高三物理力與物體的平衡高考二輪知識點(diǎn)復(fù)習(xí)教學(xué)ppt

1、高三物理力與物體的平衡高考二輪知(Zhi)識點(diǎn)復(fù)習(xí)專題第一頁，共三十三頁。網(wǎng)絡(luò)(Luo)構(gòu)建第二頁，共三十三頁。考題二共點(diǎn)(Dian)力作用下的物體的動態(tài)平衡考題三平衡中(Zhong)的臨界、極值問題欄目索引考題一物體的受力分析及平衡問題第三頁，共三十三頁?？碱}一物體的受力分析及平(Ping)衡問題1.中學(xué)物理(Li)中的各種性質(zhì)的力種類大小方向說明重力Gmg(不同高度、緯度、星球，g不同)豎直向下微觀粒子的重力一般可忽略，帶電小球、微粒的重力一般不能忽略彈簧的彈力Fkx(x為形變量)沿彈簧軸線大小、方向都能夠發(fā)生變化知識精講第四頁，共三十三頁。靜摩擦力0Ff靜Fmax與相對運(yùn)動趨勢方向相反沒

2、有公式，只能由牛頓運(yùn)動定律求解滑動摩擦力Ff滑F(xiàn)N與相對運(yùn)動方向相反一般情況下FN mg萬有引力沿質(zhì)點(diǎn)間的連線適用于質(zhì)點(diǎn)之間、質(zhì)量均勻分布的球體之間引力的求解庫侖力沿點(diǎn)電荷間的連線適用于真空中點(diǎn)電荷間庫侖力的求解第五頁，共三十三頁。電場力F電qE正(負(fù))電荷與電場強(qiáng)度方向相同(相反)帶電體處于電場中一定受電場力安培力FBIL當(dāng)BI時(shí)，F(xiàn)0左手定則，安培力(洛倫茲力)的方向總是垂直于B與I(或B與v)決定的平面電流或電荷處于磁場中不一定受磁場力洛倫茲力F洛qvB當(dāng)Bv時(shí)，F(xiàn)洛0第六頁，共三十三頁。2.受力分析的常用方法(1)整體法與隔(Ge)離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體

3、來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力第七頁，共三十三頁。(2)假設(shè)法(Fa)在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體運(yùn)動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在.(3)轉(zhuǎn)換研究對象法當(dāng)直接分析一個(gè)物體的受力不方便時(shí)，可轉(zhuǎn)換研究對象，先分析另一個(gè)物體的受力，再根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力.第八頁，共三十三頁。解(Jie)析例1將重為4mg的均勻長方體物塊切成相等的A、B兩部分，切面與邊面夾角為45，如圖1所示疊放并置于水平地面上，現(xiàn)用彈簧秤豎直向上

4、拉物塊A的上端，彈簧秤示數(shù)為mg，整個(gè)裝置保持靜止，則()A.地面與物塊間可能存在靜摩擦力B.物塊對地面的壓力大于3mgC.A對B的壓力大小(Xiao)為mgD.A、B之間靜摩擦力大小為 mg圖1典例剖析第九頁，共三十三頁。解析對AB整體受力分析，水平方向不受地面的摩擦力，否則不能平衡，故A錯(cuò)誤；豎直方向受力平衡，則有(You)FNF4mg，解得：FN3mg，則物塊對地面的壓力等于3mg，故B錯(cuò)誤；對A受力分析如圖所示，把A部分所受力沿切面和垂直切面方向進(jìn)行分解，根據(jù)平衡條件得：FNA(2mgmg)cos 45，F(xiàn)f(2mgmg)sin 45第十頁，共三十三頁。1.如圖2所示，帶電體P、Q可視

5、(Shi)為點(diǎn)電荷，電荷量相同.傾角為、質(zhì)量為M的斜面體放在粗糙地面上，將質(zhì)量為m的帶電體P放在粗糙的斜面體上.當(dāng)帶電體Q放在與P等高(PQ連線水平)且與帶電體P相距為r的右側(cè)位置時(shí)，P靜止且受斜面體的摩擦力為0，斜面體保持靜止，靜電力常量為k，則下列說法正確的是()A.P、Q所帶電荷量為 B.P對斜面體的壓力為0C.斜面體受到地面的摩擦力為0D.斜面體對地面的壓力為(Mm)g解(Jie)析圖2變式訓(xùn)練123第十一頁，共三十三頁。解析對P，如(Ru)圖甲對P和斜面體，如(Ru)圖乙得FN(Mm)g，F(xiàn)fF庫mgtan .123第十二頁，共三十三頁。2.如圖3所示，質(zhì)量均為m的兩物體a、b放置在

