高考第二轮专题复习《物体的平衡》教师版.doc

第一讲 共点力物体的平衡专题概述：受力分析是研究物体运动的基础，高考对本知识点的考查常以选择题形式出现，也常常包含在计算题中，常结合物体的平衡、牛顿第二定律进行考查主要考查力的产生条件、力的大小和方向的判断、合力的求解等解答这类问题要注意弹力、摩擦力的产生条件和物体所处的状态，常用方法有假设法、整体法和隔离法等平衡类问题在近几年高考中频频出现，且多以选择题的形式出现，主要考查物体的受力分析、力的合成与分解、平衡条件的应用、整体法与隔离法的应用等，解答这类问题时一定要注意对物体进行正确的受力分析，然后应用平衡条件列式求解动态平衡问题在近几年的高考中时有出现，题目形式为选择题，主要考查共点力平衡的条件及平衡条件的应用，解决此类问题的基本方法有解析法和图解法(1)解析法：画出研究对象的受力图，根据动态变化的原因，一般是某一夹角在发生变化，利用三角函数表示出各个作用力与变化的夹角之间的关系，从而判断各作用力的变化(2)图解法：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，画出受力图依据某一参量的变化，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡受力图(力的平行四边形或矢量三角形)，再由某一参量的变化情况分析各边的长度变化，从而确定力的大小及方向的变化情况. 1在动态平衡问题中，一定要抓住不变的量(大小或方向)，然后分析其他量的变化2当物体受到一个大小方向不变、一个方向不变、一个大小方向都变化的三个力作用，且题目只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时，首先考虑用图解法应用“整体法”与“隔离法”时要考虑以下四个方面：第一，不涉及系统内力时，首先考虑应用整体法，即“能整体、不隔离”第二，应用“隔离法”时，要先隔离“简单”的物体，比如待求量少或受力少的物体第三，关注各“隔离体”间力的关联，关联力以作用力、反作用力的形式存在于物体间，对整个系统来说则是内力第四，在某些特殊情形中，研究对象可以是物体的一部分，甚至是绳子的结点、力的作用点等基本知识与方法：1、 数学知识多个向量的合为零，则多个向量的向量合头尾相连可以构成一个封闭的多边形利用此结论可以方便地把物理问题转化为几何问题，尤其是三力平衡的问题可以把三力放在一个三角形中，通过解三角形的方法去分析解决而常用的方法是：正弦定理、相似三角形及动态分析2、 注意在分析弹力的有无时，可利用假设法。具体操作方法是：先将与研究对象接触的物体（接触面、连接绳）等撤除，看物体的运动状态与题目所描述的运动状态是否吻合，若吻合，则假设成立。即物体与此接触物之间无弹力。3、 在分析摩擦力(尤其是静摩擦力)时，若根据题设情景无法确定摩擦力的方向时，可先做出假设，再根据物体的平衡条件进行分析或计算。本着用结果验证假设的思想去判断静摩擦力的大小和有无。例题分析【例1】(2012海南琼海市模拟8题)如图所示，将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止则 ()A绳子上拉力可能为零B地面受的压力可能为零C地面与物体间可能存在摩擦力DA、B之间可能存在摩擦力解析：思考：（1）处于竖直伸直状态的绳子一定有拉力作用吗？应如何分析？（2）地面受的压力是否有可能为零，若为零，应如何处理？若为零，A、B的运动状态与题目所描述的情景是否相违背？（3）绳子若无拉力，两个物体能保持平衡吗？（4）请分析如图所示两个物体能否保持静止，并分析两个物体的受力本题选：AD例题2(2012内蒙古包头市第一次模拟)如图所示，斜劈静止在水平地面上，有一物体沿斜劈表面向下运动，重力做的功与克服力F做的功相等则下列判断中正确的是()A物体可能加速下滑B物体可能受三个力作用，且合力为零C斜劈受到地面的摩擦力方向一定水平向左D撤去力F后斜劈可能不受地面的摩擦力2(2012广东珠海市模拟)如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P相连，P与斜放在其上的固定挡板MN接触且处于静止状态，则此时斜面体的受力情况有几种？分别受到哪几个力的作用？【例2】(2012北京市高考预测15题)如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于容器壁的P点已知容器半径为R、与水平面间的动摩擦因数为，OP与水平方向的夹角为30.下列说法正确的是 ()A容器相对于水平面有向左的运动趋势B容器对小球的作用力竖直向上C轻弹簧对小球的作用力大小为mgD弹簧原长为R1(2012广东16)如图5所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两轻绳与竖直方向的夹角都为45，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两轻绳的拉力大小分别为 ()AG和G B.G和GC.G和G D.G和G2(2012浙江14)如图6所示，与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m1.0 kg的物体细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N关于物体受力的判断(取g9.8 m/s2)，下列说法正确的是 ()A斜面对物体的摩擦力大小为零B斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向竖直向上D斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上【例3】(2012河北省五校联盟测试16题)一个挡板固定于光滑水平地面上，截面为圆的柱状物体甲放在水平面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与地面接触而处于静止状态，如图7所示，现在对甲施加一个水平向左的力F，使甲沿地面极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止设乙对挡板的压力为F1，甲对地面的压力为F2，在此过程中 ()AF1缓慢增大，F2缓慢增大BF1缓慢增大，F2不变CF1缓慢减小，F2不变DF1缓慢减小，F2缓慢增大1(2012河北石家庄市第二次模拟18题)小明同学发现一只老鼠在地球仪表面缓慢爬行，他把老鼠看做质点，在竖直面内抽象出如图8所示模型：ON水平，OM竖直在老鼠由M缓慢爬向N的过程中，地球仪始终静止不动在此过程中，下列说法正确的是 ()A老鼠所受的合力逐渐增大B地球仪对老鼠的摩擦力逐渐减小C老鼠对地球仪的压力逐渐减小D地面对地球仪的弹力逐渐增大2(2012晋江四校第二次联考10题)在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色如图9所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)则绳中拉力大小变化的情况是 ()A先变小后变大 B先变小后不变C先变大后不变 D先变大后变小3、如图所示，倾斜角为的斜面体放置在水平面上，置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与相连接，连接的一段细绳与斜面平行，、均处于静止状态，则（ ）.受到的摩擦力一定不为零.受到水平面的摩擦力一定不为零.水平面对的支持力与、的总重力大小相等.若将细绳煎断物体依然静止在斜面上，则水平面对的摩擦力为零4.如图所示，绳子质量、滑轮摩擦不计，物体M静止在倾角为的斜面上，若倾角增大，物体M仍然静止下列判断不正确的是 ()A绳子的拉力增大B物体M对斜面的正压力减小C物体M受到的静摩擦力可能增大D物体M受到的静摩擦力可能减小针对训练一、单项选择题1(2012广东佛山市模拟)如图1所示，A、B两个相同的物块紧靠竖直墙壁，在竖直向上的恒力F作用下处于静止状态，A物块受力的个数是 ()A2个 B3个 C4个 D5个2(2012课标全国理综16)如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦，在此过程中 ()AN1始终减小，N2始终增大BN1始终减小，N2始终减小CN1先增大后减小，N2始终减小DN1先增大后减小，N2先减小后增大3(2012河南省六市第二次联考15题)如图所示，一吊床用AB、CD两根轻绳悬挂起来，吊床静止时，两轻绳与竖直方向的夹角分别为45和60，则AB、CD两绳的拉力之比为 ()A.B. C1 D.14(2012湖北武昌区五月调研16题)如图所示，倾角为30的光滑斜面上，劲度系数为k的轻质弹簧一端系在质量为m的小球上，另一端固定在墙上的P点，小球在斜面上静止时，弹簧与竖直方向的夹角为60，则弹簧的形变量大小为()A. B. C. D.5(2012广东深圳市一模)如图所示，欲使在粗糙斜面上匀速下滑的木块A停下，可采用的方法是 ()A增大斜面的倾角B对木块A施加一个垂直于斜面的力C对木块A施加一个竖直向下的力D在木块A上再叠放一个重物6(2012皖南八校第三次联考14题)如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力N的变化情况正确的是 ()AF增大，N减小 BF增大，N增大CF减小，N减小 DF减小，N增大7(2012陕西师大附中模拟14题)如图所示，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mAmB，整个系统处于静止状态滑轮的质量和一切摩擦均不计如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，绳的拉力F和两滑轮间绳子与水平方向的夹角变化情况是 ()AF变大，角变大 BF变小，角变小CF不变，角变小 DF不变，角不变8(2012福建晋江四校第二次联考8题)A、B、C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图所示，C是一箱沙子，沙子和箱的重力都等于G，动滑轮的质量不计，打开箱子下端开口，使沙子均匀流出，经过时间t0流完，则下列图中哪个图线表示在这过程中桌面对物体B的摩擦力f随时间的变化关系 () 二、双项选择题9(2012河南省豫北六校第三次精英联考15题)如图所示，质量为M，半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B.以下说法正确的有 ()AA对地面的压力等于(Mm)gBA对地面的摩擦力方向向左CB对A的压力大小为mgD细线对小球的拉力大小为mg10(2012河南省三市第二次调研14题)如图所示，斜面体A静止在水平地面上，质量为m的物体B在水平外力F的作用下沿斜面向下做匀速运动，此时斜面体仍保持静止，则下列说法中正确的是 ()A地面对A的摩擦力方向向左B地面对A的摩擦力方向向右C若撤去力F，物体B仍沿斜面向下匀速运动D若撤去力F，物体B沿斜面向下加速运动11(2012吉林第二次模拟15题)如图所示，斜劈形物体的质量为M，放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿斜劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而斜劈始终保持静止，物块m向上、向下滑动的整个过程中 ()A地面对斜劈M的摩擦力方向先向左后向右B地面对斜劈M的摩擦力方向没有改变C地面对斜劈M的支持力等于(Mm)gD物块m向上、向下滑动时加速度大小不同12(2012河北唐山市摸底测试18题)一套有细环的粗糙杆水平放置，带正电的小球通过绝缘细线系在细环上，并将整个装置放入一水平向右的匀强电场中，处于平衡状态，如图所示现将电场稍加大一些，小球再次平衡，下列说法正确的有()A细线对细环的拉力保持不变B细线对带电小球的拉力变大C细环所受的摩擦力变大D粗糙杆对细环的支持力变大