高考物理一轮复习 第1部分 专题1 第1讲 相互作用与物体的平衡课件

第一部分核心考点突破专题一力与运动第1讲相互作用与物体的平衡1(2011年广东卷)如图111所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止下列判断正确的是()AF1F2F3 BF3F1F2CF2F3F1 DF3F2F1图111 解析：结点P在F1、F2、F3三个力作用下处于平衡状态，将三个力平移围成矢量三角形，如图1所示由各边在矢量三角形中的位置(F3为斜边、F1为较长直角边、F2为较短直角边)可得B选项正确图1答案：2(2011年上海卷)如图112所示，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()A 小于N B等于NC等于NF D大于NF图112解析：以箱子和a合在一起为研究对象，设其质量为M，剪断连接球b的细线前，则NMgFFe，其中Fe表示b对a的库仑力；剪断连接球b的细线后，则NMgFe，因为在球b上升过程中库仑力变大(距离变近)，所以NNF，选D.答案：D3(双选，2011年山东卷)如图113所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁开始时a、b均静止弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()图113AFfa大小不变 BFfa方向改变CFfb仍然为零 DFfb方向向右解析：对b进行受力分析，剪断前b受重力、支持力、向左的弹簧拉力和绳的拉力由于它所受摩擦力Ffb0，所以弹簧的拉力和绳的拉力是一对平衡力，将右侧细绳剪断瞬间，绳的拉力消失，但弹簧的拉力不变，所以b受摩擦力Ffb方向向右，C错误，D正确；由于细绳剪断瞬间，弹簧的弹力不变，所以Ffa大小不变，A正确，B错误答案：AD4(2010年广东卷)图114为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是()AFA一定小于GBFA与FB大小相等CFA与FB是一对平衡力DFA与FB大小之和等于G图114解析：由题意知，A、B两点等高，且两绳等长，故FA与FB大小相等，B项正确若两绳夹角大于120.则FAFBG；若夹角小于120，则FAFBG；若夹角等于120，则FAFBG，故选项A、D错夹角为180时，FA与FB才能成为一对平衡力，但这一情况不可能实现，故C项错答案：B5(2010年安徽卷)如图115所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是()A保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小图115解析：保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联，R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U减小，带电小球受到的电场力F电qEq减小， 悬线的拉力为F将减小，选项B正确，A错误保持R2不变，缓慢增大R1时，R0两端的电压不变，F电不变，悬线的拉力为F不变，C、D错误答案：B6.(2009年广东卷)建筑工人用图116所示的定滑轮装置运送建筑材料质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.50 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()A510 N B490 N C890 N D910 N 图116解析：对建筑材料进行受力分析根据牛顿第二定律有Fmgma，得绳子的拉力大小等于F210 N；然后再对人受力分析，由平衡的知识得MgFFN，得FN490 N，根据牛顿第三定律可知人对地面的压力为490 N.