6、兩固定的水平擋板之間，物體間豎直夾放一根輕彈簧，彈簧與a、b不粘連且無摩擦.現(xiàn)在物體b上施加逐漸增大的水平向右的拉力F，兩物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，已知重力加速度為g，下列說法正確的是()A.物體b所受摩擦力隨F的增大而增大B.彈簧對物體b的彈力大小可能(Neng)等于mgC.物體a對擋板的壓力大小可能等于2mgD.物體a所受摩擦力隨F的增大而增大解(Jie)析圖3123第十三頁，共三十三頁。解析對b：水平方向FfF，F(xiàn)增大所以Ff增大，故A項(xiàng)正確；由于b物體受到摩擦力，則上擋板必定對b物體有向下正壓力，在豎直方向上，受到重力、正壓力和彈簧彈力保持平衡，那么(Me)彈簧彈力為重力和正壓力之和，必定

7、大于重力mg，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；彈簧彈力大于mg，對a物體受力分析可知，a物體對下?lián)醢宓膲毫槠渲亓蛷椈蓮椓χ?，大?mg，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；對a物體受力分析可知，a物體在水平方向不受力的作用，摩擦力始終為0，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.123第十四頁，共三十三頁。3.如圖4所示，一輕質(zhì)細(xì)桿兩端分別固定著質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球(Qiu)A和B(可視為質(zhì)點(diǎn)).將其放在一個(gè)直角形光滑槽中，已知輕桿與槽右壁成角，槽右壁與水平地面成角時(shí)，兩球剛好能平衡，且0，則A、B兩小球質(zhì)量之比為()解(Jie)析圖4返回123第十五頁，共三十三頁。解析對A球受力分析，受重力、桿的彈力、槽的支持力，如圖甲所示：根據(jù)共點(diǎn)力的平(Ping

8、)衡條件，有：再對B球受力分析，受重力、桿(Gan)的彈力、槽的支持力，如圖乙所示：返回123第十六頁，共三十三頁。考題二共點(diǎn)力(Li)作用下的物體的動態(tài)平衡1.圖解法：一個(gè)力恒定、另一個(gè)力的方向恒定時(shí)可用此(Ci)法.例：擋板P由豎直位置向水平位置緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)小球受力的變化.(如圖5)圖5特點(diǎn)：一個(gè)力為恒力，另一個(gè)力的方向不變.方法指導(dǎo)第十七頁，共三十三頁。2.相似三角形法：一個(gè)力恒定、另外兩個(gè)力的方向同時(shí)變化，當(dāng)所作矢量三角形與空間的某個(gè)幾何(He)三角形總相似時(shí)用此法.(如圖6)AOB與力的矢量 OOA與力的矢量三(San)角形總相似 三角形總相似圖6特點(diǎn)：一個(gè)力為恒力，另兩個(gè)力的方向都在

9、變.第十八頁，共三十三頁。3.解析法：如果物體受到多個(gè)力的(De)作用，可進(jìn)行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根據(jù)自變量的(De)變化確定因變量的(De)變化.4.結(jié)論法：若合力不變，兩等大分力夾角變大，則分力變大.第十九頁，共三十三頁。例2(全國甲卷14)質(zhì)量為m的物體用輕(Qing)繩AB懸掛于天花板上.用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點(diǎn)O，如圖7所示.用T表示繩OA段拉力的大小，在O點(diǎn)向左移動的過程中()A.F逐漸變大，T逐漸變大B.F逐漸變大，T逐漸變小C.F逐漸變小，T逐漸變大D.F逐漸變小，T逐漸變小解析對O點(diǎn)受力分析如圖所示，F(xiàn)與T的變化情況如圖，由圖可知在O點(diǎn)向左移動的過程中

10、，F(xiàn)逐漸變大，T逐漸變大，故選項(xiàng)A正確.圖(Tu)7解析典例剖析第二十頁，共三十三頁。例3如圖8所示，繩與桿均不計(jì)重力，承受力的最(Zui)大值一定.A端用鉸鏈固定，滑輪O在A點(diǎn)正上方(滑輪大小及摩擦均可忽略)，B端掛一重物P，現(xiàn)施加拉力FT將B緩慢上拉(繩和桿均未斷)，在桿達(dá)到豎直前()A.繩子越來越容易斷 B.繩子越來越不容易斷C.桿越來越容易斷 D.桿越來越不容易斷圖(Tu)8解析第二十一頁，共三十三頁。解析以B點(diǎn)為研究對象，分析受力情況：重物的拉力F(等于重物的重力G)、輕桿的支持力FN和繩子的拉力FT，作出(Chu)受力圖如圖：由平衡條件得知，F(xiàn)N和FT的合力F與F大小相等，方向相反

