓慢绕O点转至竖直位置，则此过程中( )
A．FN1 始终减小 B．FN1 先减小后增大
〉〉 视角二 整体法、隔离法 求解静态平衡问题 [例 2] (2018·贵州模拟)如图所示，形状相同的物块 A，B，其截面为直角三角形， 相对排放在粗糙水平地面上，光滑球体 C 架在两物块的斜面上，系统处于静止状 态．已知物块 A、B 的质量都为 M，θ＝60°，光滑球体 C 的质量为 m，则下列说 法正确的是( )
解析：绳两端分别固定在两侧顶端 A、B 上时，受力情况如图所示，设绳子与竖 直方向的夹角为 θ，绳子张力为 T，衣服的质量为 m.根据共点力的平衡条件可得： 2Tcos θ＝mg，若改在 C 点，绳子与竖直方向的夹角变小，绳的张力变小，A 错 误；设绳长为 L，晾衣架宽度为 d，根据几何关系可得 sin θ＝Ld，当绳子右端上 下移动过程中，绳子与竖直方向的夹角不变，根据 2Tcos θ＝mg 可知绳子拉力不 变，B 错误，C 正确；若改在 C 点，衣柜对地面的压力等于整体的重力，D 错误．
A．A 一定受到四个力的作用 B．B 对 A 的摩擦力方向一定沿斜面向下 C．地面对 B 的摩擦力方向水平向右，大小为 F2－F1 D．地面对 B 的支持力大小一定等于(M＋m)g
答案：CD
解析：以 A 为研究对象进行受力分析，如图所示，沿斜面方向，F1 的分力和 A 所 受重力的分力大小关系不确定，所以不确定 B 和 A 之间有无摩擦力，A 的受力个 数不确定，选项 A、B 错误；以整体为研究对象，水平方向：Ff＝F2－F1，方向向 右，竖直方向：FN′＝(M＋m)g，选项 C、D 正确．
解析：拉力 F 平行于斜面向上时，先对物体 B 进行受力分析如图甲，根据平衡条
件，平行于斜面方向有 F＝f＋mgsin θ，垂直于斜面方向有 N＝mgcos θ，其中
f＝μN＝μmgcos θ，解得 F＝mg(sin θ＋μcos θ)，拉力改变方向后，设其与斜
面夹角为 α，根据平衡条件，在平行于斜面方向，有 F′cos α＝f′＋mgsin θ，
理运动图象及其他综合问题．
3．力与曲线运动部分：考查抛体运动、圆周 3．运用运动的合成和分解、动力学规
运动、直线运动组合情景下的运动问题、受 律和功能关系解决直线运动、平抛运动
力问题及功能综合问题，命题形式既有选择 和圆周运动的组合性问题，分析衔接点
题，也有计算题．
的速度是解决问题的关键．
4．力与天体运动部分：结合圆周运动规律考 4．运用两个模型、两条思路是解决天
[规律方法] 1．受力分析的两个技巧 (1)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力的有无及方向 的常用方法． (2)善用转换研究对象法，尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形，可以先分 析相接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定．
2．受力分析的四点注意 (1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆． (2)每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有． (3)对整体进行受力分析时，组成整体的几个物体间的作用力为内力，不能在受力 分析图中出现；当把某一物体隔离分析时，原来的内力变成外力，要在受力分析 图中画出．
第一部分 专题突破方略 专题一 力与运动 第1讲 物体的平衡
栏目 导航
高频考点1 受力分析 静态平衡问题 高频考点2 物体的动态平衡问题 高频考点3 电磁学中力的平衡问题
专题限时训练
热点聚焦
备考对策
1.力与物体平衡部分：考查物体受力分析和平 1.理解各种性质的力的产生、方向特点
衡条件，一般以选择题形式命题，注意与静 和平衡条件，能正确对物体进行受力分
查万有引力定律在天体运动与航天中的应
体运动与航天问题的基础，重点关注我
用，命题形式一般为选择题.
国航天工程的最新成就.
