《2020高考物理大二轮复习课件：专题一 第2讲 物体的平衡 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020高考物理大二轮复习课件：专题一 第2讲 物体的平衡 .pptx（34页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第2讲 物体的平衡,1,2,3,4,5,1.(2019全国卷)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:本题考查物体的平衡及临界问题。因为物块在拉力作用下沿斜面向上做匀速运动,所以F-mgsin -mgcos =0,而F1 500 N。因此 150 kg,即A正确,B、C、D错误。 答案:A,1,2,3,4,5,2.(2019全国卷)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面、固定
2、在车上,倾角分别为30和60。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面、压力的大小分别为F1、F2,则( ),1,2,3,4,5,解析:,答案:D,1,2,3,4,5,3.(2017全国卷)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( ) A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm,1,2,3,4,5,答案:B,1,2,3,4,5,4.(多选)(201
3、7全国卷)如图,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 。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,1,2,3,4,5,解析:方法一:受力分析如图。设OM与竖直方向夹角为,M点绕O点做圆周运动, 沿切线方向:FMNcos(-90)=mgsin , 沿半径方向: FOM=FMNsin(-90)+mgcos ,1,2,3,4,5,方法二:利用矢量圆,如图 重力保持不变
4、,是矢量圆的一条弦,FOM与FMN夹角即圆周角保持不变,由图知FMN一直增大到最大,FOM先增大再减小,当OM与竖直夹角为=-90时FOM最大。 答案:AD,1,2,3,4,5,5.(多选)(2019全国卷)如图,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
5、,1,2,3,4,5,解析:对物块N进行受力分析,如图所示。F=mgtan ,随着的增大,F增大,A错误。 ,随着的增大, FT增大,B正确。由于物块M和N的质量关系、斜面倾角的大小均未知,不能确定物块M所受斜面摩擦力的方向;当物块M开始时所受斜面摩擦力的方向沿斜面向上时,随FT增大,物块M所受斜面摩擦力可能先减小后增加,C错误,D正确。 答案:BD,考点1,考点2,考点3,物体的受力分析 例1(多选)(2019河北衡水高三月考)如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面体B上,现用大小不相等、方向相反的水平力F1、F2分别推A和B,它们均静止不动,且F1F2,重力加速度为g,则( )
6、 A.A受到四个力的作用 B.B对A的摩擦力方向一定沿斜面向下 C.地面对B的摩擦力方向水平向右,大小为F2-F1 D.地面对B的支持力大小一定等于(M+m)g,考点1,考点2,考点3,解析: 以A为研究对象进行受力分析,如图所示,沿斜面方向,F1的分力和A所受重力的分力大小关系不确定,所以不确定B和A之间有无摩擦力,A的受力个数不确定,选项A、B错误;以整体为研究对象,水平方向:Ff=F2-F1,方向向右,竖直方向:FN=(M+m)g,选项C、D正确。 答案:CD,考点1,考点2,考点3,方法归纳1.受力分析的两个技巧 (1)除了根据力的性质和特点进行判断,假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向
7、的常用方法。 (2)善用转换研究对象法,尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形,可以分析与研究对象相接触的物体的受力,再应用牛顿第三定律判定。 2.受力分析的四点注意 (1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。 (2)每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有。 (3)合力和分力不能重复考虑。 (4)对整体进行受力分析时,组成整体的几个物体间的作用力为内力,不能在受力分析图中出现;当把某一物体隔离分析时,原来的内力变成外力,要在受力分析图中画出。,考点1,考点2,考点3,对应训练 1.(2019宁夏银川六中月考)如图所示,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他
8、接触面粗糙,以下受力分析正确的是( ) A.A与墙面间存在压力 B.A与墙面间存在静摩擦力 C.A物块共受3个力作用 D.B物块共受5个力作用,考点1,考点2,考点3,解析:以三个物体组成的整体为研究对象,由于地面光滑,对C没有摩擦力,根据平衡条件得知,墙对A没有压力,因而也没有摩擦力,选项A、B错误;物体A受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用,选项C正确;先对A、B整体研究,水平方向上,墙对A没有压力,则由平衡条件分析可知,C对B没有摩擦力,再对B分析,受到重力、A的压力和摩擦力、C的支持力,共四个力作用,选项D错误。 答案:C,考点1,考点2,考点3,物体的静态平衡 例2如图所示,光滑半
