(全國通用)2014屆高三物理復(fù)習(xí)能力提升-第1章-專題1-受力分析-共點(diǎn)力的平衡

./專題一受力分析共點(diǎn)力的平衡考綱解讀1.學(xué)會(huì)進(jìn)行受力分析的一般步驟與方法.2.掌握共點(diǎn)力的平衡條件及推論.3.掌握整體法與隔離法,學(xué)會(huì)分析動(dòng)態(tài)平衡問題和極值問題．1．[受力分析]如圖1所示,物塊A、B通過一根不可伸長的細(xì)線連接,A靜止在斜面上,細(xì)線繞過光滑的滑輪拉住B,A與滑輪之間的細(xì)線與斜面平行．則物塊A受力的個(gè)數(shù)可能是<> 圖1A．3個(gè)B．4個(gè)C．5個(gè)D．2個(gè)2．[受力分析和平衡條件的應(yīng)用]滑滑梯是小孩很喜歡的娛樂活動(dòng)．如圖2所示,一個(gè)小孩正在滑梯上勻速下滑,則<>A．小孩所受的重力與小孩所受的彈力大小相等B．小孩所受的重力與小孩所受的摩擦力大小相等C．小孩所受的彈力和摩擦力的合力與小孩所受的重力大小相等D．小孩所受的重力和彈力的合力與小孩所受的摩擦力大小相等3．[受力分析和平衡條件的應(yīng)用]如圖3所示,在傾角為θ的斜面上,放著一個(gè)質(zhì)量為m的光滑小球,小球被豎直的木板擋住,則小球?qū)δ景宓膲毫Υ笮?lt;>A．mgcosθB．mgtanθC.eq\f<mg,cosθ>D.eq\f<mg,tanθ>4．[受力分析和平衡條件的應(yīng)用]如圖4所示,質(zhì)量為m的滑塊靜止置于傾角為30°的粗糙斜面上,一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點(diǎn),另一端系在滑塊上,彈簧與豎直方向的夾角為30°,則<>A．滑塊可能受到三個(gè)力作用B．彈簧一定處于壓縮狀態(tài) 圖4C．斜面對滑塊的支持力大小可能為零D．斜面對滑塊的摩擦力大小一定等于eq\f<1,2>mg5．[整體法和隔離法的應(yīng)用]<2010·XX理綜·17>如圖5所示,質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)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(dòng)<m1在地面上,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＝m1g＋m2gC．Ff＝FcosθD．Ff＝Fsinθ6．[圖解法的應(yīng)用]如圖6所示,一定質(zhì)量的物塊用兩根輕繩懸在空中,其中繩OA固定不動(dòng),繩OB在豎直平面內(nèi)由水平方向向上轉(zhuǎn)動(dòng),則在繩OB由水平轉(zhuǎn)至豎直的過程中,繩OB的張力大小將<>A．一直變大B．一直變小C．先變大后變小D．先變小后變大答案：1.AB2.CD3.B4.AD5.AC6.D考點(diǎn)一物體的受力分析1．受力分析的基本步驟<1>明確研究對象——即確定分析受力的物體,研究對象可以是單個(gè)物體,也可以是多個(gè)物體組成的系統(tǒng)．<2>隔離物體分析—將研究對象從周圍的物體中隔離出來,進(jìn)而分析周圍物體有哪些對它施加了力的作用．<3>畫受力示意圖——邊分析邊將力一一畫在受力示意圖上,準(zhǔn)確標(biāo)出力的方向,標(biāo)明各力的符號．2．受力分析的常用方法<1>整體法和隔離法:①研究系統(tǒng)外物體對系統(tǒng)整體的作用力；②研究系統(tǒng)內(nèi)部各物體之間的相互作用力．<2>假設(shè)法:在受力分析時(shí),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運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在．例1如圖7所示,在恒力F作用下,a、b兩物體一起沿粗糙豎直墻面勻速向上運(yùn)動(dòng),則關(guān)于它們受力情況的說法正確的是<>A．a(chǎn)一定受到4個(gè)力B．b可能受到4個(gè)力C．a(chǎn)與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D．a(chǎn)與b之間一定有摩擦力答案AD突破訓(xùn)練1如圖8所示,在斜面上,木塊A與B的接觸面是水平的．繩子呈水平狀態(tài),兩木塊均保持靜止．則關(guān)于木塊A和木塊B可能的受力個(gè)數(shù)分別為<>A．2個(gè)和4個(gè)B．3個(gè)和4個(gè) 圖8C．4個(gè)和4個(gè)D．