物理重点知识课件及解析 7Word格式文档下载.docx
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F1。
答案
（1）√
（2）×
（3）√ （4）×
（5）√
2.（多选）如图1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连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受的外力可能有（ ）
图1
A.2个B.3个C.4个D.5个
解析 若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg，则MN对P没有力的作用，如图甲所示，P受到2个力，A项正确；
若弹簧弹力大于P的重力，则MN对P有压力N，只有压力N，则P不能平衡，一定存在一个向右的力，只能是MN对P的摩擦力f，P此时受到4个力，如图乙所示，C项正确。
答案 AC
3.天然平衡岩带给我们的那种仿佛时间停止的静态之美成为很多艺术家的灵感源泉，他们不断尝试着复制这种不可思议的平衡之美。
达莱尔·
雷特便是这样一位艺术家，在其最为著名的作品中，雷特将一块大石头放在石化木顶端一块微小的基岩上。
这块大石头并非呈现出直立姿态，则是倾斜着身子。
则关于大石头的受力下述正确的是（ ）
图2
A.大石头一定受到三个力的作用
B.基岩对大石头的支持力一定竖直向上
C.基岩对大石头的支持力等于石头重力
D.基岩对大石头的作用力一定竖直向上
解析 由于大石头和支持它的石化木之间的接触面情形未知，可能水平也可能有倾斜，但大石头处于平衡状态，基岩对大石头的作用力一定竖直向上，选项D正确。
答案 D
受力分析
1.受力分析的基本思路
2.受力分析的三个常用判据
（1）条件判据：
不同性质的力产生条件不同，进行受力分析时最基本的判据是根据其产生条件。
（2）效果判据：
有时候是否满足某力产生的条件是很难判定的，可先根据物体的运动状态进行分析，再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力。
（3）特征判据：
从力的作用是相互的这个基本特征出发，通过判定其反作用力是否存在来判定该力是否存在。
【例1】 （多选）如图3所示，在水平力F作用下，A、B保持静止。
若A与B的接触面是水平的，且F≠0，则B的受力个数可能为（ ）
图3
A.3个B.4个C.5个D.6个
解析 先对A、B整体受力分析，受重力、推力、支持力；
当推力平行斜面向上的分力大于重力的下滑分力时，有上滑趋势；
当推力平行斜面向上的分力小于重力的下滑分力时，有下滑趋势；
当推力平行斜面向上的分力等于重力的下滑分力时，无滑动趋势；
再对A受力分析，受推力、重力、支持力和向左的静摩擦力，共4个力；
最后对B受力分析，受重力、A对B的压力和向右的静摩擦力，斜面对B的支持力，若B物体相对斜面有滑动趋势，则还要受到斜面的静摩擦力，若相对斜面无滑动趋势，则不受斜面的静摩擦力，即物体B可能受4个力，也可能受5个力，故选项B、C正确。
答案 BC
【拓展1】 （多选）在[例1]中，若力F作用在B上，A、B保持静止，则B的受力个数可能为（ ）
图4
解析 B物体一定受重力、斜面的支持力、A的压力和力F，斜面对B可能有摩擦力，也可能没有，故B可能受4个力或5个力，选项B、C正确。
【拓展2】 在[拓展1]中，水平推力改为水平拉力（水平向左），如图5所示，整个系统处于静止状态，则以下说法正确的是（ ）
图5
A.物块A的受力个数为4个
B.物块B的受力个数为4个
C.地面对物块C的支持力小于三者重力之和
D.地面对物块C的摩擦力大小等于F，方向水平向右
解析 对A进行受力分析，根据平衡条件知A只受重力和支持力2个力的作用，选项A错误；
对B进行受力分析，有重力、压力、C施加的垂直斜面斜向上的支持力、拉力F，根据平衡条件还有C施加的平行斜面斜向上的摩擦力，共5个力的作用，选项B错误；
以A、B、C整体为研究对象进行受力分析，根据平衡条件知地面对物块C的支持力等于三者重力之和，选项C错误；
对A、B、C整体进行受力分析，根据平衡条件知地面对物块C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，选项D正确。
1.一建筑塔吊如图6所示向右上方匀速提升建筑物料，若忽略空气阻力，则下列有关物料的受力图正确的是（ ）
图6
解析 由题意可知，物料匀速运动，合力为零，对物料受力分析知，拉力T与重力mg平衡，故选项A、B、C错误，D正确。
2.用两根细线把A、B两小球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用细线连接A、B两小球，然后用力F作用在小球A上，如图7所示，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态。
