回歸教材重難點(diǎn)01-力與物體的平衡(原卷版)

回歸教材重難點(diǎn)01力與物體的平衡共點(diǎn)力的平衡是高中物理的重要知識(shí)，靈活選擇研究對(duì)象、正確受力分析、優(yōu)選平衡條件的合適形式來(lái)解決問(wèn)題，能體現(xiàn)考生的物理觀念和科學(xué)思維。在備考過(guò)程中要理解力和力的運(yùn)算法則，會(huì)正確受力分析、理解并熟練應(yīng)用力的平衡的各種表達(dá)形式解決具體問(wèn)題，并形成解決物理問(wèn)題的基本思路；在解決問(wèn)題過(guò)程中還要體會(huì)臨界極值法、函數(shù)法、圖像法、整體法、隔離法等解題方法，多聯(lián)系生活中的平衡現(xiàn)象，提高應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。知識(shí)點(diǎn)一對(duì)物體進(jìn)行受力分析的基本思路知識(shí)點(diǎn)二解決平衡問(wèn)題的常用方法方法內(nèi)容合成法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等，方向相反效果分解法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個(gè)力按力的效果分解，則其分力和其他兩個(gè)力滿(mǎn)足平衡條件正交分解法物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí)，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿(mǎn)足平衡條件力的三角形法對(duì)受三力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移使三力組成一個(gè)首尾依次相接的矢量三角形，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解未知力知識(shí)點(diǎn)三圖解法分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題1．動(dòng)態(tài)平衡：是指平衡問(wèn)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(wèn)題中的一類(lèi)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．4.圖解法分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的步驟(1)選某一狀態(tài)對(duì)物體進(jìn)行受力分析；(2)根據(jù)平衡條件畫(huà)出平行四邊形；(3)根據(jù)已知量的變化情況再畫(huà)出一系列狀態(tài)的平行四邊形；(4)判定未知量大小、方向的變化．知識(shí)點(diǎn)四隔離法和整體法在多體平衡中的應(yīng)用當(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(duì)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(duì)一些較復(fù)雜問(wèn)題，通常需要多次選取研究對(duì)象，交替使用整體法和隔離法．平衡中的臨界和極值問(wèn)題解決動(dòng)態(tài)平衡、臨界與極值問(wèn)題的常用方法：方法步驟解析法①列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)系表達(dá)式②根據(jù)已知量的變化情況來(lái)確定未知量的變化情況圖解法①根據(jù)已知量的變化情況，畫(huà)出平行四邊形的邊角變化②確定未知量大小、方向的變化知識(shí)點(diǎn)五求解平衡問(wèn)題的四種特殊方法求解平衡問(wèn)題的常用方法有合成與分解法、正交分解法、圖解法、整體與隔離法，前面對(duì)這幾種方法的應(yīng)用涉及較多，這里不再贅述，下面介紹四種其他方法.一、對(duì)稱(chēng)法某些物理問(wèn)題本身沒(méi)有表現(xiàn)出對(duì)稱(chēng)性，但經(jīng)過(guò)采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右赞D(zhuǎn)化，把不具對(duì)稱(chēng)性的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具有對(duì)稱(chēng)性的問(wèn)題，這樣可以避開(kāi)繁瑣的推導(dǎo)，迅速地解決問(wèn)題．二、相似三角形法物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)，畫(huà)出其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值反向的平行四邊形中，可能有力三角形與題設(shè)圖中的幾何三角形相似，進(jìn)而得到對(duì)應(yīng)邊成比例的關(guān)系式，根據(jù)此式便可確定未知量．