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专题整合突破第一部分专题一力与运动[要点解读]1.力与物体平衡部分：考查物体受力分析和平衡条件，一般以选择题形式命题，注意与静摩擦力有关的临界极值问题。2.力与直线运动部分：考查牛顿运动定律与直线运动规律的综合应用，以选择题形式命题为主，注意与运动图象的结合。3.力与曲线运动部分：考查抛体运动、圆周运动、直线运动组合情景下的运动问题、受力问题及功能综合问题，命题形式既有选择题，也有计算题。4.力与天体运动部分：结合圆周运动规律考查万有引力定律在天体运动与航天中的应用，命题形式一般为选择题。[备考对策]1.理解各种性质的力的产生、方向、特点和平衡条件，能正确对物体进行受力分析，掌握解决平衡问题的常用方法。2.理解运动学公式及适用条件，熟练运用整体法和隔离法解决连接体问题，灵活运用牛顿运动定律和运动学规律处理运动图象及其他综合问题。3.运用运动的合成和分解、动力学规律和功能关系解决直线运动、平抛运动和圆周运动的组合性问题，分析衔接点的速度是解决问题的关键。4.运用两个模型、两条思路是解决天体运动与航天问题的基础，重点关注我国航天工程的最新成就。第1讲力与物体的平衡1体系认知感悟真题2聚焦热点备考通关3复习练案课时跟踪体系认知感悟真题•1．(多选)(2019·全国卷Ⅰ，19)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中()•A．水平拉力的大小可能保持不变•B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加•C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加•D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加BD•[解析]A错，B对：选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大。C错，D对：对于M，受重力GM、支持力FN、绳的拉力T以及斜面对它的摩擦力f。如图乙所示，若开始时斜面对M的摩擦力f沿斜面向上，则T＋f＝GMsinθ，T逐渐增大，f逐渐减小，当f减小到零后，再反向增大。若开始时斜面对M的摩擦力沿斜面向下，此时，T＝GMsinθ＋f，当T逐渐增大时，f逐渐增大。甲乙A2．(2019·全国卷Ⅱ，16)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为33，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为()A．150kgB．1003kgC．200kgD．2003kg[解析]物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，根据平衡条件F＝Ff＋mgsinθ①Ff＝μFN②FN＝mgcosθ③由①②③式得F＝mgsinθ＋μmgcosθ所以m＝Fgsinθ＋μgcosθ代入数据得m＝150kg，选项A正确。D3.(2019·全国卷Ⅲ，16)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则()A．F1＝33mg，F2＝32mgB．F1＝32mg，F2＝33mgC．F1＝12mg，F2＝32mgD．F1＝32mg，F2＝12mg[解析]如图所示，卡车匀速行驶，圆筒受力平衡，由题意知，力F′1与F′2相互垂直。由牛顿第三定律知F1＝F′1F2＝F′2则F1＝mgsin60°＝32mgF2＝mgsin30°＝12mg，选项D正确。•4．(2019·天津卷，2)2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式开通。为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是()•A．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力•B．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度•C．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下•D．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布C•[解析]A错：索塔对钢索竖直向上的作用力跟钢索和桥体整体的重力平衡。增加钢索数量，其整体重力变大，故索塔受到的压力变大。B错：若索塔高度降低，则钢索与竖直方向夹角θ将变大，由Tcosθ＝G可知，钢索拉力T将变大。C对：两侧拉力对称，合力一定在夹角平分线上，即竖直向下。D错：若钢索非对称分布，但其水平方向的合力为0，合力仍竖直向下。C5．(2019·江苏，2)如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为()A．TsinαB．TcosαC．TsinαD．Tcosα•[解析]对气球，受力分析如图所示，将绳的拉力T分解，在水平方向：风对气球的作用力大小F＝Tsinα，选项C正确。聚焦热点备考通关•1．受力分析的基本步骤和技巧•(1)步骤•①明确研究对象(如一个点、一个物体或一个系统)，并将其隔离，分析周围物体对它施加的力。•②按顺序找力：首先重力，其次弹力(个数不多于周围与之接触的物体个数)，再次摩擦力(个数不多于弹力)，最后分析电磁力。受力分析物体的平衡核心知识•(2)技巧•①善于转换研究对象，尤其是对摩擦力不易判定的情形，可以借助相接触物体的受力判定，再应用牛顿第三定律。•②假设法是判断弹力、摩擦力的存在及方向的基本方法。•2．处理平衡问题的基本思路•【典例1】(多选)(2019·山东省青岛市模拟)如图，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成α＝30°角，轻质环a套在杆上，置于凹槽内质量为m的小球b通过一条细绳跨过固定定滑轮与环a连接。a、b静止时，细绳与杆间的夹角为30°，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是()BD典例探究A．