4個(gè)和5個(gè)答案ACD考點(diǎn)二平衡問題的常用處理方法:平衡問題是指當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí),利用平衡條件求解力的大小或方向的問題．處理方法常有力的合成法、正交分解法、三角形法則．例2如圖9所示,在傾角為α的斜面上,放一質(zhì)量為m的小球,小球被豎直的木板擋住,不計(jì)摩擦,則球?qū)醢宓膲毫κ?lt;>A．mgcosαB．mgtanαC.eq\f<mg,cosα> 圖9D．mg答案B突破訓(xùn)練2如圖10所示,一直桿傾斜固定,并與水平方向成30°的夾角；直桿上套有一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的圓環(huán),圓環(huán)與輕彈簧相連,在輕彈簧上端施加一豎直向上、大小F＝10N的力,圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài),已知直桿與圓環(huán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.7,g＝10m/s2.下列說法正確的是<> 圖10A．圓環(huán)受到直桿的彈力,方向垂直直桿向上B．圓環(huán)受到直桿的彈力大小等于2.5NC．圓環(huán)受到直桿的摩擦力,方向沿直桿向上D．圓環(huán)受到直桿的摩擦力大小等于2.5N答案D考點(diǎn)三用圖解法進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡的分析1．動(dòng)態(tài)平衡：是指平衡問題中的一部分力是變力,是動(dòng)態(tài)力,力的大小和方向均要發(fā)生變化,所以叫動(dòng)態(tài)平衡,這是力平衡問題中的一類難題．2．基本思路：化"動(dòng)"為"靜","靜"中求"動(dòng)"．3．基本方法：圖解法和解析法．例3如圖11所示,兩根等長的繩子AB和BC吊一重物靜止,兩根繩子與水平方向夾角均為60°.現(xiàn)保持繩子AB與水平方向的夾角不變,將繩子BC逐漸緩慢地變化到沿水平方向,在這一過程中,繩子BC的拉力變化情況是<> 圖11A．增大B．先減小后增大C．減小D．先增大后減小答案B突破訓(xùn)練3如圖12所示,一光滑小球靜止放置在光滑半球面的底端,用豎直放置的光滑擋板水平向右緩慢地推動(dòng)小球,則在小球運(yùn)動(dòng)的過程中<該過程小球未脫離球面>,木板對小球的推力F1、半球面對小球的支持力F2的變化情況正確的是<> 圖12A．F1增大,F2減小B．F1增大,F2增大C．F1減小,F2減小D．F1減小,F2增大答案B4．整體法與隔離法在平衡問題中的應(yīng)用1．對整體法和隔離法的理解整體法是指將相互關(guān)聯(lián)的各個(gè)物體看成一個(gè)整體的方法,整體法的優(yōu)點(diǎn)在于只需要分析整個(gè)系統(tǒng)與外界的關(guān)系,避開了系統(tǒng)內(nèi)部繁雜的相互作用．隔離法是指將某物體從周圍物體中隔離出來,單獨(dú)分析該物體的方法,隔離法的優(yōu)點(diǎn)在于能把系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體所處的狀態(tài)、物體狀態(tài)變化的原因以及物體間的相互作用關(guān)系表達(dá)清楚．2．整體法和隔離法的使用技巧當(dāng)分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時(shí),宜用整體法；而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體<或一個(gè)物體各部分>間的相互作用時(shí)常用隔離法．整體法和隔離法不是獨(dú)立的,對一些較復(fù)雜問題,通常需要多次選取研究對象,交替使用整體法和隔離法．例4如圖13所示,質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體A放在水平地面上,通過最高點(diǎn)處的釘子用水平細(xì)線拉住一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球B.以下說法正確的有<>A．A對地面的壓力等于<M＋m>g圖13B．A對地面的摩擦力方向向左C．B對A的壓力大小為eq\f<R＋r,R>mgD．細(xì)線對小球的拉力大小為eq\f<r,R>mg答案AC突破訓(xùn)練4如圖14所示,截面為三角形的木塊a上放置一鐵塊b,三角形木塊豎直邊靠在豎直且粗糙的墻面上,現(xiàn)用豎直向上的作用力F,推動(dòng)木塊與鐵塊一起向上勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中鐵塊與木塊始終保持相對靜止,則下列說法正確的是<>A．