三、正弦定理法三力平衡時(shí)，三力合力為零．三個(gè)力可構(gòu)成一個(gè)封閉三角形，若由題設(shè)條件尋找到角度關(guān)系，則可由正弦定理列式求解．四、三力匯交原理物體受三個(gè)共面非平行外力作用而平衡時(shí)，這三個(gè)力必為共點(diǎn)力．1．（2021·廣東卷）唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對(duì)直轅犁的優(yōu)勢(shì)之一是起土省力，設(shè)牛用大小相等的拉力F通過(guò)耕索分別拉兩種犁，F(xiàn)與豎直方向的夾角分別為和，，如圖所示，忽略耕索質(zhì)量，耕地過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．耕索對(duì)曲轅犁拉力的水平分力比對(duì)直轅犁的大B．耕索對(duì)曲轅犁拉力的豎直分力比對(duì)直轅犁的大C．曲轅犁勻速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力小于犁對(duì)耕索的拉力D．直轅犁加速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力大于犁對(duì)耕索的拉力2．（2020·海南卷）如圖，上網(wǎng)課時(shí)小明把手機(jī)放在斜面上，手機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)。則斜面對(duì)手機(jī)的（）A．支持力豎直向上B．支持力小于手機(jī)所受的重力C．摩擦力沿斜面向下D．摩擦力大于手機(jī)所受的重力沿斜面向下的分力3．（2020·北京卷）某同學(xué)利用圖甲所示裝置研究摩擦力的變化情況。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定一個(gè)力傳感器，傳感器用棉線拉住物塊，物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上。水平向左拉木板，傳感器記錄的圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)中必須讓木板保持勻速運(yùn)動(dòng)B．圖乙中曲線就是摩擦力隨時(shí)間的變化曲線C．最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之比約為10:7D．只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)4．（2020·浙江卷）如圖是“中國(guó)天眼”口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡維護(hù)時(shí)的照片。為不損傷望遠(yuǎn)鏡球面，質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著，當(dāng)他在離底部有一定高度的望遠(yuǎn)鏡球面上緩慢移動(dòng)時(shí)，氦氣球?qū)ζ溆写笮椤⒎较蜇Q直向上的拉力作用，使其有“人類(lèi)在月球上行走”的感覺(jué)，若將人視為質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)工作人員（）A．受到的重力大小為 B．受到的合力大小為C．對(duì)球面的壓力大小為 D．對(duì)球面的作用力大小為5、（2021·河南省洛陽(yáng)市三模）如圖所示，一同學(xué)推動(dòng)木箱在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于該同學(xué)的推力，下列判斷正確的是（）A.方向水平時(shí)推力最小B方向斜向下時(shí)可能比方向水平時(shí)推力小C.方向斜向上時(shí)一定比方向水平時(shí)推力小D.方向斜向上時(shí)可能比方向水平時(shí)推力小6、（2021·山東省濟(jì)南市高三下學(xué)期壓軸卷）木塊A、B分別重50N和30N，它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，與A、B相連接的輕彈簧被壓縮了5cm，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng)，已知彈簧的勁度系數(shù)為100N/m。用水平向右的力F＝1N作用在木塊A上，如圖所示，則A.木塊A所受摩擦力大小是9N，方向向右 B.木塊A所受摩擦力大小是4N，方向向右C.木塊B所受摩擦力大小是6N，方向向左 D.木塊B所受摩擦力大小是4N，方向向左7、（2021·山東省煙臺(tái)市適應(yīng)性練習(xí)）無(wú)人機(jī)經(jīng)常應(yīng)用于應(yīng)急救援物資的輸送。