《2020高考物理新课标专用版冲刺大二轮课件：专题一 力与运动 第1课时 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考物理新课标专用版冲刺大二轮课件：专题一 力与运动 第1课时 .pdf（35页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第1课时 力与物体的平衡 专题一 力与运动 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，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
2、.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 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. 栏目 索引 考点1 受力分析与物体的静态平衡 考点2 动态平衡问题 考点3 电场力作用下的平衡问题 考点4 磁场力作用下的平衡问题 1.受力分析顺序 (1)先场力( 力、电场力、 力)后接触力(先 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 法；研究系统内物体之间的
3、相互 作用力时用 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，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”. 重 磁场 弹力 整体 隔离 考点1 受力分析与物体的静态平衡 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
4、，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) 图图1 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
5、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； 又FNABFNBA 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.已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 ，重力加速度取10 m/s2.若轻绳 能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为 解析 设物块的质量最大为m，将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平 衡条件，在沿斜面方向有Fmgsin 30mgcos 30，解得m150 kg，A项正确. 2.(2019浙江浙南名校联盟期末)如图2所示，一个质量为4 kg的半
6、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F10 N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sin 370.6，cos 370.8， 取g10 m/s2，则 A.地面对斜面体B的弹力不变 B.地面对斜面体B的摩擦力增加8 N C.物体A受到斜面体B的摩擦力增加8 N D.物体A对斜面体B的作用力增加10 N 图图2 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FfFcos mgsin ，得Ff16 N，故减少8 N；
7、 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 A对B的作用力增加，但不是10 N. 1.图解法 物体受三个力平衡：一个力恒定、另一个力的 恒定时可用此法.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：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) 图图3 方向 考点2 动态平衡问题 2.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 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). 图图4 方向 3.解析法 如果物体受到多个力的作用，可进行 分解，利用解析法，建立平衡方程，找
8、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. 正交 例2 (多选)(2019全国卷19)如图5，一粗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 A.水平拉力的大小可能保持不变 B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加图图5 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
9、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mNgmMgsin ，则M 所受斜面的摩擦力大小会一直增大，若mNgk1)的另一轻弹 簧，在其他条件不变的情况下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为FT2，弹簧的弹 力为F2，则下列关于FT1与FT2、F1与F2之间的大小关系正确的是 A.FT1FT2 B.FT1FT2 C.F1F1， 故A、D错误，B、C正确. 1.电场力 (1)大小：FqE.若为匀强电场，电场力为 ；若为非匀强电场，电场力大小与 电荷所处的位置有关.点电荷