不考虑小球的大小，则力F的方向不可能为（ ）
图7
A.水平向右B.竖直向上
C.沿AO方向D.沿BA方向
解析 因为OB细线竖直，所以B球只受重力和细线OB的拉力而平衡，细线AB的弹力为零，A球受重力GA、细线OA的拉力TOA和力F作用，当TOA为零时，F竖直向上，且F＝GA；
当TOA不为零时，根据平衡条件可知：
GA与力F的合力与TOA是一对平衡力，所以力F的方向不可能沿AO方向，只有选项C符合题意。
答案 C
共点力作用下物体的平衡
1.平衡中的研究对象选取
（1）单个物体；
（2）能看成一个物体的系统；
（3）一个结点。
2.静态平衡问题的解题“五步骤”
【例2】 （多选）如图8所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心。
一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。
设滑块所受支持力为N，OP与水平方向的夹角为θ。
重力加速度为g，下列关系正确的是（ ）
图8
A.F＝
B.F＝mgtanθ
C.N＝
D.N＝mgtanθ
解析 方法一 合成法
滑块受力如图甲，由平衡条件知
＝tanθ，
所以F＝
，N＝
。
方法二 效果分解法
将重力按产生的效果分解，如图乙所示，
F＝G2＝
，N＝G1＝
方法三 正交分解法
将滑块受的力沿水平、竖直方向分解，如图丙所示，
mg＝Nsinθ，F＝Ncosθ，
联立解得F＝
方法四 封闭三角形法
如图丁所示，滑块受的三个力组成封闭三角形，解直角三角形得F＝
1.一个质量为3kg的物体，被放置在倾角为α＝30°
的固定光滑斜面上，在如图9所示的甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态的是（g＝10m/s2）（ ）
图9
A.仅甲图B.仅乙图
C.仅丙图D.甲、乙、丙图
答案 B
2.（2019·
黑龙江哈师大附中等三校一模）如图10所示，在粗糙的水平面上，固定一个半径为R的半圆柱体M，挡板PQ固定在半圆柱体M上，挡板PQ的延长线过半圆柱截面圆心O，且与水平面成30°
角。
在M和PQ之间有一个质量为m的光滑均匀球体N，其半径也为R。
整个装置处于静止状态，重力加速度为g。
则下列说法正确的是（ ）
图10
A.N对PQ的压力大小为mgB.N对PQ的压力大小为
mg
C.N对M的压力大小为mgD.N对M的压力大小为
解析 对球N受力分析，设M对N的支持力为F1，PQ对N的支持力为F2，由几何关系可知，F1和F2与竖直方向的夹角相等，均为30°
，则F1＝F2＝
＝
mg，由牛顿第三定律可知选项D正确，A、B、C错误。
3.（多选）如图11所示，斜面体A静置于水平地面上，其倾角为θ＝45°
，上表面水平的物块B在A上恰能匀速下滑。
现对B施加一个沿斜面向上的力F，使B能缓慢地向上匀速运动，某时刻在B上轻轻地放上一个质量为m的小物体C（图中未画出），A始终静止，B保持运动状态不变，关于放上C之后的情况，下列说法正确的是（ ）
图11
A.B受到的摩擦力增加了
mgB.推力F增大了
C.推力F增大了
mgD.A受到地面的摩擦力增加了mg
解析 设物块B的质量为M，根据物块B在A上恰能匀速下滑可知Mgsinθ＝μMgcosθ。
放上C之后，B受到的摩擦力增加了mgsinθ＝
mg，选项A正确；
由于B保持运动状态不变，放上C之后沿斜面向上的推力增大了mgsinθ＋μmgcosθ＝2mgsinθ＝
mg，选项B错误，C正确；
A受到地面的摩擦力增加了2mgsinθcosθ＝mg，选项D正确。
答案 ACD
共点力作用下的动态平衡问题
1.动态平衡
（1）所谓动态平衡问题，是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，常利用图解法解决此类问题。
（2）基本思路
化“动”为“静”，“静”中求“动”。
2.分析动态平衡问题的方法
方法
步骤
解析法
（1）列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式；
（2）根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况
图解法
（1）根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、边角的变化；
（2）确定未知量大小、方向的变化
相似三
角形法
（1）根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式；
（2）确定未知量大小的变化情况
