小初高学习高考物理总复习第7讲共点力的平衡讲义.docx

1、小初高学习高考物理总复习第7讲共点力的平衡讲义第7讲共点力的平衡考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求共点力的平衡15年16年17年,T4选择，结合安培力考查二力平衡,推理T14计算，考查共点力平衡,推理T14计算，应用共点力的平衡条件求弹力大小,推理T14计算，应用共点力的平衡条件求弹力和摩擦力大小,推理弱项清单,1.受力分析不全或错误2对连接体问题不能灵活用整体法、隔离法分析3平衡中的临界状态和极值问题不会分析和运算知识整合一、平衡状态物体处于_状态或_状态二、平衡条件物体所受的合外力为_，也就是物体的加速度_三、平衡条件的推论1二力平衡如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，

2、这两个力必定_2三力平衡如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与_3多力平衡如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与_4物体在同一平面内的三个不平行的力作用下，处于平衡状态，这三个力必_四、受力分析1定义：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力_的过程2受力分析一般顺序先分析场力(_、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、_)，最后分析其他力方法技巧考点1受力分析整体法与隔离法的应用1受力分析的基本步骤(1)明确研究对象即确定分析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统(2)隔离物体分析将研究对象从周

3、围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用(3)画受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出力的方向，标明各力的符号2受力分析的常用方法(1)整体法；(2)隔离法；(3)假设法【典型例题1】(多选)如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上，关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是() AA一定受到四个力 BB可能受到四个力 CB与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 DA与B之间一定有摩擦力【典型例题2】如图所示，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

4、线都被拉紧则平衡时两球的可能位置是()1.在典型例题2中，如果作用在乙球上的力大小为F，方向水平向左，作用在甲球上的力大小为2F，方向水平向右，则此装置平衡时的位置可能是()考点2共点力平衡的一般处理方法一、平衡问题的一般步骤1确定研究对象(单个物体或者几个物体组成的系统)；2进行受力分析；3利用合成、分解或者正交分解等方法列方程求解；4检查并讨论二、平衡问题的一般方法方法内容分解法物体受到几个力的作用，将某一个力按力的效果进行分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件合成法物体受几个力的作用，通过合成的方法将它们简化成两个力，这两个力满足二力平衡条件正交分解法将处于平衡状态的物体所受

5、的力，分解为相互正交的两组，每一组的力都满足二力平衡条件图解法物体受同一平面内三个互不平行的力的作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形，反之，若三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零正弦定理法三力平衡时，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件找到角度关系，则可用正弦定理列式求解相似三角形法物体受三个力作用而处于平衡状态，若已知条件中涉及三角形的边长，则由三个力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似，利用相似比可以方便地求解相关的问题【典型例题3】(多选)如图所示，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

6、直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为球B的半径的3倍，球B所受的重力为G，整个装置处于静止状态设墙壁对B的压力为F1，A对B的压力为F2，则若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是() AF1减小 BF1增大 CF2增大 DF2减小2.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() AF逐渐变大，T逐渐变大 BF逐渐变大，T逐渐变小 CF逐渐变小，T逐渐变大 DF逐渐变小，T逐渐变小考点3平衡中的临界和极值问题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

7、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，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题3解决临界问题和极值问题的方法一般临界问题和极值问题是同时出现的常用以下几种分析方法：(1)极限法：首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点；必要时可以把某个物理量推向极端，即极大和极小例如最大静摩擦力既是极值问题也是临界问题(2)数学分析法：通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系或画出函数图象，用数学的方法求极值(如求二次函数极值、三角函数极值等)(3)物理分析方法：根据物体的

8、平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值与最小值【典型例题4】如图所示，质量为m的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30时恰能沿斜面匀速下滑对物体施加一大小为F水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)这一临界角0的大小当堂检测1.如图所示，为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，运动员的质量为60 kg，运动员双手臂所能承受的拉力不能超过540 N此时

9、手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53，则此时行囊的质量不能超过(设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10m/s2，sin530.8，cos530.6)() A60 kg B50 kg C40 kg D30 kg第1题图第2题图2如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块如果小圆环A、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子又不可伸长，若平衡时弦AB所对的圆心角为，则两物块的质量比m1m2应为() Acos Bsin C2sin D2cos3(17