答案：B从近三年的试题来看，考查的内容主要是受力分析、物体的平衡、整体法和隔离法的应用、弹簧弹力和摩擦力大小和方向的计算及判断；解题方法主要是正交分解法、三角形法、力的合成与分解等，只要抓住平衡状态条件列方程就可以解答如广东2011年和2010年的力学选择题都比较基础，连续两年都考了三力平衡的问题，物理情景来源于生活，情景比较简单，考核最基础的知识研究对象的确定【例1】(双选，2011年湛江二中月考)如图117，三块质量相同的木块A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用在木块B上，三木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动，下列说法正确的是()AB作用于A的静摩擦力为零BB作用于C的静摩擦力为FCB作用于C的静摩擦力为FDB作用于A的静摩擦力为F 图1173231解析：研究B作用于A的静摩擦力时，应该选A为研究对象，A处于平衡状态，A没有受到水平方向的其他力作用，则水平方向静摩擦力为零；研究B作用于C的静摩擦力时，应该选A和B整体为研究对象，A和B整体处于平衡状态，由于A和B整体受到水平向右的F作用，则C作用于A和B整体的静摩擦力为F，方向向左，由牛顿第三定律得，B作用于C的静摩擦力也为F，方向向右答案：AB高考中，整体法和隔离法在确定研究对象时经常用到根据题目的条件，有时只需用到整体法，有时只需用到隔离法，有时整体法和隔离法要交叉使用题外拓展：若求地面对C的摩擦力，应该将A、B和C整体选为研究对象，由平衡条件得地面对C的摩擦力为F.1如图118，甲物体在水平外力F的作用下静止在乙物体上，乙物体静止在水平面上现增大外力F，两物体仍然静止，则下列说法正确的是()A乙对甲的摩擦力一定增大B乙对甲的摩擦力一定沿斜面向上C乙对地面的摩擦力一定增大D乙对地面的压力一定增大图118解析：选甲为研究对象，因为F沿斜面向上的大小和重力沿斜面向下分力的大小不知道，甲受的摩擦力可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，A、B错；选甲、乙整体为研究对象，水平方向的F增大了，则摩擦力就要增大；竖直方向的重力不变，则压力就不变，C对D错答案：C物体的受力分析【例2】 (2011年台山一中二模)如图119所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为，悬绳对工人的拉力大小为F1 ，墙壁对工人的弹力大小为F2 , 则()AF1BF2Gtan C若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大D若缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大图119解析： 工人受力如图2所示，由平衡条件可得：F1cos G, F1sin F2，于是F1，F2Gtan ，所以A错，B对；缓慢减小悬绳的长度， 角变大，F1、F2都增大，工人仍然处于平衡状态，所以F1与F2的合力不变，C、D均错答案：B图2利用数学三角形知识首先判断角度的变化情况，再根据某个力不变去判断其他力的变化情况高考中经常用到这种方法，要引起重视2(2011年广东六校联考)物块M静止在倾角为的斜面上，若给物块一个平行于斜面的水平力F的作用，物块仍处于静止状态，如图1110所示则物块所受到的()A支持力变大B摩擦力的方向一定发生改变C摩擦力大小保持不变D摩擦力变小解析： 物块静止在斜面上时，物块所受的摩擦力为：f1Mgsin .给物块平行于斜面的水平力F后，在斜面内，重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f2三力平衡，根据平衡条件有：f (Mgsin )2F2，重力沿斜面向下的分力与F的合力方向的反向是摩擦力f2的方向，所以摩擦力的方向和大小都发生了改变 答案：B 力的平衡问题 【例3】(双选)如图1111所示，质量分别为m1、m2的两个物块间用一轻弹簧连接，放在倾角为的粗糙斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数均为.平行于斜面的拉力F作用在m1上，使m1、m2一起向上做匀速运动，斜面始终静止在水平地面上，则()图1111A拉力F为gcos (m1m2)(m1m2)gsin B拉力F为gsin (m1m2)C地面对斜面的摩擦力水平向左D地面对斜面的摩擦力水平向右解析：选m1和m2为研究对象，系统受到四个力作用：G、N、F和f，将G正交分解，得fgcos (m1m2)系统处于平衡状态，合外力为0，则Fgcos (m1m2)(m1m2)gsin .