2018届二轮复习力与物体的平衡课件（51张）（全国通用）

2018届二轮复习力与物体的平衡课件（51张）（全国通用）

第 1 讲 　 力与物体的平衡 - 2 - 网络构建 要点必备 - 3 - 网络构建 要点必备 1 . 共点力作用下物体的平衡条件是合力为 　　　　 。   2 . 三个共点力平衡 : 如果物体仅受三个共点力作用而处于平衡状态 , 则其中任意两个力的合力与第三个力大小 　　　 、方向 　　　 。表示这三个力的有向线段可以组成一个封闭的 　　　　　　 。   3 . 多个共点力平衡 : 任一方向上合力为 　　　　 。建立直角坐标系后 , 两个坐标轴上的合力均为 　　　　 , 即 F x = 0, F y = 0 。或者物体受 N 个力作用而处于平衡状态 , 则其中任意一个力与其余 N- 1 个力的合力 　　　　　　　　 。   4 . 动态平衡 : 物体在 　　　 移动过程中 , 可认为其所受 　　　 为零 , 物体处于平衡状态。   5 . 带电粒子在复合场中除了受到重力、弹力和摩擦力外 , 还涉及电磁学中的 　　　　　　 、 　　　　　　 和洛伦兹力。电磁场中的平衡问题也遵循 　　　　 为零这一规律。   零 相等 相反 三角形 零 零 等大 反向 缓慢 合力 电场力 　 安培力 合力 - 4 - 1 2 3 1 . (2016 全国 Ⅲ 卷 ) 如图 , 两个轻环 a 和 b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上 ; 一细线穿过两轻环 , 其两端各系一质量为 m 的小球。在 a 和 b 之间的细线上悬挂一小物块。平衡时 , a 、 b 间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为 ( 　　 ) C - 5 - 1 2 3 解析 由几何关系知 , △ Oab 为等边三角形 , 故 ∠ AaO= θ 1 = 30°; 设细线中的张力为 F T , 同一根绳子中的张力大小处处相等 , 故 F T =mg , 对 a 处受力分析知 , θ 1 = θ 2 = 30°, 则 θ 3 = 30°, 故 α = 60°, 对结点 C 分析可知 , 2 F T cos α =m 物 g , 解得 m 物 =m , 选项 C 正确。 - 6 - 1 2 3 考点定位 : 共点力平衡条件的应用 命题能力点 : 侧重考查理解能力 解题思路与方法 : 确定圆弧的圆心 , 利用几何关系分析悬挂点的角度是解题关键。 - 7 - 1 2 3 2 . ( 多选 )(2017 全国 Ⅰ 卷 ) 如图 , 柔软轻绳 ON 的一端 O 固定 , 其中间某点 M 拴一重物 , 用手拉住绳的另一端 N , 初始时 , OM 竖直且 MN 被拉直 , OM 与 MN 之间的夹角为 α ( α > ) 。现将重物向右上方缓慢拉起 , 并保持夹角 α 不变。在 OM 由竖直被拉到水平的过程中 ( 　　 ) A. MN 上的张力逐渐增大 B. MN 上的张力先增大后减小 C. OM 上的张力逐渐增大 D. OM 上的张力先增大后减小 AD - 8 - 1 2 3 解析 方法一 : 受力分析如图。设 OM 与竖直方向夹角为 θ , M 点绕 O 点做圆周运动 , 沿切线方向 : F MN cos( α - 90°) =mg sin θ , 沿半径方向 : F OM =F MN sin( α - 90°) +mg cos θ , - 9 - 1 2 3 方法二 : 利用矢量圆 , 如图   重力保持不变 , 是矢量圆的一条弦 , F OM 与 F MN 夹角即圆心角保持不变 , 由图知 F MN 一直增大到最大 , F OM 先增大再减小 , 当 OM 与竖直夹角为 θ = α - 90° 时 F OM 最大。 - 10 - 1 2 3 考点定位 : 动态平衡的图解法 命题能力点 : 侧重考查理解能力 + 分析综合能力 解题思路与方法 : 以重物为研究对象 , 所受三个力的合力始终为零 , 画出矢量三角形是解题的突破口。 - 11 - 1 2 3 3 . ( 多选 )(2016 全国 Ⅰ 卷 ) 如图 , 一光滑的轻滑轮用细绳 OO' 悬挂于 O 点 ; 另一细绳跨过滑轮 , 其一端悬挂物块 a , 另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b 。外力 F 向右上方拉 b , 整个系统处于静止状态。若 F 方向不变 , 大小在一定范围内变化 , 物块 b 仍始终保持静止 , 则 ( 　　 ) A . 