在一次救援物資輸送的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)與下方用輕繩懸掛的救援物資一起在空中沿水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，救援物資受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的空氣阻力作用，當(dāng)無(wú)人機(jī)改變速度大小仍然沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子與豎直方向的夾角變大，則無(wú)人機(jī)速度改變后比改變前（）A.繩子的張力變小B.救援物資受到的空氣阻力變小C.無(wú)人機(jī)受到的重力和繩子拉力的合力大小變大D.無(wú)人機(jī)受到的重力和繩子拉力的合力大小不變8、（2021·天津市紅橋區(qū)二檢）如圖所示，質(zhì)量為M的斜面靜置在水平地面上，斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊，水平力F作用在小物塊上時(shí)，兩者均保持靜止，斜面受到水平地面的靜摩擦力為f1，小物塊受到斜面的靜摩擦力為f2?，F(xiàn)使F逐漸增大，兩者仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（）A.f1、f2都增大B.f1、f2可能都減小C.f1一定增大，f2可能減小D.f1不一定增大，f2一定增大9、（2021·河北省實(shí)驗(yàn)中學(xué)調(diào)研）質(zhì)量為M的半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端固定一個(gè)豎直擋板AB，在P上放兩個(gè)大小相同的光滑小球C和D，質(zhì)量均為m，整個(gè)裝置的縱截面如圖所示。開(kāi)始時(shí)P、C球心連線與水平面的夾角為，點(diǎn)P、D球心連線處于豎直方向，已知重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是（）A.P和擋板對(duì)C的彈力分別為和B.地面對(duì)P的摩擦力大小為零C.使擋板緩慢地向右平行移動(dòng)，但C仍在P和擋板AB作用下懸于半空中，則地面對(duì)P的摩擦力將不斷增大D.使擋板繞B點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，P始終保持靜止，則D一定緩慢下滑10、（2021·廣東省普寧二中適應(yīng)性考試）如圖，一直梯靠豎直墻壁放置，人站在梯子上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，忽略梯子與墻壁間的摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是（）A.人越重，梯子所受合外力越大B.地面對(duì)梯子支持力的大小與人所站的高度無(wú)關(guān)C.墻壁對(duì)梯子彈力方向垂直于梯子所在平面斜向上D.地面對(duì)梯子的摩擦力大于墻壁對(duì)梯子的彈力11、（2021·福建省南平市二檢）如圖，一粗糙的固定斜桿與水平方向成θ角，一定質(zhì)量的滑環(huán)A靜止懸掛在桿上某位置。現(xiàn)用一根輕質(zhì)細(xì)繩AB一端與滑環(huán)A相連，另一端與小球B相連，且輕繩AB與斜桿垂直。另一輕質(zhì)細(xì)繩BC沿水平方向拉小球B，使小球B保持靜止。將水平細(xì)繩BC的C端沿圓弧緩慢移動(dòng)到豎直位置，B的位置始終不變，則在此過(guò)程中（）A.輕繩AB上的拉力先減小后增大B.輕繩BC上的拉力先增大后減小C.斜桿對(duì)A的支持力一直在減小D.斜桿對(duì)A的摩擦力一直在減小12、（2021·北京市朝陽(yáng)區(qū)二模）如圖所示，用AC、CD兩根輕繩將物塊懸于水平輕桿BC的下方，其中B為光滑轉(zhuǎn)軸，C為結(jié)點(diǎn)，輕桿BC始終保持水平，重物靜止不動(dòng)。已知物塊質(zhì)量為m，重力加速度為g。設(shè)AC、CD繩的拉力分別為FAC、FCD。下列選項(xiàng)正確的是（）A.FAC>mg B.FCD>mgC.若A點(diǎn)上移，則FAC變大 D.若A點(diǎn)下移，則FCD變大13、（2021·安徽省蕪湖市5月質(zhì)檢）2019年11月23日，在體操世界杯德國(guó)科特布斯站吊環(huán)決賽中，劉洋以15.133分的成績(jī)獲得冠軍。如圖甲所示是劉洋在比賽中的“十字支撐”動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)員先雙手向下?lián)巫〉醐h(huán)，此時(shí)兩根等長(zhǎng)的吊繩沿豎直方向，然后雙臂緩慢張開(kāi)，身體下移，如圖乙所示，則在兩手之間的距離增大的過(guò)程中，吊環(huán)的兩根繩的拉力（假設(shè)兩個(gè)拉力大小相等）及它們的合力的大小變化情況為