（高中物理）高三物理專題復(fù)習(xí)第一專題力物體的平衡

1、屆 高三物理專題復(fù)習(xí) 第一專題 力 物體的平衡一、 常見(jiàn)力 被動(dòng)力：彈力 更被動(dòng)力彈力 彈力的產(chǎn)生條件是兩個(gè)物體直接接觸，并發(fā)生彈性形變。2.彈力的方向壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面。繩對(duì)物體的拉力總是沿著繩收縮的方向。桿對(duì)物體的彈力不一定沿桿的方向。如果輕直桿只有兩個(gè)端點(diǎn)受力而處于平衡狀態(tài)，那么輕桿兩端對(duì)物體的彈力的方向一定沿桿的方向。3.彈力的大小 對(duì)有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算。對(duì)沒(méi)有明顯形變的物體，如桌面、繩子等物體，彈力大小由物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同決定。胡克定律可表示為在彈性限度內(nèi)：F=kx，還可以表示成F=kx，即彈簧彈力的改變量和彈簧形變

2、量的改變量成正比。“硬彈簧，是指彈簧的k值大。同樣的力F作用下形變量x小一根彈簧剪斷成兩根后，每根的勁度k都比原來(lái)的勁度大；兩根彈簧串聯(lián)后總勁度變小；兩根彈簧并聯(lián)后，總勁度變大。摩擦力 摩擦力的產(chǎn)生條件為：兩物體直接接觸、相互擠壓、接觸面粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。這四個(gè)條件缺一不可。 兩物體間有彈力是這兩物體間有摩擦力的必要條件。沒(méi)有彈力不可能有摩擦力2.滑動(dòng)摩擦力大小在接觸力中，必須先分析彈力，再分析摩擦力。只有滑動(dòng)摩擦力才能用公式F=FN，其中的FN表示正壓力，不一定等于重力G。3.靜摩擦力大小必須明確，靜摩擦力大小不能用滑動(dòng)摩擦定律F=FN計(jì)算，只有當(dāng)靜摩擦力到達(dá)最大值時(shí)，其最大

3、值一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，既Fm=FN靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定，其可能的取值范圍是0FfFm4.摩擦力方向摩擦力方向和物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。摩擦力的方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向可能成任意角度。通常情況下摩擦力方向可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相同作為動(dòng)力，可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相反作為阻力，可能和物體速度方向垂直作為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。在特殊情況下，可能成任意角度。力的合成與分解1.矢量的合成與分解都遵從平行四邊形定那么可簡(jiǎn)化成三角形定那么 平行四邊形定那么實(shí)質(zhì)上是一種等效替換的方法。一個(gè)矢量合矢量的作用效果和另外幾個(gè)矢量分矢量共同作用的效果相同，就可以用這一個(gè)矢量代

4、替那幾個(gè)矢量，也可以用那幾個(gè)矢量代替這一個(gè)矢量，而不改變?cè)瓉?lái)的作用效果。F1F2FOF1F2FO 由三角形定那么還可以得到一個(gè)有用的推論：如果n個(gè)力首尾相接組成一個(gè)封閉多邊形，那么這n個(gè)力的合力為零。 在分析同一個(gè)問(wèn)題時(shí)，合矢量和分矢量不能同時(shí)使用。也就是說(shuō)，在分析問(wèn)題時(shí)，考慮了合矢量就不能再考慮分矢量；考慮了分矢量就不能再考慮合矢量。 矢量的合成分解，一定要認(rèn)真作圖。在用平行四邊形定那么時(shí)，分矢量和合矢量要畫(huà)成帶箭頭的實(shí)線，平行四邊形的另外兩個(gè)邊必須畫(huà)成虛線。 各個(gè)矢量的大小和方向一定要畫(huà)得合理。 在應(yīng)用正交分解時(shí)，兩個(gè)分矢量和合矢量的夾角一定要分清哪個(gè)是大銳角，哪個(gè)是小銳角，不可隨意畫(huà)成4

5、5°。當(dāng)題目規(guī)定為45°時(shí)除外二、受力分析1、受力分析循序 一場(chǎng)力二彈力三摩(擦)嚴(yán)格按照力的性質(zhì)分析，切記不能按力的效果分析，即不能額外加一個(gè)“向心力、“回復(fù)力、“沖力“下滑力、“動(dòng)力、“阻力等。2、思維方法3、方法優(yōu)化選取1內(nèi)力與外力2方法判斷對(duì)兩個(gè)物體或兩個(gè)以上物體組成的物體系，要有內(nèi)力與外力的意識(shí)。求外力優(yōu)先考慮整體法，當(dāng)整體法解決不了時(shí)，再考慮隔離法。求內(nèi)力必須選擇隔離法。往往整體法與隔離法交替使用，一般先整體后隔離。三、 物體的平衡1、 平衡狀態(tài)：指物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。注意瞬間速度為零，往往不是靜止?fàn)顟B(tài)。靜止?fàn)顟B(tài)指加速度為零、速度為零的狀態(tài)。2、

