高考物理一轮复习课件（湖南专版）第2章第3节共点力作用下物体的平衡

欢迎进入物理课堂 第3节共点力作用下物体的平衡 考点1 正交分解法在解决平衡问题中的运用 例1 质量为m的木块在推力F作用下 在水平地面上做匀速运动 如图2 3 1所示 已知木块与地面间的动摩擦因数为 那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值中的哪个 A mgB mg Fsin C mg Fcos D Fcos 图2 3 1 切入点 运用物体的平衡条件解题 解析 木块匀速运动时受到四个力的作用 重力mg 推力F 支持力FN 摩擦力F 沿水平方向建立x轴 将F进行正交分解 如图 这样建立坐标系只需分解F 由于木块做匀速直线运动 所以 在x轴上 向左的力等于向右的力 水平方向二力平衡 在y轴上向上的力等于向下的力 即Fcos F FN mg Fsin 又由于F FN所以F mg Fsin 答案 BD 考点2 整体法与隔离法在平衡问题中的应用 例2 如图2 3 2所示 在墙角外的水平地面上 静止放一质量为4m 倾角为37 的三角形木块 在木块斜面与竖直墙壁间静止放有一质量为m的光滑的小球 则木块对地面压力的大小为 地面对木块的静摩擦力大小为 图2 3 2 切入点 运用整体法与隔离法解题 答案 5mg 题型一 共点力平衡问题 图2 3 3 答案 BD点评 求解共点力作用下物体平衡问题有多种方法 可以从物理角度分析 也可以用数学工具进行处理 题型二 物体平衡中的临界问题 例4 如图2 3 4所示 物体的质量为2kg 两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上 另一端系于物体上 在物体上另施加一个方向与水平线成 60 的拉力F 若要使两绳都能伸直 求拉力F的大小范围 g 10m s2 图2 3 4 点评 抓住题中 若要使两绳都能伸直 这个隐含条件 它是指绳子伸直但拉力恰好为零的临界状态 当AC恰好伸直但未张紧时 F有最小值 当AB恰好伸直但未张紧时 F有最大值 图2 3 5 2 2011 山东 如图2 3 6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Ffa 0 b所受摩擦力Ffb 0 现将右侧细绳剪断 则剪断瞬间 图2 3 6A Ffa大小不变B Ffa方向改变C Ffb仍然为零D Ffb方向向右 AD 图2 3 6 解析 细绳上的力可以突变 而弹簧上的力不能突变 故断绳的瞬间 Ffa大小不变 Ffb与弹簧拉力平衡 方向向右 3 2011 海南 如图2 3 7所示 粗糙的水平地面上有一斜劈 斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑 斜劈保持静止 则地面对斜劈的摩擦力 A 等于零B 不为零 方向向右C 不为零 方向向左D 不为零 v0较大时方向向左 v0较小时方向向右 A 图2 3 7 解析 斜劈和物块都受力平衡对斜劈和物块整体受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零 选A 4 如图2 3 8所示 在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A A的左端紧靠竖直墙 A与竖直墙之间放一光滑圆球B 整个装置处于静止状态 若把A向右移动少许后 它们仍处于静止状态 则 A B对墙的压力增大B A与B之间的作用力增大C 地面对A的摩擦力减小D A对地面的压力减小 图2 3 8 C 5 顶端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上 A B两物体通过细绳连接 并处于静止状态 不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦 如图2 3 9所示 现用水平力F作用于物体B上 缓慢拉开一小角度 此过程中斜面体与物体A仍然静止 则下列说法正确的是 A 水平力F不变B 物体A所受斜面体的摩擦力一定变大C 物体A所受斜面体的作用力不变D 斜面体所受地面的支持力一定不变 D 图2 3 9 解析 设物体B在力F作用下缓慢拉开一个小角度 拉开过程中 增大 此时物体B受力平衡 水平力F mgtan 也增大 A选项错 绳子拉力FT mg cos 也增大 由于原来物体A所受摩擦力的方向不清楚 可能沿斜面向上也可能沿斜面向下 所以物体A所受斜面体的摩擦力的大小不一定增大 B选项错误 物体A受到斜面体的弹力和摩擦力 这两个力的合力大小等于物体A受到的重力和绳子拉力FT的合力 拉力FT发生变化 所以物体A受斜面体的作用力也发生变化 C选项错误 将两个物体A B和斜面体看成一个整体 在F作用过程中 整体在竖直方向的受力情况不变 故斜面体所受地面的支持力不变 D选项正确 6 如图2 3 10所示 质量m1 10kg和m2 30kg的两物体 叠放在动摩擦因数为0 50的粗糙水平地面上 一处于水平位置的轻弹簧 劲度系数为250N m 一端固定于墙壁 另一端与质量为m1的物体相连 弹簧处于自然状态 现用一水平推力F作用于质量为m2的物块上 使它缓慢地向墙壁一侧移动 当移动0 40m时 两物体间开始相对滑动 这时水平推力F的大小为 g取10m s2 A 100NB 300NC 200ND 250N B 图2 3 10 解析 当两物体相对滑动时 处于一种临界状态 整体合力仍为零 对整体受力分析 水平方向受弹簧的弹力 地面的摩擦力和水平推力 由平衡条件得 F kx m1 m2 g 250 0 4N 0 5 40 10N 300N 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全