北京市4月提升訓(xùn)備課筆記振臂高呼系列3A高物力學(xué)平衡專題

1、振臂高呼系列力學(xué)平衡專題1. 為什么沙灘上堆的圓錐形的沙堆不能特別高？2.3. 為什么螺紋釘子上面要做出螺紋，有什么特殊目的嗎？ 力學(xué)及其力學(xué)綜合和其相關(guān)的知識點幾乎能占到高考的半壁江山。有道是得力學(xué)者得天下。.選擇題中一般涉及力學(xué)的題有三四道,每道6分。分兩個層次，一個是力的基本分析合成分解，另一個是力和其他知識的小復(fù)合題目。對應(yīng)的對學(xué)生的要求也不同。. 實驗題也會有有力學(xué)實驗要求，并且要求很高，考的概率也很高。第一道大題一般都是力及相關(guān)的綜合題目。后面兩道大題也會涉及力的應(yīng)用。所以高一一定要打好基礎(chǔ)。 共點力力的作用點在物體上的 或力的 交于一點的幾個力叫做共點力能簡化成質(zhì)點的物體受到的力

2、可以視為共點力平衡狀態(tài)物體處于 狀態(tài)或 狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)(該狀態(tài)下物體的加速度為零)平衡條件物體受到的 為零，即F合 或I、受力分析思路：確定研究對象。研究對象可能是物體、質(zhì)點、結(jié)點或系統(tǒng)。按順序分析受力。一般順序為重力和已知力,彈力、摩擦力和其它力，可以防止漏力正確畫出研究對象的受力圖。II、受力分析注意事項：1、受力分析的關(guān)鍵是“受”字，只研究研究對象所受的力，不分析研究對象對其它物體所施加的力。2、每分析一個力，都應(yīng)找出施力物體，特別是對一些把握不準(zhǔn)的，可以避免添力。沒有施力物體的力是不存在的。3、 物體的受力情況一定要符合物體的運動狀態(tài)。注意：一般利用整體法和隔離法相結(jié)合的方法進(jìn)行受

3、力分析。共點力作用下物體平衡的一般解題思路：常用方法: 程序法，假設(shè)法，等效替代法，整體隔離法，矢量圖解法，等等看到多個物體首先聯(lián)想到什么方法A類靜摩擦力的大小方向判斷方式 對比滑動摩擦力例1.如圖所示，物體a, b, c 疊放在水平桌面上，水平力，分別作用于物體，上，以，分別表示與，與，與桌面間的靜摩擦力的大小，則（）. ，.，.，.，10N ，abc 方法總結(jié)：利用整體隔離發(fā)（法）的思想。可以把a,b,c看做整體進(jìn)行受力分析，也可以把a，b看做整體進(jìn)行分析。靈活選擇受力部分簡化解題過程。解析：以a為研究對象，根據(jù)平衡條件得到：b對a的靜摩擦力大小f1=0，否則a水平方向所受的合力不為零，不

4、能保持平衡以ab整體為研究對象，根據(jù)平衡條件得到：f2=Fb=5N再以三個物體整體為研究對象，根據(jù)平衡條件得：f3=Fc-Fb=10N-5N=5N，方向水平向左所以f1=0，f2=5N，f3=5N答案：CB類例1.如圖所示，物體A、B的質(zhì)量分別為、，且>。二者用細(xì)繩連接連接體特征看到靜止就想到受力平衡知識點后跨過定滑輪，A靜止在傾角=30°的斜面上，B懸掛著，且斜面上方的細(xì)繩與斜面平行。若將斜面傾角緩慢增大到45°，物體A仍保持靜止。不計滑輪摩擦。動態(tài)變化抓住什么地方則下列判斷正確的是A物體A受細(xì)繩的拉力可能增大B物體A受的靜摩擦力可能增大C物體A對斜面的壓力可能增大

5、D物體A受斜面的作用力可能增大AB方法總結(jié)：本題考查了動態(tài)平衡中各個力的變化情況，動態(tài)平衡問題是高中物理的重點，要熟練掌握各種處理動態(tài)平衡問題的方法，如本題中關(guān)鍵是把握繩子上拉力大小不變的特點進(jìn)行分析解析：根據(jù)物體B處于靜止?fàn)顟B(tài)，可知繩子上張力沒有變化；靜摩擦力的大小和方向取決于繩子拉力和物體A重力沿斜面分力大小關(guān)系；正確對A進(jìn)行受力分析，判斷其對斜面壓力的變化情況答案：BC類摩擦角與自鎖現(xiàn)象 先從斜面情景看摩擦角。如圖（1）所示，找一塊橡皮，放在矩形文具盒蓋上，緩緩抬起盒子的一端，使得橡皮塊剛好勻速下滑。 根據(jù)平衡條件有（）得：我們把此時文具盒與水平桌面的夾角叫做摩擦角。

6、如果斜面傾角小于摩擦角物體在斜面上靜止，物體靜止時那怕再疊加重物還是施加豎直壓力，物體仍然靜止不會滑動，這種現(xiàn)象就是自鎖現(xiàn)象。 摩擦角落（）還有另一種意義。我們都有這樣的經(jīng)驗，用拖把擦地板，并不是任何角度施力都能推動拖把，如果把桿太陡，拖把也會鎖定不動。對拖把受斬（受力）分析，受重力、推力、支持力和摩擦力的作用。來自地面的支持力和滑動摩擦力的合力也叫約束反力，設(shè)約束反力與豎直方向間的夾角為。當(dāng)拖把滑動時，滑動摩擦力= ，得到m結(jié)果表明拖把滑動時地面對拖把的約束反力與豎直方向間的夾角是恒定不變的，即為摩擦角。如果推力與豎直方向夾角小于摩擦角，無論施力多大，拖把都不會移動，處于鎖定狀態(tài)例