6、平衡條件：, 或 分量式高考考綱只要求掌握共點(diǎn)力作用力作用下的物體的平衡多力平衡的推論：一個(gè)力必與其余力的合力等大，共線，反向3、三力平衡：1拉密定理法. 如果物體受到如下列圖的共面的三個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)，那么平衡條件所給出的各個(gè)力間的關(guān)系可以表示為=.這就是所謂的拉密定理。2多邊形三角形法。如果物體受到n個(gè)共面的力而處于平衡狀態(tài)，那么表示這n個(gè)力的n條有向線段可以依次首尾相接而構(gòu)成一個(gè)封閉的“力的n邊形，特別是當(dāng)n=3時(shí)，那么將構(gòu)成一個(gè)封閉的“力的三角形。3相似形法。如果物體受到共面的力的作用而處于平衡狀態(tài)，一方面表示這些力的有向線段將構(gòu)成封閉的“力的多邊形，另一方面假設(shè)存在著與之相似的

7、“幾何多邊形，那么可以利用相似多邊形的“對(duì)應(yīng)邊成比例的特性來(lái)表現(xiàn)平衡條件中的各個(gè)力之間的關(guān)系。 4共點(diǎn)法。 物體受到共面的力的作用而處地平衡狀態(tài)，假設(shè)表示這些力的有向線段彼此間不平行，那么它們必將共點(diǎn)。四、年高考題1、年高考理綜卷18如下列圖，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為的固定斜面上?；瑝K與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。假設(shè)滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力合滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g，那么 A將滑塊由靜止釋放，如果tan，滑塊將下滑 B給滑塊沿斜面向下的初速度，如果tan，滑塊將減速下滑 C 用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng)，如果=tan，拉力大小應(yīng)是2mgsinD用平行于斜面向下的力拉滑塊

8、向下勻速滑動(dòng)，如果=tan，拉力大小應(yīng)是mgsin2、年高考理綜卷1.物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，那么物塊所受的靜摩擦力增大的是3、年高考理綜卷16如下列圖，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止P點(diǎn)。設(shè)滑塊所受支持力為FN。OF與水平方向的夾角為0。以下關(guān)系正確的選項(xiàng)是 ABFmgtan0CDFN=mgtan04、年高考理綜卷14如下列圖，質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上。三棱柱與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，斜

9、面的傾角為，那么斜面對(duì)三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為Amg和mgBmg和mgCmg和mgDmg和mg5、年高考理綜卷21.水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。現(xiàn)對(duì)木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)F的方向與水平面夾角為，如圖，在從0逐漸增大到90°的過(guò)程中，木箱的速度保持不變，那么A.F先減小后增大 B.F一直增大 6、年高考物理卷2用一根長(zhǎng)1m的輕質(zhì)細(xì)繩將一副質(zhì)量為1kg的畫(huà)框?qū)ΨQ懸掛在墻壁 上，繩能承受的最大張力為，為使繩不斷裂，畫(huà)框上兩個(gè) 掛釘?shù)拈g距最大為取 A B C D7、年高考物理卷11如圖8所示，外表粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向

10、外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量為m、帶電量為+Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過(guò)程中，以下判斷正確的選項(xiàng)是A滑塊受到的摩擦力不變B滑塊到地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無(wú)關(guān)C滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下DB很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上8、年高考理科根底卷8游樂(lè)場(chǎng)中的一種滑梯如圖3所示。小朋友從軌道頂端由靜止開(kāi)始下滑，沿水平軌道滑動(dòng)了一段距離后停下來(lái)，那么A下滑過(guò)程中支持力對(duì)小朋友做功B下滑過(guò)程中小朋友的重力勢(shì)能增加C整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能守恒D在水平面滑動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功9、年高考物理卷3兩剛性球a和b的質(zhì)量分別為和、直徑分別為個(gè)(>)。將a、b球依次放入一

11、豎直放置、內(nèi)徑為的平底圓筒內(nèi)，如下列圖。設(shè)a、b兩球靜止時(shí)對(duì)圓筒側(cè)面的壓力大小分別為和，筒底所受的壓力大小為重力加速度大小為g。假設(shè)所以接觸都是光滑的，那么ABCD10、年高考物理卷2212分如圖a，質(zhì)量m1kg的物體沿傾角q37°的固定粗糙斜面由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，風(fēng)對(duì)物體的作用力沿水平方向向右，其大小與風(fēng)速v成正比，比例系數(shù)用k表示，物體加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖b所示。求：1物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)m；2比例系數(shù)k。sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s211、年高考物理卷17. 20分1為了清理堵塞河道的冰凌，空軍實(shí)施了投彈爆破，飛機(jī)在河道上空高H處以速度v