11、，根據(jù)三角形相似可得：使BAO緩慢變小時(shí)，AB、AO保持不變，BO變小，則FN保持不變，F(xiàn)T變小.故桿無所謂易斷(Duan)不易斷(Duan)，繩子越來越不容易斷(Duan)，故B項(xiàng)正確.故選B.第二十二頁，共三十三頁。4.如圖9所示，兩相同物塊分別放置在對接的兩固定斜面上，物塊處在同一水平面內(nèi)，之間用細(xì)繩連接，在繩的中點(diǎn)加一豎直向上的拉力F，使兩物塊處于靜止?fàn)?Zhuang)態(tài)，此時(shí)繩與斜面間的夾角小于90.當(dāng)增大拉力F后，系統(tǒng)仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是()A.繩受到的拉力變大B.物塊與斜面間的摩擦力變小C.物塊對斜面的壓力變小D.物塊受到的合力不變圖(Tu)9解析返回變式訓(xùn)練第二十三

12、頁，共三十三頁。解析F增大，由于繩的夾角不變，故繩上的拉力增大，A正確；對物塊進(jìn)行受力分析，沿斜面方向：繩的拉力的分量與物塊重力的分量之和等于靜摩擦力，垂直斜面方向：物塊重力的分量等于斜面對物塊的支持(Chi)力與繩的拉力的分量之和.由于繩上的拉力增大，故靜摩擦力變大，支持力變小，B錯(cuò)誤，C正確；物塊仍處于平衡狀態(tài)，所受合力仍為0，故D正確.返(Fan)回第二十四頁，共三十三頁。1.物體平衡的臨界問題：當(dāng)某一物理量變化時(shí)，會引起其他幾個(gè)物理量跟著變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)恰好出現(xiàn)變化或恰好不出現(xiàn)變化.2.極限分析法：通過恰當(dāng)?shù)?Di)選取某個(gè)變化的物理量將其推向極端(“極大”或“極小”、“

13、極右”或“極左”等).3.解決中學(xué)物理極值問題和臨界問題的方法(1)物理分析方法：就是通過對物理過程的分析，抓住臨界(或極值)條件進(jìn)行求解.(2)數(shù)學(xué)方法：例如求二次函數(shù)極值、討論公式極值、三角函數(shù)極值. 考題三平衡中的臨(Lin)界、極值問題方法指導(dǎo)第二十五頁，共三十三頁。例4如圖10所示，物體在拉力F的作用下沿水平面做勻速運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)當(dāng)外力F與水平方向夾角為(Wei)30時(shí)，所需外力最小，由以上條件可知，外力F的最小值與重力的比值為()圖(Tu)10典例剖析第二十六頁，共三十三頁。對物體受力分析如圖所示：物體受 個(gè)力做勻速直線運(yùn)(Yun)動，所以選用_ ，分方向列平衡方程.滑動摩擦(Ba)力

14、：FfFN解得：F_當(dāng) 最大時(shí)，F(xiàn)具有最小值.FNFsin 30GFcos 30Ff正交分解答案思維規(guī)范流程4第二十七頁，共三十三頁。三角函數(shù)求極值(Zhi) (sin 30 cos 30)_得_答(Da)案第二十八頁，共三十三頁。5.如圖11所示，在兩固定的豎直擋板間有一表面光滑的重球，球的直徑略小于擋板間的距離，用一橫截面為直角三角形的楔子抵住.楔子的底角為60，重力不計(jì).設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.為使球不下(Xia)滑，楔子與擋板間的動摩擦因數(shù)至少應(yīng)為()解(Jie)析56圖11變式訓(xùn)練第二十九頁，共三十三頁。解析設(shè)球的質(zhì)(Zhi)量為M，隔離光滑均勻重球，對球受力分析如圖甲所示，由

15、幾何關(guān)系可知，30，可得：FNFcos ，MgFsin 0解(Jie)析再以楔子為研究對象，由于其重力忽略不計(jì)，所以只受到球的壓力、擋板的支持力和摩擦力，如圖乙：56第三十頁，共三十三頁。由共點(diǎn)力平衡可得：FNFcos ，F(xiàn)fFsin 0其中F與F大小相等，方向(Xiang)相反.56又(You)：FfFN第三十一頁，共三十三頁。6.如圖12所示，質(zhì)量為m的物體，放在一固定的斜面上，當(dāng)斜面傾角為30時(shí)恰能沿斜面勻速下滑.對物體施加一大小為F的水平向右的恒力，物體可沿斜面勻速向上滑行.設(shè)最大靜摩(Mo)擦力等于滑動摩擦力，當(dāng)斜面傾角增大并超過某一臨界角0時(shí)，不論水平恒力F多大，都不能使物體沿斜面向上滑行，試