a受到3个力的作用B．b受到3个力的作用C．细杆对b的作用力大小为12mgD．细线对a的拉力大小为33mg[解析]轻质环a套在杆上，不计摩擦，则a静止时细线的拉力与杆对a的弹力平衡，故拉a的细线与杆垂直，a受到两个力作用，故A错误；对b球受力分析可知，b受到重力，绳子的拉力，和杆对b球的弹力，b受到3个力的作用，故B正确；以b为研究对象，受力分析如右图所示，根据几何关系可得β＝θ＝30°，细杆对b的作用力大小为N，则：2Ncos30°＝mg，则N＝33mg，故C错误；对b分析，细线的拉力大小T＝N＝33mg，则细线对a的拉力大小为T＝33mg，故D正确。•在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，若物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据几何关系列式求解。•1．(多选)(2019·河北省张家口市模拟)如图所示，将一质量为m可视为质点的物块置于固定水平桌面上，物块与桌面之间的动摩擦因数为0.75。现用跨过轻质定滑轮的细线拉动物块，使物块从细线与水平方向成30°的位置运动到细线与水平方向成45°的位置，运动过程中物块始终保持匀速直线运动。若重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，细线与定滑轮之间的摩擦力不计，则细线拉力F和物块与桌面之间摩擦力Ff大小变化范围正确的是()类题演练ADA．37mg≤Ff≤34＋3mgB．37mg≤Ff≤34mgC．63＋43mg≤F＜327mgD．35mg≤F≤327mg[解析]设细线与水平方向的夹角为θ，由平衡条件得：A、B项：mg＝FN＋Fsinθ，Fcosθ＝Ff＝μFN，变形得：mg＝Ffμ＋Fftanθ即mg＝43Ff＋Fftanθ当θ＝30°时，Ffmax＝34＋3mg；当θ＝45°时，ffmin＝37mg所以摩擦力的取值范围为：37mg≤Ff≤34＋3mg，故A正确，B错误；C、D项：由平衡可得：mg＝FN＋FsinθFcosθ＝μFN联立解得：F＝μmgcosθ＋μsinθ利用数学知识可得：cosθ＋μsinθ＝1＋μ2sin(α＋θ)当θ＝37°时，Fmin＝35mg当θ＝45°时，Fmax＝327mg所以拉力的取值范围为：35mg≤F≤327mg，故C错误，D正确。•整体法和隔离法的应用技巧•(1)不涉及系统内力时，优先考虑应用整体法，即“能整体、不隔离。”•(2)同样应用“隔离法”，也要先隔离“简单”的物体，如待求量少、或受力少、或处于两端处的物体。•(3)将“整体法”与“隔离法”有机结合、灵活应用。•(4)各“隔离体”间的关联力，表现为作用力与反作用力，对整体系统则是内力。整体法与隔离法在静态平衡中的应用核心知识•【典例2】(2019·山东省济宁市模拟)如图所示，质量为m的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子，三者都保持静止。人和箱子的质量也均为m，重力加速度为g。下列说法正确的是()•A．人对长木板的压力大小为mg•B．长木板对地面的压力大于3mg•C．箱子受到的摩擦力的方向水平向左•D．地面对长木板的摩擦力的方向水平向左C典例探究•[解析]人用斜向下的力推箱子，对人受力分析：受重力和木板的支持力，箱子的支持力斜向左上(推力的反作用力)，木板对人摩擦力，人在竖直方向受力平衡有：箱子的竖直分力和木板的支持力的合力等于人的重力，故木板的支持力小于mg，根据牛顿第三定律知人对木板的压力小于mg；故A错误；对三个物体整体受力分析：受重力和支持力，根据平衡条件，支持力等于重力；根据牛顿第三定律，支持力等于压力；故压力等于重力，为3mg；故B错误；人用力F向右推箱子，对箱子受力分析：受推力、重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，箱子受到的摩擦力方向向左，与推力的水平分力平衡，故C正确；对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，不受摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有摩擦力，故D错误。•2．(2019·宁夏银川模拟)如图所示，一质量为m的滑块置于倾角θ＝30°，质量为M的直角三角形斜劈的底端，现通过一质量不计的细绳给滑块施加一方向沿斜面向上的拉力F，大小为mg，使滑块沿斜面匀速上滑，整个过程中斜劈处于静止状态，若斜劈与滑块、斜劈与地面间的动摩擦因数均为μ，已知重力加速度大小为g。则()类题演练BA．斜劈对滑块的支持力大小为mgB．斜劈对滑块的作用力大小为mgC．动摩擦因数μ＝0.5D．水平面对斜劈的摩擦力大小为12mg[解析]斜劈对滑块的支持力大小为mgcos30°＝32mg，选项A错误；滑块处于平衡状态，重力与拉力夹角为120°，重力与拉力合力为mg，则斜劈对滑块的作用力与重力和拉力合力等大反向，则斜劈对滑块的作用力大小为mg，选项B正确；根据F＝mg＝mgsin30°＋μmgcos30°，解得μ＝33，选项C错误；对滑块和斜劈的整体，水平方向：Fcos30°＝f，解得f＝32mg，选项D错误。•1．动态平衡：物体在缓慢移动过程中，可认为其速度、加速度均为零，物体处于平衡状态。•2．动态平衡问题常用的一个重要推论：三个或三个以上的共点力平衡，某一个力与其余力的合力等大反向。共点力作用下物体的动态平衡核心知识•【典例3】(2019·四川省泸州市模拟)如图所示，站在水平台上不移动的人通过定滑轮装置将一光滑小球缓慢由坡底拉上固定平台，已知定滑轮恰好处于坡顶的正上方一定高度处，其大小可忽略不计，小球上升过程，滑轮与人之间的那段绳一直保持水平，不计绳的重力以及绳与滑轮间的摩擦，则小球上升过程中下列说法正确的是()•A．水平台对人的支持力逐渐变大•B．水平台对人的摩擦力逐渐变大•C．斜坡对小球的支持力逐渐变大•D．斜坡对小球的支持力先变小后变大B典例探究[解析]在小球被缓慢提升过程中，其合力始终保持为零，斜坡对球支持力和绳对球拉力的合力与小球的重力大小相等、方向相反，保持不变。在小球被缓慢提起的过程中，斜坡对球的支持力方向不变，绳的拉力方向顺时针旋转直至沿竖直方向向上，其与支持力方向夹角一直变小(注意：开始时夹角为锐