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1、力与物体的平衡考情分析与备考建议1五年考情分析分课时考点试卷及题号第1课时力与物体的平衡考点1受力分析与物体的静态平衡16年卷T17、17年卷T16、17年卷T17、19年卷T16、19年卷T16考点2动态平衡问题16年卷T19、16年卷T14、17年卷T21、19年卷T19考点3电场力作用下的平衡问题19年卷T15考点4磁场力作用下的平衡问题15年卷T24、16年卷T24第2课时力与直线运动考点1匀变速直线运动规律的应用18年卷T14、19年卷T18考点2直线运动图象的应用16年卷T21、18年卷T15、18年卷T19、18年卷T18考点3牛顿运动定律的应用15年卷T20、15年卷T20考点
2、4动力学方法分析“板块”模型15年卷T25、15年卷T25、17年卷T25、19年卷T20第3课时力与曲线运动考点1曲线运动的性质和特点15年卷T24、19年卷T19考点2平抛运动规律的应用15年卷T18、16年卷T25、17年卷T15考点3圆周运动问题16年卷T16、16年卷T25、16年卷T24、17年卷T17考点4万有引力定律的理解和应用15年卷T21、16年卷T17、16年卷T14、17年卷T19、17年卷T14、18年卷T20、18年卷T16、18年卷T15、19年卷T21、19年卷T14、19年卷T152复习备考建议(1)受力分析与物体的平衡着重考查连接体的平衡、整体法与隔离法的应
3、用、物体的动态平衡问题、绳、杆、面弹力的大小与方向、胡克定律及摩擦力的大小等复习时要熟练掌握受力分析方法、共点力平衡的处理方法，尤其是动态平衡的几种解题方法(2)匀变速直线运动问题一般结合牛顿运动定律，考查形式灵活，情景多样，贴近生活，计算题多以板块模型、多过程问题为主，多结合vt图象，难度较大，单纯直线运动问题一般在选择题中结合vt图象考查，难度不大(3)平抛运动的规律及分析方法、圆周运动的受力特点(特别是竖直面内的圆周运动的受力特点)及能量变化是考查重点平抛运动与竖直面内圆周运动相结合，再结合能量守恒考察的问题也需要重视(4)万有引力与航天基本上每年必有一题，开普勒定律、行星和卫星的运行规
4、律、变轨、能量问题、双星问题、万有引力与重力关系等，复习时要全面深入，掌握各类问题的实质第1课时力与物体的平衡考点受力分析与物体的静态平衡1受力分析顺序(1)先场力(重力、电场力、磁场力)后接触力(先弹力后摩擦力)(2)先分析“确定的力”，再由“确定的力”判断“不确定的力”2整体法与隔离法研究系统外的物体对系统整体的作用力时用整体法；研究系统内物体之间的相互作用力时用隔离法遇到多物体平衡时一般整体法与隔离法结合运用，一般先整体后隔离(1)采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的运动状态应该相同(2)当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三
5、定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”3两种常用方法(1)合成法：一般三力平衡时(或多力平衡转化成三力平衡后)用合成法，由平行四边形定则合成任意两力(一般为非重力的那两个力)，该合力与第三个力平衡，在由力的示意图所围成的三角形中解决问题将力的问题转化成三角形问题，再由三角函数、勾股定理、图解法、相似三角形法等求解(2)正交分解法：一般受三个以上共点力平衡时用正交分解法，把物体受到的各力分解到相互垂直的两个方向上，然后分别列出两个方向上的平衡方程例1(2019湖南娄底市下学期质量检测)如图1所示，竖直面光滑的墙角有一个质量为m、半径为r的均匀半球体物块A，现在A上放一密度和半径与A相同的
6、球体B，调整A的位置使得A、B保持静止状态，已知A与地面间的动摩擦因数为0.5，则A球球心距墙角的最远距离是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图1A.B2rC.D.答案C解析由题意知，B的质量为2m，对A、B整体，地面对A的支持力为：FN3mg，当地面对A的摩擦力达到最大静摩擦力时，A球球心距墙角的距离最远，分别对A、B受力分析，如图所示；根据平衡条件得：FNAB，FNBAcosFN，又FNABFNBA解得：tan，则A球球心距墙角的最远距离为：x2rcosrr，故C正确，A、B、D错误变式训练1(2019全国卷16)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行已知物
7、块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为()A150kgB100kgC200kgD200kg答案A解析设物块的质量最大为m，将物块的重力沿斜面向下方向和垂直斜面向下方向分解，由平衡条件，在沿斜面方向有Fmgsin30mgcos30，解得m150kg，A项正确2(2019浙南名校联盟期末)如图2所示，一个质量为4kg的半球形物体A放在倾角37的斜面体B的斜面上静止不动若用通过球心的水平推力F10N作用在物体上，物体仍静止在斜面上，斜面体仍相对地面静止已知sin370.6，cos370.8，取g10m/s2，则()图2A地面对斜面
