高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案：共點力的平衡

8共點力作用下物體的平衡〖精講精析〗知識點1共點力幾個力如果都作用在物體的___________，或者它們的______________________這幾個力就叫做共點力.知識點2平衡狀態(tài)一個物體在共點力的作用下，如果保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動我們就說這個物體處于___________狀態(tài)，由此可見，平衡狀態(tài)分兩種情況：一種是___________此時，物體運(yùn)動的速度v=___________，物體的加速度a=___________;另一種是___________此時，物體運(yùn)動的速度v___________，物體的加速度a___________.[注意]①物體的瞬時速度為零時，物體___________處于平衡狀態(tài).例如，將物體豎直上拋，物體上升到最高點時，其瞬時速度vt=___________，但物體并不能保持___________狀態(tài)，物體在___________作用下將向下運(yùn)動，由牛頓第二定律可知，物體此時的加速度a=g≠0.②物理中的緩慢移動可認(rèn)為是物體的移動速度很小，即要多小有多小.故可認(rèn)為其移動速度趨于零，因此習(xí)題中若出現(xiàn)緩慢移動可理解為物體處于___________狀態(tài)知識點3共點力的平衡條件(1)由牛頓第二定律知道，當(dāng)物體所受合力為零時，加速度為零，物體將保持靜止或者做勻速直線運(yùn)動，即物體處于平衡狀態(tài).因此在共點力作用下物體的平衡條件是合力為___________。即___________(2)物體受到三個或三個以上的力的作用時，一般運(yùn)用正交分解法處理較簡便，本節(jié)主要討論用正交分解法解決平衡問題.將物體所受的力分解到相互垂直的x軸與y軸上，因為F=____________________________=0所以、知識點4三力平衡的基本特性（三力不平行）(1)三力匯交原理如果一個物體受到三個不平行外力的作用而平衡，這三個力的作用線必在___________上，而且必為___________力(三力平衡___________，二力平衡___________).(2)任意兩個力的合力與第三個力的大小___________，方向___________.(3)三個力的矢量圖必組成一個___________的矢量三角形.知識點5研究三力平衡問題的常用方法處理共點力平衡問題常用的方法(1)___________法物體受到幾個力的作用，將某一個力按力的效果進(jìn)行分解，則其分力和其他力在所分解的方向上滿足平衡條件(2)___________法物體受幾個力的作用，通過合成的方法將它們簡化成兩個力，這兩個力滿足___________條件(3)___________法將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力，分解為___________的兩組，每一組的力都滿足二力平衡條件(4)___________法物體受同一平面內(nèi)三個互不平行的力的作用平衡時，這三個力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個矢量三角形，反之，若三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個力的合力必為零(5)___________法三力平衡時，三個力可構(gòu)成一封閉三角形，若由題設(shè)條件找到角度關(guān)系，則可用正弦定理列式求解(6)___________法物體受三個力作用而處于平衡狀態(tài)，若已知條件中涉及三角形的邊長，則由三個力組成的___________三角形和由___________組成的幾何三角形相似，利用相似比可以方便地求解相關(guān)的問題知識點6極值問題極值是指研究平衡問題中某物理量變化情況時出現(xiàn)的最大值最小值.中學(xué)物理的極值問題可分為簡單極值問題和條件極值問題，區(qū)分的依據(jù)就是是否受附加條件限制，若受附加條件限制，則為條件極值.[應(yīng)用指南]“極限法”求解臨界問題時的注意事項①求解平衡中的臨界問題和極值問題時，首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析，找出平衡的臨界點和極值點.②臨界條件必須在變化中去尋找不能停留在一個狀態(tài)來研究臨界問題，而是把某個物理量推向極端，即極大和極小，并依此作出科學(xué)的推理分析從而給出判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論.知識點7動態(tài)平衡問題(1)在有關(guān)物體平衡的問題中，存在著大量的動態(tài)平衡問題，所謂動態(tài)平衡問題，就是通過控制一物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化的平衡問題，即任一時刻物體均處于平衡狀態(tài).(2)解決動態(tài)平衡、臨界與極值問題的常用方法.解析法①__________________________________________________________________②__________________________________________________________________③__________________________________________________________________④__________________________________________________________________圖解法①__________________________________________________________________②__________________________________________________________________③__________________________________________________________________④__________________________________________________________________知識點8平衡問題中常用的思維方法.(1)整體法=1\*GB3①概念__________________________________________________________________=2\*GB3②選用原則__________________________________________________________________=3\*GB3③注意問題__________________________________________________________________(2)分離法=1\*GB3①概念__________________________________________________________________=2\*GB3②選用原則__________________________________________________________________=3\*GB3③注意問題__________________________________________________________________[應(yīng)用指南]整體法和隔離法不是獨(dú)立的，對一些較復(fù)雜的問題，通常需要多次選取研究對象，交替使用整體法和隔離法.