木塊a與鐵塊b間一定存在摩擦力B．木塊與豎直墻面間一定存在水平彈力C．木塊與豎直墻面間一定存在摩擦力D．豎直向上的作用力F大小一定大于鐵塊與木塊的重力之和答案A5．共點(diǎn)力平衡中的臨界與極值問題的處理方法1．臨界問題:當(dāng)某物理量變化時(shí),會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化,從而使物體所處的平衡狀態(tài)"恰好出現(xiàn)"或"恰好不出現(xiàn)",在問題的描述中常用"剛好"、"剛能"、"恰好"等語言敘述．常見的臨界狀態(tài)有：A．兩接觸物體脫離與不脫離的臨界條件是相互作用力為0<主要體現(xiàn)為兩物體間的彈力為0>；B．繩子斷與不斷的臨界條件為繩中張力達(dá)到最大值；繩子繃緊與松馳的臨界條件為繩中張力為0；C．存在摩擦力作用的兩物體間發(fā)生相對滑動(dòng)或相對靜止的臨界條件為靜摩擦力達(dá)到最大．研究的基本思維方法：假設(shè)推理法．2．極值問題平衡物體的極值,一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題．一般用圖解法或解析法進(jìn)行分析．例5如圖15所示,兩個(gè)完全相同的球,重力大小均為G,兩球與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ,且假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,一根輕繩兩端固結(jié)在兩個(gè)球上,在繩的中點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的拉力,當(dāng)繩被拉直后,兩段繩間的夾角為α,求當(dāng)F至少為多大時(shí),兩球?qū)?huì)發(fā)生滑動(dòng)．答案eq\f<2μG,μ＋tan\f<α,2>>突破訓(xùn)練5如圖16所示,AC、CD、BD為三根長度均為l的輕繩,A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l.現(xiàn)在C質(zhì)量為m的重物,為使CD輕繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加力的最小值為<>A．mgB.eq\f<\r<3>,3>mgC.eq\f<1,2>mgD.eq\f<1,4>mg答案C高考題組1．<2012·XX理綜·17>如圖17所示,兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動(dòng),在O點(diǎn)懸掛一重物M,將兩相同木塊m分別緊壓在豎直擋板上,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)保持靜止．Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小,FN表示木塊與擋板間正壓力的大?。魮醢彘g的距離稍許增大后,系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高,則<>A．Ff變小B．Ff不變C．FN變小D．FN變大2．<2011·XX·1>如圖18所示,石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對稱楔形石塊,側(cè)面與豎直方向的夾角為α,重力加速度為g.若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì),則石塊側(cè)面所受彈力的大小為<>A.eq\f<mg,2sinα>B.eq\f<mg,2cosα>C.eq\f<1,2>mgtanαD.eq\f<1,2>mgcotα模擬題組3．如圖19所示,位于傾角為θ的斜面上的物塊B由跨過定滑輪的輕繩與物塊A相連．從滑輪到A、B的兩段繩都與斜面平行．已知A與B之間及B與斜面之間均不光滑,若用一沿斜面向下的力F拉B并使它做勻速直線運(yùn)動(dòng),則B受力的個(gè)數(shù)為<>A．4個(gè)B．5個(gè)C．6個(gè)D．7個(gè)4．如圖20所示,物體B的上表面水平,當(dāng)A、B相對靜止沿斜面勻速下滑時(shí),斜面保持靜止不動(dòng),則下列判斷正確的有<>A．物體B的上表面一定是粗糙的B．物體B、C都只受4個(gè)力作用C．物體C受水平面的摩擦力方向一定水平向右D．水平面對物體C的支持力小于三物體的重力大小之和答案：1.BD2.A3.D4.B?題組1應(yīng)用整體法和隔離法對物體受力分析1．