10、年连云港检测)如图，支架固定在水平地面上，其倾斜的光滑直杆与地面成30角，两圆环A、B穿在直杆上，并用跨过光滑定滑轮的轻绳连接，滑轮的大小不计，整个装置处于同一竖直平面内圆环平衡时，绳OA竖直，绳OB与直杆间夹角为30.则环A、B的质量之比为() A1 B12 C.1 D.2第3题图第4题图4(17年南京阶段检测)(多选)如图所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30.则() A滑块可能受到三个力作用 B弹簧一定处于压缩状态 C斜面对滑块的支持力大小可能为零 D斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg/25

11、如图所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止试求：(1)小环对杆的压力；(2)小环与杆之间的动摩擦因数至少为多大？第5题图第7讲共点力的平衡知识整合基础自测一、静止匀速直线运动二、零a0三、1.等大、反向、共线2其余两个力的合力等大、反向、共线3其余几个力的合力等大、反向、共线4共点四、1.示意图2.重力摩擦力方法技巧典型例题1AD【解析】对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，故选项C错误；对

12、B受力分析，如图乙所示，其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态，故B只受到三个力，选项B错误；对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力，共四个力，选项A、D正确典型例题2A【解析】用整体法分析，把两个小球看作一个整体，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必须向右倾斜变式训练1C【解析】将甲、乙两个小球

13、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，则根据平衡条件可得tan ，再单独研究乙球，设下面的绳子与竖直方向的夹角为，根据平衡条件可得tan ，因此，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 典型例题3AD【解析】方法一解析法：以球B为研究对象，受力分析如图甲所示，根据合成法，可得出F1Gtan ，F2，当A向右移动少许后，减小，则F1减小，F2减小故选项A、D正确方法二图解法：先根据平衡条件和平行四边形定则画出如图乙所示的矢量三角形，在角减小的过程中，从图中可直观地看出，F1、F2都会减小故选项A、D正确甲乙变式训练2A【解析】对O点受力分析如图所示，F

14、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正确典型例题4(1)(2)60【解析】(1)如图所示，未施加力F时，对物体受力分析，由平衡条件得mgsin30mgcos30解得tan 30；(2)设斜面倾角为时，受力情况如图所示，由平衡条件得：Fcos mgsinFfFNmgcosFsinFfFN解得F当cos sin 0，即tan 时，F，即“不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行”，此时，临界角060.当堂检测1D【解析】以运动员和行囊整体为研究对象，分析受力情况，作出受力图，如图所示设运动员和行囊的质量分别为M和m.根据平衡条件，得(Mm)g，

15、当岩壁对手臂的拉力F1达到最大值540 N时，行囊的质量最大，最大值为mM，代入解得m30 kg，选项D正确2C【解析】对小圆环A受力分析，如图所示，FT2与FN的合力与FT1平衡，由矢量三角形与几何三角形相似，可知：第2题图，解得：2sin，C正确3A【解析】以A为研究对象，则A只能受到重力和绳子的拉力的作用，杆对A不能有力的作用，否则A水平方向受力不能平衡所以：TmAg；以B为研究对象，根据共点力平衡条件，结合图可知，绳子的拉力T与B受到的支持力N与竖直方向之间的夹角都是30，所以T与N大小相等，得：mBg2Tcos30T，故mAmB1.第3题图4AD【解析】将滑块隔离，分析受力，将滑块所受重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件可知，斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg/2，有摩擦必定有弹力，则斜面对滑块的支持力大小一定不为零，选项C错误，D正确；弹簧可能处于原长，没有弹力，此时滑块受到重力、斜面支持力和摩擦力三个力作用，故A正确，B错误5. (1) Mgmg(2) 【解析】(1)整体法分析有2FN(M2m)g，即FNMgmg小环对杆的压力FNMgmg；(2)研究M，得2FTcos30Mg，临界状态，此时小环受到的静摩擦力达到最大值，则有FTsin30FN，解得动摩擦因数至少为.