【例3】 （2019·
海南五指山模拟）如图12所示，A是一均匀小球，B是一
圆弧形滑块，最初A、B相切于圆弧形滑块的最低点，一切摩擦均不计，开始B与A均处于静止状态，用一水平推力F将滑块B向右缓慢推过一段较小的距离，在此过程中（ ）
图12
A.墙壁对球的弹力不变B.滑块对球的弹力增大
C.地面对滑块的弹力增大D.推力F减小
解析 对小球受
力分析，小球受到重力、滑块的弹力和墙壁的弹力，如图所示，重力的大小和方向都不变，墙壁的弹力方向不变。
滑块的弹力和墙壁的弹力的合力不变，大小等于重力，由图可知，滑块对球的弹力在增大，墙壁对球的弹力在增大，故A错误，B正确；
对滑块和小球整体进行受力分析，整体受重力、支持力、墙壁的弹力及推力，竖直方向上滑块和小球的重力大小等于地面对滑块的弹力，滑块和小球的重力都不变，所以地面对滑块的弹力不变，水平方向上推力F大小等于墙壁对球的弹力，所以推力F增大，故C、D错误。
平衡中的“三看”与“三想”
（1）看到“缓慢”，想到“物体处于动态平衡状态。
”
（2）看到“轻绳、轻环”，想到“绳、环的质量可忽略不计”。
（3）看到“光滑”，想到“摩擦力为零”。
1.（多选）如图13所示，倾斜的木板上有一静止的物块，水平向右的恒力F作用在该物块上。
在保证物块不相对木板滑动的情况下，现以过木板下端点O的水平轴为转轴，使木板在竖直面内顺时针缓慢旋转一个小角度。
在此过程中下面说法正确的是（ ）
图13
A.物块所受支持力一定变大
B.物块所受支持力和摩擦力的合力一定不变
C.物块所受摩擦力可能变小
D.物块所受摩擦力一定变大
解析 设木板与水平面的夹角为θ，对物块进行受力分析可知物块受竖直向下的重力mg、恒力F和垂直木板向上的支持力N以及沿木板向上的静摩擦力f，由于物块始终处于静止状态，故垂直木板方向合力为零，则物块所受支持力与摩擦力的合力与重力和F的合力相平衡，故物块所受支持力和摩擦力的合力不变。
根据平衡条件有，在垂直木板方向有N＋Fsinθ＝mgcosθ，由题意可知θ逐渐增大，故N逐渐减小，由于摩擦力与支持力的合力不变，当θ逐渐增大时，摩擦力与该合力的夹角逐渐减小，所以摩擦力一定变大，故A、C错误，B、D正确。
答案 BD
商丘模拟）如图14所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。
质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。
现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中，手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力N的大小变化情况是（ ）
图14
A.F不变，N增大B.F不变，N减小
C.F减小，N不变D.F增大，N减小
解析 小球沿圆环缓慢上移
可看成小球始终受力平衡，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图所示，由图可知△OAB∽△G′FA即：
，当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，N不变，故C正确。
3.[注意“活结”和“死结”的区别]（多选）（2019·
江西上饶二模）如图15所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于O点。
一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F的作用下，处于水平方向，现缓慢改变绳OA的方向至θ<
90°
，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态。
下列说法正确的是（ ）
图15
A.绳OA的拉力先减小后增大B.绳OB的拉力一直增大
C.地面对斜面体有向右的摩擦力D.地面对斜面体的支持力不断减小
解析 缓慢改变绳OA的方向至θ＜90°
的过程中，OA拉力的方向变化如图所示，从3位置到2位置到1位置可见OA的拉力先减小后增大，OB的拉力一直减小，故A正确，B错误；
以斜面和P、Q整体为研究对象受力分析，根据平衡条件可知斜面受地面的摩擦力与OA绳水平方向的分力等大、反向，故摩擦力方向向左，C错误；
以斜面体和P整体为研究对象受力分析，绳OB对其竖直向下的分力减小，则地面对斜面的支持力减小，故D正确。
答案 AD
平衡中的临界、极值问题
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。
【例4】 如图16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（ ）
图16
A.