<2010·XX理綜·19>L型木板P<上表面光滑>放在固定斜面上,輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上,另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連,如圖1所示．若P、Q一起沿斜面勻速下滑,不計(jì)空氣阻力．則木板P的受力個(gè)數(shù)為<>A．3B．4C．5D．62．如圖2所示,A和B兩物塊的接觸面是水平的,A與B保持相對靜止一起沿固定粗糙斜面勻速下滑,在下滑過程中B的受力個(gè)數(shù)為<>A．3個(gè)B．4個(gè)C．5個(gè)D．6個(gè)3．如圖3所示,一光滑斜面固定在地面上,重力為G的物體在一水平推力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．若斜面的傾角為θ,則<>A．F＝GcosθB．F＝GsinθC．物體對斜面的壓力FN＝GcosθD．物體對斜面的壓力FN＝eq\f<G,cosθ>4．如圖4所示,質(zhì)量為m的物體在與斜面平行向上的拉力F作用下,沿著水平地面上質(zhì)量為M的粗糙斜面勻速上滑,在此過程中斜面保持靜止,則地面對斜面<>A．無摩擦力B．支持力等于<m＋M>gC．支持力為<M＋m>g－FsinθD．有水平向左的摩擦力,大小為Fcosθ5．如圖5所示,質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面傾角為θ.質(zhì)量為m的光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻之間．A、B處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)對B加一豎直向下的力F,F的作用線過球心．設(shè)墻對B的作用力為F1,B對A的作用力為F2,地面對A的支持力為F3,地面對A的摩擦力為F4,若F緩慢增大而且整個(gè)裝置仍保持靜止,在此過程中<>A．F1保持不變,F3緩慢增大B．F2、F4緩慢增大C．F1、F4緩慢增大D．F2緩慢增大,F3保持不變?題組2動(dòng)態(tài)平衡問題的分析6．如圖6所示,用一根細(xì)線系住重力為G、半徑為R的球,其與傾角為α的光滑斜面劈接觸,處于靜止?fàn)顟B(tài),球與斜面的接觸面非常小,細(xì)線懸點(diǎn)O固定不動(dòng),在斜面劈從圖示位置緩慢水平向左移動(dòng)直至繩子與斜面平行的過程中,下述正確的是<>A．細(xì)繩對球的拉力先減小后增大B．細(xì)繩對球的拉力先增大后減小C．細(xì)繩對球的拉力一直減小D．細(xì)繩對球的拉力最小值等于Gsinα7．如圖7所示,傾角為θ＝30°的斜面體放在水平地面上,一個(gè)重為G的球在水平力F的作用下,靜止于光滑斜面上,此時(shí)水平力的大小為F；若將力F從水平方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)過某一角度α后,仍保持F的大小不變,且小球和斜面依然保持靜止,此時(shí)水平地面對斜面體的摩擦力為Ff.那么F和Ff的大小分別是<>A．F＝eq\f<\r<3>,6>G,Ff＝eq\f<\r<3>,3>GB．F＝eq\f<\r<3>,2>G,Ff＝eq\f<\r<3>,4>GC．F＝eq\f<\r<3>,4>G,Ff＝eq\f<\r<3>,2>GD．F＝eq\f<\r<3>,3>G,Ff＝eq\f<\r<3>,6>G8．在固定于地面的斜面上垂直安放了一個(gè)擋板,截面為eq\f<1,4>圓的柱狀物體甲放在斜面上,半徑與甲相等的光滑圓球乙被夾在甲與擋板之間,乙沒有與斜面接觸而處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖8所示．現(xiàn)在從球心處對甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面方向緩慢地移動(dòng),直至甲與擋板接觸為止．設(shè)乙對擋板的壓力為F1,甲對斜面的壓力為F2,在此過程中<>A．F1緩慢增大,F2緩慢增大B．F1緩慢增大,F2緩慢減小C．F1緩慢減小,F2緩慢增大D．F1緩慢減小,F2保持不變?題組3平衡條件的應(yīng)用9．如圖9所示,重50N的物體A放在傾角為37°的粗糙斜面上,有一根原長為10cm,勁度系數(shù)為800N/m的彈簧,其一端固定在斜面頂端,另一端連接物體A后,彈簧長度為14cm,現(xiàn)用一測力計(jì)沿斜面向下拉物體,若物體與斜面間的最大靜摩擦力為20N,當(dāng)彈簧的長度仍為14cm時(shí),測力計(jì)的讀數(shù)不可能為<