绳 OO' 的张力也在一定范围内变化 B. 物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化 C. 连接 a 和 b 的绳的张力也在一定范围内变化 D. 物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 BD - 12 - 1 2 3 解析 物块 b 始终保持静止 , 物块 a 也始终保持静止 , 绳子对 a 的拉力等于 a 的重力 , 绳子的夹角 α 也保持不变 , OO' 绳的拉力也保持不变 , 选项 A 、 C 错误。选 b 为研究对象 , 在 y 轴方向有 F T cos β +F cos γ +F N =m b g , 由于 F T 不变 , F 变化 , 所以 F N 也变化 , 选项 B 正确。 F T 和 F 在 x 轴方向的分力和桌面对 b 的摩擦力的合力为零 , 由于 F 在一定范围内变化 , 则摩擦力也在一定范围内变化 , 选项 D 正确。 - 13 - 1 2 3 考点定位 : 共点力作用下物体的平衡、力的动态分析 命题能力点 : 侧重考查理解能力 解题思路与方法 : 当有多个物体相互作用而平衡时 , 应注意灵活选择研究对象 , 可以让题目变得更简洁明晰 , 此题应分别选取 a 、 b 和滑轮为研究对象求解。 - 14 - 1 2 3 命题规律研究及预测 分析近年的高考试题可以看出 , 高考命题突出受力分析、力的合成与分解的考查 , 也有将受力分析与牛顿运动定律、电磁场、功能关系进行综合考查。题型一般为选择题和计算题。 在 2018 年的备考过程中要尤其注重多个物体静态平衡和动态平衡的复习。 - 15 - 考点一 考点二 考点三 物体的受力分析及静态平衡 题型 1 　 整体与隔离法的应用 (H)   解题策略 　 明确研究对象 , 是先整体后隔离还是先隔离后整体。 策略 1: 在分析两个或两个以上物体间的相互作用时 , 一般采用整体法与隔离法进行分析。 策略 2: 采用整体法进行受力分析时 , 要注意系统内各个物体的状态应该相同。 策略 3: 当直接分析一个物体的受力不方便时 , 可转移研究对象 , 先分析另一个物体的受力 , 再根据牛顿第三定律分析该物体的受力 , 此法叫 “ 转移研究对象法 ” 。 - 16 - 考点一 考点二 考点三 C - 17 - 考点一 考点二 考点三 解析 设 A 的质量为 m , B 的质量为 m' , 隔离光滑圆球 B , 对 B 受力分析如图所示 : 可得 F N =F cos θ , m'g-F sin θ = 0 - 18 - 考点一 考点二 考点三 典题 2 ( 多选 )(2017 山东临沂模拟 ) 如图所示 , 倾角为 θ 的斜面体 C 置于水平地面上 , 小物体 B 置于斜面体 C 上 , 通过细绳跨过光滑的轻质定滑轮与物体 A 相连接 , 连接物体 B 的一段细绳与斜面平行 , 已知 A 、 B 、 C 均处于静止状态 , 定滑轮通过细杆固定在天花板上 , 则下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 物体 B 可能不受静摩擦力作用 B. 斜面体 C 与地面之间可能不存在静摩擦力作用 C. 细杆对定滑轮的作用力沿杆竖直向上 D. 将细绳剪断 , 若物体 B 仍静止在斜面体 C 上 , 则此时斜面体 C 与地面之间一定不存在静摩擦力作用 AD - 19 - 考点一 考点二 考点三 解析 对物体 B 进行受力分析 , 由共点力的平衡条件可得 , 如果 m A g=m B g sin θ , 则物体 B 一定不受静摩擦力作用 , 反之 , 则一定会受到斜面体 C 对其作用的静摩擦力 , 选项 A 正确 ; 将物体 B 和斜面体 C 看成一个整体 , 则该整体受到一个大小为 m A g 、方向沿斜面向上的细绳的拉力 , 该拉力在水平向左方向上的分量为 m A g cos θ , 故地面一定会给斜面体一个方向水平向右、大小为 m A g cos θ 的静摩擦力 , 选项 B 错误 ; 由于连接物体 A 和物体 B 的细绳对定滑轮的合力方向不是竖直向下 , 故细杆对定滑轮的作用力方向不是竖直向上 , 选项 C 错误 ; 若将细绳剪断 , 将物体 B 和斜面体 C 看成一个整体 , 则该整体受竖直向下的重力和地面对其竖直向上的支持力 , 故斜面体 C 与地面之间一定不存在静摩擦力作用 , 选项 D 正确。 - 20 - 考点一 考点二 考点三 思维发散 1 　 典题 2 中 , 如果增大物体 A 的质量 , A 、 B 、 C 仍然处于静止状态 , 细杆对定滑轮的作用力的大小如何变化 ? 地面对斜面体 C 的摩擦力的大小如何变化 ?   答案 细杆对定滑轮的作用力变大 , 地面对斜面体 C 的摩擦力变大。 - 21 - 考点一 考点二 考点三 规律方法整体与隔离两大思维方法 对比 - 22 - 考点一 考点二 考点三 题型 2 　 受力分析及共点力平衡条件的应用 (M)   典题 3 如图所示 , 三个相同的轻质弹簧连接在 O 点 , 弹簧 1 的另一端固定在天花板上 , 且与竖直方向的夹角为 30°, 弹簧 2 水平且右端固定在竖直墙壁上 , 弹簧 3 的另一端悬挂质量为 m 的物体且处于静止状态 , 此时弹簧 1 、 2 、 3 的形变量分别为 x 1 、 x 2 、 x 3 , 则 ( 　　 ) D - 23 - 考点一 考点二 考点三 - 24 - 考点一 考点二 考点三 典题 4 将重为 4 mg 的均匀长方体物块切成相等的 A 、 B 两部分 , 切面与侧面夹角为 45°, 如图所示叠放并置于水平地面上 , 现用弹簧测力计竖直向上拉 A 的上端 , 弹簧测力计示数为 mg , 整个装置保持静止 , 则 ( 　　 ) A. 地面与物块间可能存在静摩擦力 B. 物块对地面的压力大于 3 mg C. A 对 B 的压力大小为 mg D. A 、 B 之间静摩擦力大小为 D - 25 - 考点一 考点二 考点三 解析 对 AB 整体受力分析 , 水平方向不受地面的摩擦力 , 否则不能平衡 , 故 A 错误 ; 竖直方向受力平衡 , 则有 F N +F= 4 mg , 解得 F N = 3 mg , 则物块对地面的压力等于 3 mg , 故 B 错误 ; 对 A 受力分析如图所示 :   把 A 部分所受力沿切面和垂直切面方向进行分解 , 根据平衡条件得 : F N A = (2 mg-mg )cos 45°, F f = (2 mg-mg )sin 45° - 26 - 考点一 考点二 考点三 规律方法 1 . 受力分析的顺序 一般按照 “ 重力 → 电场力 ( 磁场力 )→ 弹力 → 摩擦力 → 其他力 ” 的顺序 , 结合整体法与隔离法分析物体的受力情况。 2 . 处理平衡问题的基本思路 - 27 - 考点一 考点二 考点三 共点力作用下物体的动态平衡 ( H ) 解题策略 　 物体在静止或缓慢移动过程中均处于平衡状态 , 但物体所受的某些力的大小和方向均发生变化 , 使结果出现一些不确定性。针对此类问题 , 要按照以下思维流程解题 :(1) 合理选取研究对象。 (2) 准确分析研究对象的受力及各力特点。 (3) 合理选取解题方法。 - 28 - 考点一 考点二 考点三 典题 5 ( 多选 )(2017 山东日照模拟 ) 如图 , 一光滑的轻滑轮用轻绳 OO' 悬挂于 O 点 , 另一轻绳跨过滑轮 , 一端连着斜面上的物体 A , 另一端悬挂物体 B , 整个系统处于静止状态。现缓慢向左推动斜面 , 直到轻绳平行于斜面 , 这个过程中物块 A 与斜面始终保持相对静止。则下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 物块 A 受到的摩擦力一定减小 B. 物块 A 对斜面的压力一定增大 C. 轻绳 OO' 的拉力一定减小 D. 轻绳 OO' 与竖直方向的夹角一定减小 BC - 29 - 考点一 考点二 考点三 解析 对 B 分析 , 因为过程缓慢 , 故 B 受力平衡 , 所以绳子的拉力 F T '=m B g , 由于同一条绳子上的拉力大小相同 , 故绳子对 A 的拉力大小恒为 F T =m B g 。 - 30 - 考点一 考点二 考点三 设绳子与斜面的夹角为 θ , 斜面与水平面的夹角为 α , 对 A 分析 : 在垂直于斜面方向上 , 有 F T sin θ +F N =m A g cos α , 随着斜面左移 , θ 在减小 , 故 F N =m A g cos α -F T sin θ , F N 在增大 , 在沿斜面方向上 , 物块 A 受到重力沿斜面向下的分力 m A g sin α 和绳子沿斜面向上的分力 F T cos θ , 如果 m A g sin α >F T cos θ , 则有 m A g sin α =F T cos θ +F f , 随着 θ 在减小 , F f 在减小 , 如果 m A g sin α

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