选斜面、m1和m2为研究对象，系统处于平衡状态，系统应受到四个力作用：G1、N1、F和f1，则F水平向右的分力与f1大小相等、方向相反答案：AC3在第十一届全运会男子举重56公斤级比赛中，龙清泉以302公斤的总成绩获得冠军，并以169公斤超该级别挺举世界纪录如图1112所示，设龙清泉所举杠铃的总重为G，杠铃平衡时每只手臂与竖直线所成的夹角为30，则他每只手臂承受的张力为()答案：B 解析：以杠铃为研究对象，杠铃受到重力和两个张力作用，合力为0.由力的合成得 GTcos 300，T G.图1112复合场中的平衡问题【例4】如图1113所示，带正电q、质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑现加一竖直向上的匀强电场，电场强度为E，且qEmg，以下判断正确的是()A滑块将沿斜面减速下滑B滑块将沿斜面加速下滑C滑块仍保持匀速下滑D仅当qEmg时，物体继续保持匀速下滑图1113题外拓展：电场和重力场内的平衡问题，仍然是力学问题力学中用到的图解法和正交分解法仍然可以用在电场和重力场内若加一竖直向下的匀强电场，电场强度为E，关系式(mgqE)sin (mgqE)cos 仍然成立，合外力为0，滑块仍保持匀速下滑解析：没有电场时，滑块匀速下滑，则mgsin mgcos ，tan ；加了电场后，滑块竖直方向受到电场力、重力作用，竖直方向的合力为(mgqE)，关系式(mgqE)sin (mgqE)cos 仍然成立，合外力为0，仍保持匀速下滑答案：C4(双选)如图1114所示，A、B两带电小球，质量分别为mA、mB，电荷量分别为qA、qB，用绝缘不可伸长的细线如图悬挂，静止时A、B两球处于同一水平面若B对A及A对B的库仑力分别为FA、FB，则下列判断正确的是()AFAFBBOC细线的拉力FTC(mAmB)gCAC细线对A的拉力FTAD同时烧断AC、BC细线后，A、B在竖直方向的加速度相同图1114 解析：FA与FB是一对相互作用力，A错；对整体分析知，B对；对A受力分析如图3所示，FTA mAg，C错；同时烧断AC、BC后，竖直方向只受重力，即竖直方向的加速度都为g，D对 答案：BD 极值和临界问题【例5】如图1115所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，A、B间接触面光滑在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则关于A、B两物体的受力个数，下列说法正确的是()AA受3个力，B受4个力BA受4个力，B受3个力CA受3个力，B受3个力 DA受4 个力，B受4个力 图1115解析：A物体受重力、水平推力F、B对A的支持力，由于A、B间接触面光滑，故A、B间无摩擦力，物体A恰好不离开地面，于是地面对A无支持力，同时地面对A也就没有摩擦力，因此A受3个力；B物体受重力、A对B的压力、地面对B的支持力，由于A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，故还有地面对B的摩擦力，于是B受4个力 答案：A抓住“物体A恰好不离开地面”这种临界状态，可知地面对A无支持力，同时地面对A也没有摩擦力5如图1116所示，作用于O点的三个力平衡(其中力F3图中未画出)，其中一个力大小为F1，沿y轴负方向，大小未知的力F2与x轴正方向夹角为，下列说法正确的是()A力F3只可能在第二象限B力F3与F2夹角越小，则F3与F2越小CF3的最小值为F1cos D力F3可能在第三象限的任意范围内 图1116答案：C 解析：力F3可以在第二象限和第三象限中F2的延长线左侧，A、D错；三个力的矢量图如图4所示，由图可知，B错；当F3与F2垂直时F3的最小值为F1cos .图41对物体的受力分析一般应先确定受力的对象，按先重力后弹力再摩擦力的顺序进行受力分析，只分析研究对象的受力而不分析研究对象对其他物体的作用力2解决平衡问题的基本步骤：确定研究对象(整体法或隔离法)对研究对象进行受力分析建立合适的坐标系建立平衡方程求解或作讨论常用方法有：二力平衡法、正交分解法、合成和分解法、矢量三角形法、相似三角形法等3带电物体在复合场(重力场、电场和磁场)中的平衡问题仍然满足合外力为0的条件，力学中的常用方法仍然适用，列出平衡方程即可求解4对于极值和临界问题，应根据物体所处的状态或者运动情景，找到临界状态和临界条件，这是解决问题的突破口，再列出临界方程求解方法常有：运用矢量法则讨论某变力的最小值、利用三角函数知识等