[知识体系构建]
高频考点 1 受力分析 静态平衡问题
〉〉 视角一 物体的受力分析 [例 1] (多选)(2019·衡水高三月考)如图所示，质量为 m 的木块 A 放在质量为 M 的 三角形斜面体 B 上，现用大小不相等、方向相反的水平力 F1、F2 分别推 A 和 B， 它们均静止不动，且 F1<F2，重力加速度为 g，则( )
3．如图所示，一支架固定在水平地面上，其倾斜的光滑直杆与地面成 30°角，两
圆环 A、B 穿在直杆上，并用跨过光滑定滑轮的轻绳连接，滑轮的大小不计，整
个装置处于同一竖直平面内．圆环平衡时，绳 OA 竖直，绳 OB 与直杆间夹角为
30°.则环 A、B 的质量之比为( )A．1∶ 3B．1∶2
C. 3∶1
[规律方法]
处理平衡问题的基本思路
1．(2018·广东佛山顺德区一模)如图所示，斜面小车 M 静止在光滑水平面上，紧贴 墙壁．若在斜面上放一物体 m，再给 m 施加一竖直向下的恒力 F，M、m 均保持 静止，则小车受力的个数为( )
A．3 C．5
B．4 D．6
答案：B
解析：先对物体 m 进行受力分析，物体受到重力、竖直向下的恒力 F、支持力和 静摩擦力．根据平衡条件，支持力和静摩擦力的合力与重力和恒力 F 的合力是一 对平衡力，根据牛顿第三定律，m 对 M 的压力和静摩擦力的合力竖直向下；再对 小车 M 进行受力分析，小车受重力、m 对它的垂直于斜面向下的压力和沿斜面向 下的静摩擦力，同时地面对 M 有向上的支持力，小车共受到 4 个力，故 A、C、D 错误，B 正确．
4．(2018·深圳一调)如图，一个轻型衣柜放在水平地面上，一条光滑轻绳两端分别 固定在两侧顶端 A、B 上，再挂上带有衣服的衣架．若保持绳长和左端位置点不 变，将右端依次改在 C 点和 D 点后固定，衣柜一直不动，下列说法正确的是( ) A．若改在 C 点，绳的张力大小不变 B．若改在 D 点，衣架两侧绳的张力不相等 C．若改在 D 点，衣架两侧绳的张力相等且不变 D．若改在 C 点，衣柜对地面的压力将会增大 答案：C
A．A、B 仍一定静止于斜面上 B．A、B 可能静止于斜面上 C．若 m0＝2m，则 A 受到的摩擦力大小为23mg D．若 m0＝8m，则 A 受到的摩擦力大小为92mg 答案：BD
解析：由题意可知，当 θ＝37°时，A 恰能静止在斜面上，则有 μm0gcos 37°＝m0gsin 37°，解得 μ＝0.75，现将 θ 改为 30°，0.75>tan 30°，A 相对斜面不滑动，因此 A、 B 是否仍静止在斜面上，由 B 对 A 的弹力决定，A、B 可能静止于斜面上，选项 A 错误、B 正确；若 m0＝2m，则 mgsin 30°＋m0gsin 30°＝32mg，而 Ff＝μFN＝ 0.75m0gcos 30°＝343mg<32mg，A 滑动，A 受到斜面的滑动摩擦力大小为343mg， 选项 C 错误；若 m0＝8m，则 mgsin 30°＋m0gsin 30°＝92mg，而 Ff′＝μFN′＝ 0.75m0gcos 30°＝3 3mg>92mg，A 不滑动，A 受到斜面的静摩擦力，大小为92mg， 选项 D 正确．
摩擦力有关的临界极值问题．
析，掌握解决平衡问题的常用方法．
2．力与直线运动部分：考查牛顿运动定律与 2．理解运动学公式及适用条件，熟练
直线运动规律的综合应用，命题形式既有选 运用整体法和隔离法解决连接体问题，
择题，也有计算题，以选择题形式命题为
灵活运用牛顿运动定律和运动学规律处
主，注意与运动图象的结合．
垂直于斜面方向 N′＋F′sin α＝mgcos θ，其中 f′＝μN′＝μ(mgcos θ－
F′sin
α)，解得 F′＝mgcsions
θ＋μmgcos α＋μsin α
θ，滑动摩擦力减小，故 A 正确；
由于 cos α＋μsin α 可能大于 1，可能等于 1，也可能小于 1，则拉力 F 可能变 大，也可能减小，故 B 错误；对 A 进行受力分析，受重力、支持力、B 对 A 的压 力和滑动摩擦力、地面对 A 的静摩擦力，如图乙，根据平衡条件，在水平方向有 f 静＝N′sin θ＋f″cos θ；又因 N＝N′，f＝f″，当拉力改变方向后，N′和 f″ 都减小，故 f″和 N′的合力一定减小(B 对 A 的力就是 f″和 N′的合力)，静摩 擦力也一定减小，故 C、D 错误．
答案：AD
C．FN2 先减小后增大
D．FN2 始终减小
解析：小球受力如图甲所示，因挡板是缓慢转动的，所以小球处于动态平衡状态， 在此过程中，重力 G、FN1、FN2 组成的封闭矢量三角形的变化情况如图乙所示，G 大小、方向均不变，FN1 方向始终不变，FN2 方向与水平方向的夹角逐渐减小到零， 由图可知此过程中，FN1 始终减小，FN2 始终减小，选项 A、D 正确．
A．地面对物块 A 的摩擦力大小为零
B．地面对物块 A 的摩擦力大小为12mg
C．物块
A
对球体
C
的弹力大小为
3 2 mg
D．物块 A 对地面的压力大小为 Mg＋12mg 答案：D
解析：以球体 C 为研究对象，其受到两个斜向上的弹力作用，把两个弹力合成， 合力竖直向上，大小等于光滑球体的重力，受力分析如图所示．
D． 3∶2
答案：A
解析：分别对 A、B 两圆环进行受力分析，运用合成法，如图，以 A 为研究对象， 则 A 只能受到重力和绳子拉力的作用，杆对 A 不能有力的作用，否则 A 在水平方 向受力不能平衡．所以 T＝mAg；以 B 为研究对象，根据共点力平衡条件，结合受 力分析可知，绳子的拉力 T 与 B 受到的支持力 N 与竖直方向之间的夹角都是 30°， 所以 T 与 N 大小相等，得：mBg＝2×Tcos 30°＝ 3T，故 mA∶mB＝1∶ 3，选项 A 正确．