12、0水平勻速飛行，投擲下炸彈并擊中目標(biāo)。求炸彈剛脫離飛機(jī)到擊中目標(biāo)所飛行的水平距離及擊中目標(biāo)時(shí)的速度大小。不計(jì)空氣阻力2如圖17所示，一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心OO轉(zhuǎn)動(dòng)，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半。內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊。求當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大??；當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其受到的摩擦力為零時(shí)，筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。答案與解析：1、年高考理綜卷18【解析】對(duì)處于斜面上的物塊受力分析，要使物塊沿斜面下滑那么mgsin>mgcos，故<tan，故AB錯(cuò)誤；假設(shè)要使物塊在平行于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面

13、勻速上滑，由平衡條件有：F-mgsin-mgcos=0故F= mgsin+mgcos，假設(shè)=tan，那么mgsin=mgcos， 即F=2mgsin故C項(xiàng)正確；假設(shè)要使物塊在平行于斜面向下的拉力F作用下沿斜面向下勻速滑動(dòng)，由平衡條件有：F+mgsin-mgcos=0 那么 F=mgcos- mgsin 假設(shè)=tan，那么mgsin=mgcos，即F=0，故D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾2、年高考理綜卷1. D【解析】四個(gè)圖中都是靜摩擦。A圖中fA=Gsin；B圖中fB=Gsin；C圖中fC=(G-F)sin；D圖中fC=(G+F)sin。GfFNGfFNGfFNGfFN3、年高考理綜卷16 答案：A考點(diǎn)

14、：受力分析，正交分解或三角形定那么解析：對(duì)小滑塊受力分析如下列圖，根據(jù)三角形定那么可得，所以A正確。提示：支持力的方向垂直于接觸面，即指向圓心。正交分解列式求解也可。4、年高考理綜卷14答案A【解析】受力分析知，5、年高考理綜卷21【答案】AC?！窘馕觥坑捎谀鞠涞乃俣缺３植蛔儯虼四鞠涫冀K處于平衡狀態(tài)，受力分析如下列圖，那么由平衡條件得：，兩式聯(lián)立解得，可見(jiàn)F有最小值，所以F先減小后增大，A正確；B錯(cuò)誤；F的功率，可見(jiàn)在從0逐漸增大到90°的過(guò)程中tan逐漸增大，那么功率P逐漸減小，C正確，D錯(cuò)誤。6、年高考物理卷2答案： A 【解析】熟練應(yīng)用力的合成和分解以及合成與分解中的一些規(guī)律

15、，是解決此題的根本；一個(gè)大小方向確定的力分解為兩個(gè)等大的力時(shí)，合力在分力的角平分線上，且兩分力的夾角越大，分力越大。題中當(dāng)繩子拉力到達(dá)F=10N的時(shí)候，繩子間的張角最大，即兩個(gè)掛釘間的距離最大；畫(huà)框受到重力和繩子的拉力，三個(gè)力為共點(diǎn)力，受力如圖。繩子與豎直方向的夾角為，繩子長(zhǎng)為L(zhǎng)0=1m,那么有，兩個(gè)掛釘?shù)拈g距離，解得m，A項(xiàng)正確。7、年高考物理卷11【答案】CD。fm gNf=qvBv【解析】取物塊為研究對(duì)象，小滑塊沿斜面下滑由于受到洛倫茲力作用，如下列圖，C正確；N=mgcos+qvB,由于v不斷增大，那么N不斷增大，滑動(dòng)摩擦力f=N，摩擦力增大，A錯(cuò)誤；滑塊的摩擦力與B有關(guān)，摩擦力做功與

16、B有關(guān)，依據(jù)動(dòng)能定理，在滑塊下滑到地面的過(guò)程中，滿足，所以滑塊到地面時(shí)的動(dòng)能與B有關(guān)，B錯(cuò)誤；當(dāng)B很大，那么摩擦力有可能很大，所以滑塊可能靜止在斜面上，D正確。8、年高考理科根底卷8【解析】在滑動(dòng)的過(guò)程中,人受三個(gè)力重力做正功,勢(shì)能降低B錯(cuò),支持力不做功,摩擦力做負(fù)功,所以機(jī)械能不守恒,AC皆錯(cuò).D正確.9、年高考物理卷3答案：A解析：對(duì)兩剛性球a和b整體分析，豎直方向平衡可知Fg、水平方向平衡有。10、年高考物理卷22【解析】w1對(duì)初始時(shí)刻：mgsinqmmgcosqma0，由右圖讀出a0=4m/s2代入式，解得：m；2對(duì)末時(shí)刻加速度為零：mgsinqmNkvcosq0，又Nmgcosqkvsinq，由右圖得出此時(shí)v=5