高中物理-共点力的平衡课件

菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理第1讲力与物体的平衡菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理【2014考纲解读】本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题。高考对本专题内容的考查主要有：①对各种性质力特点的理解；②共点力作用下平衡条件的应用．考查的主要物理思想和方法有：①整体法和隔离法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想。【2014命题趋势】高考试题的考查形式主要有两种，一种是以生活中的静力学材料为背景，考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用；一种是以现实中可能出现的各种情况，考查力的概念的理解和计算．题型仍延续选择题和第一道计算题的形式．菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理1.单个物体的平衡问题2.多个物体的平衡问题3.动态平衡问题一、平衡类问题的研究情况分类菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理二、求解共点力平衡问题的一般思路菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理1.(2011·江苏卷，1)如图1－1－1所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为()A.B.C.mgtanD.mgcot2sinmg2cosmg1212A菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理(2012·天津卷)如图1－1－12所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小图1－1－12菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理【答案】A【解析】菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理2.(2012·新课标全国卷，16)如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中()A．N1始终减小，N2始终增大B．N1始终减小，N2始终减小C．N1先增大后减小，N2始终减小D．N1先增大后减小，N2先减小后增大B菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理3．(2013·新课标全国卷Ⅱ)如图1－1－3，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上．若要使物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F20)．由此可求出()A．物块的质量B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力D．物块对斜面的正压力图1－1－3菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理【解析】物块在斜面上处于静止状态，先对物块进行受力分析，确定其运动趋势，列平衡方程可得Ff.物块受与斜面平行的外力F作用，而在斜面上静止，此时摩擦力的大小和方向将随F的变化而变化．设斜面倾角为θ，由平衡条件F1－mgsinθ－Ffmax＝0，F2－mgsinθ＋Ffmax＝0，解得Ffmax＝F1－F22，故选项C正确．【答案】C菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理1．(2013·北京高考)如图1－1－5，倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上．下列结论正确的是()图1－1－5A．木块受到的摩擦力大小是mgcosαB．木块对斜面体的压力大小是mgsinαC．桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosαD．桌面对斜面体的支持力大小是(M＋m)g菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理【解析】整体法与隔离法分析共点力的平衡问题．以木块为研究对象，如图1所示，有f＝mgsinα，FN＝mgcosα，故选项A、B均错误；以木块与斜面体所组成的整体为研究对象，如图2所示，有f′桌＝0，F′N桌＝(M＋m)g，故选项C错误，选项D正确．图1图2【答案】D菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理针对训练3-1(2013年全国新课标理综Ⅱ)如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为q,c带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为()A.233kqlB.23kqlC.23kqlD.223kqlB菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理(2012·新课标全国卷)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图1－1－20)．设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.图1－1－20菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动．求这一临界角的正切tanθ0.菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理【解析】(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把．将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，根据平衡条件有Fcosθ＋mg＝FN①Fsinθ＝Ff②式中FN和Ff分别为地板对拖把的正压力和摩擦力．所以Ff＝μFN③联立①②③式得F＝μsinθ－μcosθmg.④菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理如图1－1－1所示，质量m＝8kg的物体放在倾角?@＝53°的固定斜面上，计算中取g＝10m/s2.图1－1－1菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理(1)若物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，对物体施加一水平向右力F，恰好能使物体沿斜面匀速上升．求F的大小．(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)(2)若改变斜面的倾角θ，而不改变动摩擦因数μ，当θ取某些值时，无论用多大的水平推力F都无法使物体沿斜面匀速上滑．求满足这种情况的θ的取值范围．菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理【解析】(1)物体的受力情况如图所示，由平衡条件得：Fcosθ＝f＋mgsinθ①Fsinθ＋mgcosθ＝FN②且有：f＝μFN③由①②③式得：F＝μcosθ＋sinθcosθ－μsinθmg④代入数据得：F＝440N.菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理(2)无论F多大均不能使物体沿斜面上滑，即F无解，则应满足：cosθ－μsinθ≤0即tanθ≥1μ得：θ≥arctan2.【答案】(1)440N(2)θ≥arctan2菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理2．(2013·郑州一中模拟)如图1－1－6所示，A、B两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因数相同．先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动，线上的张力分别为FT1和FT2，则()图1－1－6A．F1≠F2B．F1＝F2C．FT1＞FT2D．FT1＝FT2菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理【解析】取A、B为整体分析可知，F1＝F2＝μ(mA＋mB)g.隔离A物体，应用平衡条件可得FT1sinθ＝μ(mAg－FT1cosθ)，FT2sinθ＝μ(mAg＋FT2cosθ)，比较可得FT2＞FT1.【答案】B菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理2．(多选)(2013·湖北省重点中学高三联考)如图1－1－10所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B拴牢一根轻绳，轻绳下端悬挂一重为G的物体，上端绕过定滑轮A，用水平拉力F拉轻绳，开始时∠BCA＝160°，现使∠BCA缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC.在此过程中(不计滑轮质量，不计摩擦)()图1－1－10菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理A．拉力F大小不变B．拉力F逐渐减小C．轻杆B端所受轻绳的作用力大小不变D．轻杆B端所受轻绳的作用力先减小后增大【解析】对B端进行受力分析，有竖直向下的绳的拉力，大小等于物体的重力G，AB轻绳的拉力F以及沿着杆的弹力N，这三个力的方向与△ABC的三个边的方向分别平行，故B处的三个共点力构成的矢量三角形与实际△ACB相似：GAC＝FAB＝NBC，菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理在轻绳AB方向缀慢变化的过程中，始终满足这个等式关系，由于AC、BC不变，而AB减小，且物体重力G不变，故F随AB的减小而减小，N不变，B对，A错；轻杆B端所受轻绳的作用力(包括轻绳AB的作用力和拉物体的轻绳的作用力)与所受杆的弹力N等大反向，故C对，D错．【答案】BC菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理1．(多选)(2013·兰州一中模拟)如图1－1－13所示，匀强电场方向向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v与磁场垂直、与电场成45°角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，下列说法正确的是()A．粒子一定带正电B．粒子一定带负电C．电场强度的大小为mgqD．磁感应强度的大小为mgqv图1－1－13菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理【解析】由于带电粒子所受的洛伦兹力与v垂直，电场力方向与电场线平行，可知粒子必须还受重力才能做匀速直线运动．假设粒子带负电．受电场力水平向左，受洛伦兹力F斜向右下方与v垂直，这样粒子不能做匀速直线运动，所以粒子应带正电，画出受力分析图如图所示．根据平衡条件可得mg＝qvBsin45°①qE＝qvBcos45°②由①式得B＝2mgqv，由①②得E＝mgq.【答案】AC菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理2．(多选)如图1－1－14所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上．若已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，在选项所示的各种磁场中，导体棒均处于静止状态，则导体棒与导轨间的摩擦力可能为零的是()图1－1－14菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理【解析】除摩擦力外，四种情况下导体棒的受力情况如图所示，其中A项中重力G、支持力FN和安培力F三力可以平衡，摩擦力可以为零；B项中导体棒如果受到的安培力F与重力平衡，则斜面支持力和摩擦力均为零；C、D项中由于重力G、支持力FN和安培力F的合力不能为零，故必须受到摩擦力作用．【答案】AB菜单高考冲关明考向·考情预览析考点·核心突破辨误区·易错例析二轮专题复习·物理1区分三种物理模型：轻质绳、轻质杆、轻弹簧绳对物体的弹力一定沿绳，而杆对物体的弹力不一定沿杆．且两者的弹力均可以突变，而弹簧的弹力与形变