8、体B的弹力不变B地面对斜面体B的摩擦力增加8NC物体A受到斜面体B的摩擦力增加8ND物体A对斜面体B的作用力增加10N答案A解析对A、B整体受力分析可知，地面对斜面体B的弹力不变，地面对B的摩擦力增加了10 N；对物体A受力分析，加F前，B对A的摩擦力Ffmgsin 24 N，加F后FfFcosmgsin ，得Ff16 N，故减少8 N；加F前，A对B的作用力大小为40 N，加F后，A对B的作用力大小为10 N，A对B的作用力增加，但不是10 N考点动态平衡问题1图解法物体受三个力平衡：一个力恒定、另一个力的方向恒定，求第三个力时可用此法由三角形中边长的变化知力的大小的变化，还可判断出极值例：
9、挡板P由竖直位置绕O点逆时针向水平位置缓慢旋转时小球受力的变化(如图3)图32相似三角形法物体受三个力平衡：一个力恒定、另外两个力的方向同时变化，当所作“力的矢量三角形”与空间的某个“几何三角形”总相似时用此法(如图4)图43等效圆周角不变法物体受三个力平衡：一个力恒定、另外两个力大小、方向都变化，但两力夹角不变时可用此法(如图5)由弦长的变化判断力的变化，此类题也可用正弦定理求解图54解析法如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，找函数关系，根据自变量的变化确定因变量的变化还可由数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值例2(多选)(2019全国卷19)如图6，一粗
10、糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45.已知M始终保持静止，则在此过程中()图6A水平拉力的大小可能保持不变BM所受细绳的拉力大小一定一直增加CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加DM所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加答案BD解析对N进行受力分析如图所示，因为N的重力与水平拉力F的合力和细绳的拉力FT是一对平衡力，从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增大，细绳的拉力也一直增大，选项A错误，B正确；M的质量与N的质量的大小关系不确定，设斜面倾角为，若mNg
11、mMgsin，则M所受斜面的摩擦力大小会一直增大，若mNg2答案D7(多选)如图7所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂在水平板的M、N两点，A上带有Q3.0106C的正电荷两线夹角为120，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度g取10m/s2；静电力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可视为点电荷)，则()图7A支架对地面的压力大小为2.0NB两线上的拉力大小F1F21.9NC将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F11.225N，F21.0ND将
12、B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1F20.866N答案BC解析小球A、B间的库仑力为F库k9.0109N0.9N，以B和绝缘支架整体为研究对象，受力分析如图甲所示，地面对支架的支持力为FNmgF库1.1N，由牛顿第三定律知，A错误；以A球为研究对象，受力分析如图乙所示，F1F2mAgF库1.9N，B正确；B水平向右移，当M、A、B在同一直线上时，由几何关系知A、B间距为r0.6m，F库k0.225N，以A球为研究对象，受力分析如图丙所示，可知F21.0 N，F1F库1.0 N，F11.225 N，C正确；将B移到无穷远处，则F库0，可求得F1F21.0N，D错误8.如图8所示，半圆形金属框架
13、竖直放在粗糙的水平地面上，套在其上的光滑小球P在水平外力F作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为，现用力F拉动小球，使其缓慢上移到框架的最高点，在此过程中金属框架始终保持静止，下列说法中正确的是()图8A框架对小球的支持力先减小后增大B水平拉力F先增大后减小C地面对框架的支持力先减小后增大D地面对框架的摩擦力一直减小答案D解析以小球为研究对象，受力分析如图所示：根据动态矢量三角形可知，框架对小球的支持力不断减小，故A错误；水平拉力F一直减小，故B错误；以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用，因水平拉力F一直减小，所以地面对框架的摩
