2019版高考物理总复习 第二章 相互作用 2-3-4 考点强化 平衡中的临界、极值问题课件.ppt

考点强化 平衡中的临界 极值问题 01 02 03 04 1 临界问题当某物理量变化时 会引起其他几个物理量的变化 从而使物体所处的平衡状态 恰好出现 或 恰好不出现 在问题的描述中常用 刚好 刚能 恰好 等语言叙述 2 极值问题平衡物体的极值 一般是指在力的变化过程中的最大值和最小值问题 课堂互动 3 解题思路 题组剖析 1 2017 广东汕头二模 如图12所示 重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳连接后悬挂在O点上 O B间的绳子长度是A B间的绳子长度的2倍 将一个拉力F作用到小球B上 使三段轻绳都伸直且O A间和A B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上 则拉力F的最小值为 题组剖析 转到解析 2 如图所示 物体A B置于水平地面上 与地面间的动摩擦因数均为 物体A B用一根跨过动滑轮的细绳相连 现用逐渐增大的力向上提升滑轮 某时刻拉A物体的绳子与水平面成53 拉B物体的绳子与水平面成37 此时A B两物体刚好处于平衡状态 则A B两物体的质量之比 题组剖析 转回原题 G F FN Ff 题组剖析 3 质量为M的木楔倾角为 在水平面上保持静止 当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时 它正好匀速下滑 如果用与木楔斜面成 角的力F拉着木块匀速上升 如图14所示 已知木楔在整个过程中始终静止 1 当 时 拉力F有最小值 求此最小值 2 当 时 木楔对水平面的摩擦力是多大 题组剖析 3 质量为M的木楔倾角为 在水平面上保持静止 当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时 它正好匀速下滑 如果用与木楔斜面成 角的力F拉着木块匀速上升 如图14所示 已知木楔在整个过程中始终静止 1 当 时 拉力F有最小值 求此最小值 2 当 时 木楔对水平面的摩擦力是多大 规律总结 1 认真审题 详细分析问题中变化的过程 包括分析整体过程中有几个阶段 2 寻找过程中变化的物理量 自变量与因变量 3 探索因变量随自变量变化时的变化规律 要特别注意相关物理量的变化情况 4 确定临界状态 分析临界条件 找出临界关系 显然 分析变化过程 确定因变量随自变量变化的规律是解决问题的关键 解决临界问题的基本思路 规律总结 方法技巧 涉及极值的临界问题的三种解答方法 1 图解法根据平衡条件作出力的矢量图 如只受三个力 则这三个力构成封闭矢量三角形 然后根据矢量图进行动态分析 确定最大值和最小值 如T1的求解方法 2 假设推理法先假设某种临界情况成立 然后根据平衡条件及有关知识进行论证 求解 如T2的求解方法就是假设法 3 数学方法根据物体的平衡条件列方程 在解方程时采用数学知识求极值 通常用到的数学知识有二次函数求极值 讨论公式求极值 三角函数求极值以及几何法求极值等 如T3的求解方法 备选训练 备选训练1 倾角为 37 的斜面与水平面保持静止 斜面上有一重为G的物体A 物体A与斜面间的动摩擦因数 0 5 现给A施加一水平力F 如图示 设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 sin37 0 6 cos37 0 8 如果物体A能在斜面上静止 水平推力F与G的比值不可能是 A 3B 2C 1D 0 5 A 物体A在斜面上静止有几个极端情况 各自的受力情况如何 备选训练 备选训练2 将两个质量均为m的小球a b用细线相连后 再用细线悬挂于O点 如图示 用力F拉小球b 使两个小球都处于静止状态 且细线OA与竖直方向的夹角保持 30 则F的最小值为 B 以a b为整体利用图示法分析拉力F取最小值的情况 备选训练 备选训练3 2013 新课标 15 如图 在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用 F平行于斜面向上 若要物块在斜面上保持静止 F的取值应有一定范围 已知其最大值和最小值分别为F1和F2 F2 0 由此可求出 A 物块的质量B 斜面的倾角C 物块与斜面间的最大静摩擦力D 物块对斜面的正压力 C 共点力作用下的物体的平衡 从教材走向高考 共点力作用下的物体的平衡 题源 人教版必修1 P91 T1 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点 足球与墙壁的接触点为B 足球的质量为m 悬绳与墙壁的夹角为 网兜的质量不计 求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力 拓展1在 上题 中缓慢增加悬绳的长度 其他条件不变 则悬绳对足球的拉力F和墙壁对足球的支持力FN的变化情况是 A F逐渐变大B F逐渐变小C FN逐渐变大D FN保持不变答案B 共点力作用下的物体的平衡 拓展2 2016 全国卷 14 质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上 用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O 如图15所示 用T表示绳OA段拉力的大小 在O点向左移动的过程中 A F逐渐变大 T逐渐变大B F逐渐变大 T逐渐变小C F逐渐变小 T逐渐变大D F逐渐变小 T逐渐变小 解析对O点受力分析如图所示 F与T的变化情况如图 由图可知在O点向左移动的过程中 F逐渐变大 T逐渐变大 故选项A正确 答案A 共点力作用下的物体的平衡 拓展3 2017 全国卷 21 多选 如图16柔软轻绳ON的一端O固定 其中间某点M拴一重物 用手拉住绳的另一端N 初始时 OM竖直且MN被拉直 OM与MN之间的夹角为 2 现将重物向右上方缓慢拉起 并保持夹角 不变 在OM由竖直被拉到水平的过程中 A MN上的张力逐渐增大B MN上的张力先增大后减小C OM上的张力逐渐增大D OM上的张力先增大后减小 解析方法一以重物为研究对象 受重力mg OM绳上拉力F2 MN上拉力F1 由题意知 三个力合力始终为零 矢量三角形如图所示 F1 F2的夹角为 不变 在F2转至水平的过程中 矢量三角形在同一外接圆上 由图可知 MN上的张力F1逐渐增大 OM上的张力F2先增大后减小 所以选项A D正确 B C错误 共点力作用下的物体的平衡