GB.
GC.GD.
G
解析 对A球受力分析可知，因O、A间绳竖直，则A、B间绳上的拉力为0。
对B球受力分析如图所示，则可知当F与O、B间绳垂直时F最小，Fmin＝Gsinθ，其中sinθ＝
，则Fmin＝
G，故选项A正确。
答案 A
1.如图17，倾角为45°
的斜面体A放在水平地面上，A与地面间的动摩擦因数为0.75，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，光滑半球体B静止在竖直墙和斜面体之间，已知A、B所受重力都为G，若在B的球心处施加一竖直向下的力F，要保持斜面体静止不动，F的最大值是（ ）
图17
A.GB.1.5GC.2GD.2.5G
解析 对斜面体和半球体整体受力分析如图甲所示，施加力F之后，可知斜面体对地面的正压力为2G＋F，最大静摩擦力为fm＝μ（2G＋F）；
对半球体受力分析如图乙所示，未施加力F时有，竖直墙壁的弹力大小F1＝Gtan45°
，施加力F之后，竖直墙壁弹力大小变为F1′＝（G＋F）tan45°
，要使斜面体静止不动，水平方向上受力平衡，即（G＋F）tan45°
≤μ（2G＋F），解得F≤2G，选项C正确。
甲 乙
2.（多选）（2019·
安徽安庆二中质检）如图18所示，质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止。
当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑，如果用与斜面成α角的力F拉着木块沿斜面匀速上滑。
重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
图18
A.当α＝2θ时，F有最小值
B.F的最小值为mgsin2θ
C.在木块匀速上滑过程中，地面对M的静摩擦力方向水平向右
D.在木块匀速上滑过程中，地面对M的静摩擦力方向水平向左
解析 选木
块为研究对象，当没加外力F时正好匀速下滑，设木块与斜面间的动摩擦因数为μ，此时平行于斜面方向必有mgsinθ＝μmgcosθ。
当加上外力F时，对木块受力分析如图，则有f＝μN，平行于斜面方向有f＋mgsinθ＝Fcosα，垂直于斜面方向有N＋Fsinα＝mgcosθ，联立解得F＝
，故当α＝θ时，F有最小值，最小值为Fmin＝mgsin2θ，故A错误，B正确；
选M和m组成的整体为研究对象，设水平面对木楔M的摩擦力是f′，水平方向受力平衡，则有f′＝Fcos（θ＋α），可知摩擦力的方向水平向左，故C错误，D正确。
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。
（如例4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。
（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T2的求解方法）
科学思维系列——整体法、隔离法在平衡问题中的应用
1.整体法与隔离法
整体法
隔离法
概念
将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法
将研究对象与周围物体分隔开的方法
选用
原则
研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度
研究系统内物体之间的相互作用力
2.整体法
整体法是研究力学问题的又一重要方法，它是将几个相互关联的物体看成一个整体（系统），把这一整体作为研究对象。
这种研究方法与隔离法各有长处，如果不求系统的内力，则用整体法更简便。
【典例】 （2019·
杭州七校联考）如图19所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线连接，甲球用细线悬挂在天花板上。
现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧。