14、擦力始终在减小，地面对框架的支持力保持不变，故C错误，D正确9(2019安徽蚌埠市质检)如图9所示，A、B、C三根平行通电直导线质量均为m，通入的电流大小相等，其中C中的电流方向与A、B中的电流方向相反，A、B放置在粗糙的水平面上，C静止在空中，三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点，且三根导线均保持静止，重力加速度为g，则A导线受到B导线的作用力大小和方向为()图9A.mg，方向由A指向BB.mg，方向由B指向AC.mg，方向由A指向BD.mg，方向由B指向A答案A解析三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点，通入的电流大小相等，则FBCFACFBA，又反向电流相互排斥，对电流C受力分
15、析如图：由平衡条件可得：2FACcos30mg，解得：FACmg，则FBAmg同向电流相互吸引，故A导线受到B导线的作用力方向由A指向B.10(多选)A、C是两个带电小球，质量分别是mA、mC，电荷量大小分别是QA、QC，用两条等长绝缘细线悬挂在同一点O，两球静止时如图10所示，此时细线对两球的拉力分别为FTA、FTC，两球连线AC与O所在竖直线的交点为B，且ABQCBmAmCFTAFTCCFTAFTCDmAmCBCAB答案BD解析设两个小球之间的库仑力为F，利用相似三角形知识可得，A球所受三个力F、FTA、mAg构成的三角形与三角形OBA相似，；C球所受三个力F、FTC、mCg构成的三角形与
16、三角形OBC相似，；因OAOC，所以mAmCFTAFTC；mAmCBCAB，则选项B、D正确，C错误；因两球之间的作用力是相互作用力，则无法判断两球带电荷量的多少，选项A错误级争分练11.(2019山东烟台市下学期高考诊断)如图11所示，质量为M的斜劈静止在粗糙水平地面上，质量为m的物块正在质量为M的斜面上匀速下滑现在m上施加一个水平推力F，则在m的速度减小为零之前，下列说法正确的是()图11A加力F之后，m与M之间的摩擦力变小B加力F之后，m与M之间的作用力不变C加力F之后，M与地面之间产生静摩擦力D加力F前后，M与地面间都没有摩擦力答案D解析由m匀速下滑得：垂直斜面方向：FNmgcos，滑
17、动摩擦力为：Ffmgcos；在m上加一水平向右的力F，垂直斜面方向：FNmgcosFsin，滑动摩擦力为：FfFN(mgcosFsin)；对物块，所受支持力增加了Fsin，则摩擦力增加Fsin，即支持力与摩擦力成比例地增加，其合力方向还是竖直向上，大小增大，而m与M之间的作用力即为此合力，也是增大的，则斜面所受的摩擦力与压力的合力方向还是竖直向下，水平方向仍无运动趋势，则不受地面的摩擦力，故A、B、C错误，D正确12.如图12所示，边长为l、质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁
18、场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2.导线框中的电流大小为()图12A.B.C.D.答案A解析当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为l，受到的安培力方向竖直向上，故F1BIlmg，当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为l，受到的安培力方向竖直向下，故F2BIlmg，联立可得I，A正确13.如图13所示，a、b、c三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球A、B保持静止，细绳a是水平的，现对B球施加一个水平向右的力F，将B缓缓拉到图中虚线位置，A球保持不动，这时三根细绳张力Fa、Fb、Fc的变化情况
19、是()图13A都变大B都不变CFb不变，Fa、Fc变大DFa、Fb不变，Fc变大答案C解析以B为研究对象受力分析，将重力分解，如图甲所示，由图可以看出，当将B缓缓拉到图中虚线位置过程，绳与竖直方向夹角变大，即Fc逐渐变大，F逐渐变大；再以A、B整体为研究对象受力分析，如图乙所示设b绳与水平方向夹角为，则竖直方向有：Fbsin2mg得：Fb，不变；水平方向：FaFbcosF，Fbcos不变，而F逐渐变大，故Fa逐渐变大14(2019安徽蚌埠市第三次质量检测)如图14所示，一根轻绳的两端分别固定在两座山的A、B处，A、B两点水平距离BD16m，竖直距离AD2m，A、B间绳长为20m重为120N的猴子抓住套在绳子上的滑环在AB间滑动，某时刻猴子在最低点C处静止，则此时绳的张力大小为(绳处于拉直状态)()图14A75NB100NC150ND200N答案B解析对滑环和猴子整体受力分析如图，设拉力FT与水平方向的夹角为，由几何关系可得：cos，解得37，又由平衡条件得：2FTsinmg，解得：FTN100N，故A、C、D错误，B正确