10、间的库仑力F . (2)方向：正电荷所受电场力方向与场强方向相同，负电荷所受电场力方向与场强 方向 . 恒力 相反 考点3 电场力作用下的平衡问题 2.两个遵循 (1)遵循平衡条件：与纯力学问题的分析方法相同，只是多了电场力，把电学问题 力学化可按以下流程分析： (2)遵循电磁学规律：要注意准确判断电场力方向. 要注意电场力大小的特点：点电荷间的库仑力大小与距离的平方成反比，电荷 间相互作用力遵循牛顿第三定律. 例3 (2019浙江新高考研究联盟第二次联考)如图8所示，两个带电荷量分别为Q1 与Q2的小球固定于相距为5d的光滑水平面上，另有一个带电小球A，悬浮于空中不 动，此时A离Q1的距离为
11、4d，离Q2的距离为3d.现将带电小球A置于水平面上某一位 置，发现A刚好静止，则此时小球A到Q1、Q2的距离之比为 图图8 解析 小球A悬浮于空中时， 受力分析如图所示， 由几何关系知37， 变式训练 5.(2019浙江温州市联考)密立根油滴实验原理如图9所示.两块水平放置的金属板分别 与电源的正、负极相接，板间电压为U，形成竖直向下、场强为E的匀强电场.用喷 雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴.通过显微镜可找到 悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，则下列说法正确的是 A.悬浮油滴带正电 B.悬浮油滴的电荷量为 C.增大场强，悬浮油滴将向上运动 D.油滴的电荷量不一
12、定是电子电荷量的整数倍 图图9 解析 因油滴静止，故所受电场力向上，油滴带负电，故A错误； 增大场强，电场力将大于重力，油滴将向上运动，故C正确； 带电体电荷量均为元电荷的整数倍，故D错误. 6.(2019浙江嘉丽3月联考)如图10所示，水平地面上固定一个绝缘直角三角形框架 ABC，其中ACB.质量为m、带电荷量为q的小圆环a套在竖直边AB上，AB面与 圆环间的动摩擦因数为，质量为M、带电荷量为Q的小滑块b位于斜边AC上，a、 b静止在同一高度上且相距L.圆环、滑块均视为质点，AC面光滑，则 A.圆环a带正电 图图10 解析 a、b静止在同一高度上，对b，受到 重力Mg、斜面的支持力FN及a对
13、b的库仑引 力F，从而处于平衡状态，由于b带正电，因 此圆环a带负电，故A错误； 圆环a处于静止状态，受到的是静摩擦力，其大小为Ffmg，故B错误. 1.安培力 (1)大小：F ，此式只适用于BI的情况，且L是导线的 长度.当BI时F . (2)方向：用 定则判断，安培力垂直于B、I决定的平面. 2.洛伦兹力 (1)大小：F ，此式只适用于Bv的情况.当Bv时F . (2)方向：用 定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力不做功. BIL0 左手 qvB 0 左手 考点4 磁场力作用下的平衡问题 有效 3.立体平面化 该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成，难点是该模型具有立
14、体性，解 题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系. 4.带电体的平衡 如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则通常是匀速 直线运动. 例4 (2019陕西榆林市模拟)挂在天平底部的矩形线圈 abcd(质量不计)的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入 如图11所示的电流I时，调节两盘中的砝码，使天平平衡.然后 使电流I反向，这时要在天平的左盘上加质量为2102 kg的 砝码，才能使天平重新平衡.若已知矩形线圈共10匝，通入的 电流I0.1 A，bc边长度为10 cm，则磁场对bc边作用力F的大 小和该磁场的磁感应强度B的大小分别是(g取10 m
15、/s2) A.F0.2 N，B20 TB.F0.2 N，B2 T C.F0.1 N，B1 TD.F0.1 N，B10 T 图图11 解析 当线圈中通入题图所示电流后，右盘矩形线圈 abcd受到的安培力为FnBIL，方向向上；设左盘砝码 的质量为M，右盘砝码的质量为m，此时根据天平处于 平衡状态有：MgmgnBIL，当通有反向电流时，右 盘矩形线圈abcd受到的安培力为FnBIL，方向向下， 此时根据天平处于平衡状态有：Mg210210 N mgnBIL，联立解得：B1 T，F0.1 N，故A、B、D 错误，C正确. 变式训练 7.(2019浙江台州3月一模)如图12所示，在水平绝缘杆上用两条等
16、长的平行绝缘丝线 悬挂一质量为m的通电导体棒.将导体棒放置在蹄形磁铁的磁场中，由于安培力的作 用，当两条丝线与竖直方向均成30角时，导体棒处于平衡状态，重力加速度为g.则 关于导体棒在平衡状态时的说法正确的是 A.导体棒所在处的磁感应强度处处相等 图图12 D.导体棒受到的安培力与拉力的合力大小一定等于mg 8.(多选)长方形区域内存在正交的匀强电场和匀强磁场，其方向如图13所示，一个质 量为m且带电荷量为q的小球以初速度v0竖直向下进入该区域.若小球恰好沿直线下降， 重力加速度为g，则下列判断正确的是 A.小球带正电 图图13 C.小球做匀速直线运动 解析 小球在复合场内受到自身重力、电场力和洛伦兹力，其中电场力和重力都是 恒力，若速度变化则洛伦兹力变化，合力变化，小球必不能沿直线下降，所以合力 等于0，小球做匀速直线运动，选项C正确. 若小球带正电，则电场力斜向下，洛伦兹力水平向左，和重力的合力不可能等于0， 所以小球不可能带正电，选项A错误. 小球带负电，受到斜向上的电场力和水平向右的洛伦兹力，根据力的合成可得qE