则平衡时两球的可能位置是下面的（ ）
图19
解析 用整体法分析，把两个小球看做一个整体，此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F（甲受到的）、水平向右的力F（乙受到的）和细线1的拉力，两水平力相互平衡，故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直；
再用隔离法，分析乙球受力的情况，乙球受到向下的重力mg，水平向右的拉力F，细线2的拉力F2。
要使得乙球受力平衡，细线2必须向右倾斜。
选项A正确。
【拓展1】 把[典例]图中的乙球放在光滑的斜面上如图所示，甲、乙两个质量相同的球用线连接，甲球用线挂在天花板上，乙球放在光滑斜面上，系统保持静止（线的质量不计），以下图示正确的是（ ）
【拓展2】 在[典例]中，如果作用在乙球上的力大小为F，作用在甲球上的力大小为2F，则此装置平衡时的位置可能是（ ）
解析 将甲、乙
两个小球作为一个整体，受力分析如图所示，设上面的绳子与竖直方向的夹角为α，则根据平衡条件可得tanα＝
；
再单独研究乙球，设下面的绳子与竖直方向的夹角为β，根据平衡条件可得tanβ＝
，因此β>
α，因此甲球在竖直线的右侧，而乙球在竖直线的左侧，选项C正确。
【拓展3】 在[典例]中，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θ＝30°
，如图20所示，重力加速度为g，则F达到最小值时Oa绳上的拉力为（ ）
图20
mgB.mgC.
mgD.
解析 以两个小球组
成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图，根据平衡条件得知：
F与T的合力与重力mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F有最小值，根据平衡条件得F＝2mgsin30°
＝mg，T＝2mgcos30°
mg，选项A正确。
课时作业
（时间：
35分钟）
基础巩固练
1.（多选）（2019·
泉州模拟）2018年3月15日，华体集团泳联世界杯日本站展开争夺。
中国队首日告捷，包揽了男女双人10米台和男女双人3米板的4枚金牌。
我国某一跳水运动员在走板时，从跳板的A端缓慢地走到B端，跳板逐渐向下弯曲，如图1所示，在此过程中，该运动员对跳板的（ ）
A.压力不断增大B.摩擦力不断增大
C.作用力不变D.作用力不断增大
解析 对人受力分析，受重力，支持力和摩擦力。
当从跳板的A端缓慢地走到B端，跳板逐渐向下弯曲，跳板与水平方向所成角度为θ。
故人受支持力为N＝mgcosθ，摩擦力为f＝mgsinθ，当跳板逐渐向下弯曲过程中θ变大，则支持力变小，摩擦力变大。
由于人处于平衡状态，跳板对人的作用力，即支持力与摩擦力的合力，与重力等大反向，不发生变化，由牛顿第三定律可知运动员对跳板的作用力不变。
综上分析，选项B、C正确。
2.如图2所示，光滑斜面的倾角为θ＝37°
，一个可以看成质点的小球在轻质细线的拉力作用下静止在斜面上，细线与斜面间的夹角也为37°
，若小球的重力为G，sin37°
＝0.6，cos37°
＝0.8，则手对细线的拉力等于（ ）
A.GB.
C.
D.
解析 对小球受力分析，小球受到重力、细线的拉力F、斜面的支持力作用，在沿斜面方向上，Fcos37°
＝Gsin37°
，解得F＝Gtan37°
G，故选项C正确。
3.（2017·
全国卷Ⅱ，16）如图3所示，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°
角，物块也恰好做匀速直线运动。
物块与桌面间的动摩擦因数为（ ）
A.2－
B.
解析 当F水平时，根据平衡条件得F＝μmg；
当保持F的大小不变，而方向与水平面成60°
角时，由平衡条件得Fcos60°
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