9、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FN,OP与水平方向的夹角为。下列关系正确的是( ),考点1,考点2,考点3,审题,考点1,考点2,考点3,考点1,考点2,考点3,答案:A,考点1,考点2,考点3,方法归纳解答平衡问题的常用方法,考点1,考点2,考点3,考点1,考点2,考点3,对应训练 2.2019河南名校联盟调研考试(三)两个质量均为m的小球A、B用轻杆连接,A球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触,B球放在倾角为的斜面上,A、B均处于静止状态,B球没有滑动趋势,则A球对挡板的压力大小为( ) A.mgtan B.2mgtan
10、 ,考点1,考点2,考点3,解析: 由于B球没有滑动趋势,因此B球不受斜面的摩擦力,对A、B整体研究,受力分析如图。根据平衡条件可得挡板对A球的弹力大小为F=2mgtan ,根据牛顿第三定律可知,A球对挡板的压力大小也为2mgtan ,选项B正确,选项ACD错误。 答案:B,考点1,考点2,考点3,3.(2019山西太原第五中学月考)如图所示,斜面上放有两个完全相同的物体a、b,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F,使两物体均处于静止状态。则下列说法正确的是( ) A.a、b两物体的受力个数一定相同 B.a、b两物体对斜面的压力不一定相同 C.a、b两物体受到的摩擦力大小
11、可能不相等 D.当逐渐增大拉力F时,物体b先开始滑动,考点1,考点2,考点3,解析:对a、b进行受力分析,如图所示。b物 体处于静止状态,当绳子沿斜面向上的分力与 重力沿斜面向下的分力相等时,摩擦力为零,所 以b可能只受3个力作用,而a物体必定受到摩擦 力作用,肯定受4个力作用,选项A错误;a、b两个物体,垂直于斜面方向受力都平衡,则有:FN+FTsin =mgcos ,解得:FN=mgcos -FTsin ,则a、b两物体对斜面的压力相同,选项B错误;根据A的分析可知,b的摩擦力可以为零,而a的摩擦力一定不为零,故C正确;对a沿斜面方向有:FTcos +mgsin =Ffa,对b沿斜面方向有
12、:FTcos -mgsin =Ffb,正压力相等,所以最大静摩擦力相等,则a先达到最大静摩擦力,先滑动,选项D错误。 答案:C,考点1,考点2,考点3,物体的动态平衡 例3(2019江西抚州七校联考)如图所示,在竖直平面内,一根不可伸长的轻质软绳两端打结系于“V”形杆上的A、B两点,OM边竖直,O点到A点的距离等于O点到B点的距离。软绳绕过光滑的滑轮,一重物悬挂于滑轮下,开始时整个系统处于静止状态,小于90。若在纸面内绕O点顺时针方向缓慢转动“V”形杆,直到ON边竖直,绳结没有在杆上滑动。则A处绳与杆间的摩擦力Ff( ) A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大,考点2,
13、考点3,在纸面内绕O点按顺时针方向缓慢转动杆,直到ON边竖直,绳子与竖直方向的夹角,先变大后变小,OA杆与竖直方向的夹角一直增大,当绳子与竖直方向的夹角变大时,摩擦力减小,当绳子与竖直方向的夹角变小时,+还是在增大,所以摩擦力还是在减小,故选项B正确,选项A、C、D错误。,答案:B,考点1,考点2,考点3,方法归纳解答动态平衡问题的三种方法 (1)解析法:一般把力进行正交分解,在两个方向上列平衡方程,写出所要分析的力与变化角度的关系,然后判断各力的变化趋势。若出现直角三角形,常用三角函数表示合力与分力的关系。 (2)图解法:能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征:物体一般受三个力作用;其中
14、有一个力大小、方向都不变;还有一个力方向不变。 (3)相似三角形法:物体一般受三个力作用而平衡,系统内一定总存在一个与矢量三角形相似的结构三角形,这种情况下采用相似三角形法解决问题简单快捷。,考点1,考点2,考点3,对应训练 4.(多选)(2019山东聊城模拟)如图所示,一光滑小球放置在斜面与挡板之间处于静止状态,不考虑一切摩擦,设斜面对小球的弹力为FN1,挡板对小球的弹力为FN2。如果把挡板由图示位置缓慢绕O点转至竖直位置,则此过程中( ) A.FN1始终减小 B.FN1先减小后增大 C.FN2先减小后增大 D.FN2始终减小,考点1,考点2,考点3,解析:小球受力如图甲所示,因挡板是缓慢转
15、动的,所以小球处于动态平衡状态,在此过程中,重力G、FN1、FN2组成的封闭矢量三角形的变化情况如图乙所示。G大小、方向均不变,FN1方向始终不变,FN2方向与水平方向夹角逐渐减小到零,由图可知此过程中,FN1始终减小,FN2始终减小,选项A、D正确。 答案:AD,考点1,考点2,考点3,5.(2019山东日照模拟)固定在水平面上的光滑半球半径为R,球心O的正上方C处固定一个光滑定滑轮(大小可忽略),细线一端拴一小球(可视为质点)置于半球面上A点,另一端绕过定滑轮,如图所示。现将小球缓慢地从A点拉向半球顶点B,则此过程中,小球对半球的压力大小FN、细线的拉力大小FT的变化情况是( ) A.FN不变,FT不变 B.FN不变,FT变大 C.FN不变,FT变小 D.FN变大,FT变小,考点1,考点2,考点3,解析:小球受力如图所示,根据平衡条件知,小球所受支持力FN和细线拉力FT的合力F与重力G是一对平衡力,即F=G,根据几何关系知,力三角形FAFN与几何三角形COA相似,设滑轮到半球顶点B的距离为h,细线AC长为L,则有 ,由于小球从A点移向B点的过程中,G、R、h均不变,L减小,故FN大小不变(由牛顿第三定律知FN=FN),FT变小,只有选项C正确。 答案:C,考点1,