(3)假設(shè)法在進(jìn)行受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體______________________影響的不同來判斷該力是否存在.知識點9斜面與螺旋間關(guān)系如圖所示，把質(zhì)量為m的物體放在斜面上，慢慢增大斜面的傾角θ，當(dāng)傾角增大到一定程度時，物體開始從A處慢慢滑下.物體開始滑下時，靜摩擦力最大，根據(jù)平衡條件有mgsinθ=μmgcosθ,μ=tanθ.由此可知θ=___________，人們稱此時的角θ為___________，顯然，當(dāng)斜面傾角小于θ時，在斜面上無論放多重的物體，由于___________平衡，并且小于___________力，物體___________滑動，這就是斜面___________現(xiàn)象.螺絲釘就是利用斜面自鎖原理制造的.釘上的螺紋相當(dāng)于斜面，并且螺紋斜面傾角小于摩擦角，這樣，當(dāng)用它緊固機(jī)件時，螺帽盡管受到很大壓力，卻仍然不會移動.[例]在機(jī)械設(shè)計中常用到下面的力學(xué)原理，如圖所示，只要使連桿AB與滑塊m所在平面間的夾角θ大于某個值，那么，無論連桿AB對滑塊施加多大的作用力，都不可能使之滑動，且連桿.AB對滑塊施加的作用力越大，滑塊就越穩(wěn)定，工程力學(xué)上稱之為“自鎖”現(xiàn)象.為使滑塊能“自鎖”，θ應(yīng)滿足什么條件？（設(shè)滑塊與所在平面間的動摩擦因數(shù)為μ）〖活學(xué)活練〗1、如圖所示，物體_P靜止于固定的斜面上，P的上表面水平.現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上，則().A.P向下滑動B.P靜止不動C.P所受的合外力增大D.P與斜面間的靜摩擦力增大2、如圖所示，一小球放置在木板與豎直墻面之間，設(shè)墻面對球的壓力大小為N1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2.以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置，不計摩擦，在此過程中().A.N1始終減小，N2始終增大B.N1始終減小，N2始終減小C.N1先增大后減小，N2始終減小D.N1先增大后減小，N2先減小后增大3、如圖所示，墻上有兩個釘子a和b，它們的連線與水平方向的夾角為45。，兩者的高度差為l.一條不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于a點，另一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物，在繩子距a端l/2的c點有一固定繩圈，若繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼，平衡后繩的ac段正好水平，則重物和鉤碼的質(zhì)量比ml/m2為().A.B.2C.D.4、如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動（m1在地面，m2在空中），力F與水平方向成θ角，則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確的是().A.FN=m1g+m2g-FsinθB.FN=mlg+m2g-FcosθC.Ff=FcosθD.Ff=Fsinθ5、如圖所示，將一物塊分成相等的A、B兩部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用繩子拴在天花板上，繩子處于豎直伸直狀態(tài)，整個裝置靜止，則().A.繩子上拉力可能為零B.地面受的壓力可能為零C.地面與物體間可能存在摩擦力D.A、B之間可能存在摩擦力6、用一輕繩將小球P系于光滑墻壁上的O點，在墻壁和球P之問夾有一矩形物塊Q，如圖所示.P、Q均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列相關(guān)說法正確的是().A.P受4個力B.Q受3個力C.若繩子變長，繩子的拉力將變小D.若繩子變短，Q受到的靜摩擦力將增大7、一鐵架臺放于水平地面上，其上有一輕質(zhì)細(xì)線懸掛一小球，開始時細(xì)線豎直，現(xiàn)將水平力F作用于小球上，使其緩慢地由實線位置運(yùn)動到虛線位置，鐵架臺始終保持靜止，則在這一過程中().A.細(xì)線拉力逐漸增大B.鐵架臺對地面的壓力逐漸增大C.鐵架臺對地面的壓力逐漸減小D.鐵架臺所受地面的摩擦力逐漸增大8、半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的豎直擋板MN，在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示是這個裝置的縱截面圖，若用外力使MN保持豎直、緩慢地向右移動，在Q落到地面以前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止，在此過程中，下列說法正確的是().A.MN對Q的彈力逐漸減小B.地面對P的摩擦力逐漸增大C.P、Q間的彈力先減小后增大D.Q所受的合力逐漸增大9、如圖所示，兩個光滑金屬球a、b置于一個桶形容器中，兩球的質(zhì)量ma>mb.，對于圖中的兩種放置方式，下列說法正確的是().A.兩種情況對于容器左壁的彈力大小相同B.兩種情況對于容器右壁的彈力大小相同C.兩種情況對于容器底部的彈力大小相同D.兩種情況兩球之間的彈力大小相同10、在上海世博會最佳實踐區(qū)，江蘇城市案例館中穹形門窗充滿了濃郁的地域風(fēng)情和人文特色，如圖所示，在豎直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)滑輪懸掛一重物G.現(xiàn)將輕繩的一端固定于支架上的A點，另一端從B點沿支架緩慢地向C點靠近（C點與A點等高）.則繩中拉力大小變化的情況是().A.先變小后變大B.先變小后不變C.先變大后不變D.先變大后變小11、疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式，也是一種高難度的雜技.如圖所示為六人疊成的三層靜態(tài)造型，假設(shè)每個人的重量均為G，下面五人的背部均呈水平狀態(tài)，則最底層正中間的人的一只腳對水平地面的壓力約為().A.3/4GB.7/8GC.5/4GD.3/2G12、一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上，B端掛一重物，且