7、題1建筑工地上堆放的圓錐形沙堆，是用鐵鏟把沙粒堆起時沙粒下滑逐漸形成的，這些沙堆有幾乎相等的頂角，若把圓錐的縱向主截面看成等腰三角形，經(jīng)目測估計，為什么有這種現(xiàn)象這一等腰三角形的底角約為370，則可推測沙粒之間的摩擦因數(shù)約為（）A 1.33 B 0.75 C 0.5 D 0.30方法總結(jié):主要考查你對  滑動摩擦力，動摩擦因數(shù)，共點力的平衡 等考點的理解。 對情景合理建模，分析。得出結(jié)果解析：取側(cè)面的一粒沙作為研究對象，其受力情況如圖所示          

8、0;                                                 

9、0; 設(shè)圓錐的高為H、底面半徑為R、底面周長為S，據(jù)平衡條件，有                    mgsin=F f（Ff）          F N （FN）=mgcos        F&#

10、160;f（Ff）=F N （FN）             解得=tan37°=0.75，故B正確，ACD錯誤；答案：B例題：2 試建模分析螺紋釘子或者千斤頂上面螺紋的工作原理。1. 物理建模的重要性2. 如何合理建模3.模型構(gòu)建完畢后的解決方法方法總結(jié)： 深刻理解摩擦角的概念，并嘗試分析模型。“千斤頂”螺旋實際可以看作是的彎曲斜面。解析：此題類似在固定的斜面上放一物體，并對它施加一豎直向下的壓力，物體與斜面間的摩擦因數(shù)為。求斜面傾角的最大值，

11、使得當(dāng)m時，無論豎直向下的壓力有多大，物體也不會滑下。如圖，物體受四個力，重力和壓力的合力為G+F，靜摩擦力Fs，斜面支持力FN。將G+F分解為F1和F2，根據(jù)平衡條件得 FN = F2=（G+F）cos Fs= F1=（G+F）sin物體不會滑下的條件是Fs小于最大靜摩擦力Fm，而Fm=FN ，從而有 （G+F）sin（G+F）cos化簡得 arctan所以只要arctan，無論F有多大，物體也不會滑下。A類1.如圖所示，物塊P與Q間的滑動摩擦力為5N，Q與地面間的滑動摩擦力為10N，R為定滑輪，其質(zhì)量及摩擦均可忽略不計，現(xiàn)用一水平拉力F作用于P上并使P、Q 發(fā)生運動，則F至少為（

12、）A5NB10NC15ND20N方法總結(jié)：考查滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)，力的合成，共點力的平衡等知識點，這些題目按照之前的知識梳理模塊合理分析受力列方程即可。解析：設(shè)即將要使P、Q 發(fā)生運動時，滑輪上繩子的拉力為T，P受到向左的拉力T，向左的摩擦力5N，向右的拉力FQ受到向左的拉力T，上表面向右的摩擦力5N，下表面向右的摩擦力10N，根據(jù)平衡條件得：T+5N=FT=5N+10N=15NF=20N即至少20N答案 ：DB類m1.如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊靜止在傾角為的固定斜面上。某時刻開始對小物塊施加一個平行斜面向上的拉力F，F(xiàn)由零開始逐漸增大，當(dāng)F增大到時，小物塊開始沿斜面向上運動。則

13、的大小A一定小于B一定等于C一定大于D可能等于，也可能大于方法總結(jié)：嚴(yán)格區(qū)分滑動摩擦力和靜摩擦力的區(qū)別。解析：設(shè)物體所受的最大靜摩擦力為fm物體原來靜止在傾角為的固定斜面上，則有mgsinfm當(dāng)F增大到F0時，小物塊開始沿斜面向上運動時，物塊所受的靜摩擦力達(dá)到最大值，則有      F0=mgsin+fm聯(lián)立得到   F02mgsin所以F0的大小可能等于2mgsin，也可能大于2mgsin故D正確，ABC錯誤答案：DC類1. 如圖所示，用繩通過定滑輪拉動物塊，使物塊在水平面上從圖示位置開始沿地面勻速直線運動，若物塊與地面的

14、摩擦因數(shù)小于1，滑輪的質(zhì)量及摩擦不計，則物塊運動過程以下判斷正確的是（ ）。 A. 繩子的拉力將保持不變 B.繩子的拉力將不斷增大 C.地面對物塊的摩擦力不斷減小 D.物塊對地面 的壓力不斷減小那個方法總結(jié)：利用摩擦角的概念進(jìn)行受力分析 中間還要利用矢量圖解的方式 綜合度高O圖3解析：如圖3所示，取物體O點，作力的三角形。重力為有向線段，從該線段箭頭端點做全反力的作用所在射線，作從射線上任意點指向O點且將圖形封閉成三角形的一系列的有向線段，它們就是繩子拉力矢量，用曲箭頭標(biāo)明變化趨勢。由知力三角形中和的夾角小于45º，初始狀態(tài)繩子拉力與水平呈45º，力三角形中和的夾角從45º開始慢慢減小，圖3中<90º，不難得出結(jié)論：繩子的拉力不斷增大，地面的作用力不斷減小，由圖易知，地面支持力與摩擦力均隨之減小。答案：BCD 1 整體法與隔離法：(1)整體法：當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運動時，一般可采用整體法。運用整體法解題的基本步驟是： 明確研究的系統(tǒng)和運動的全過程； 畫出系統(tǒng)整體的受力圖和運動全過程的示意圖； 選