2022-2023年高考物理一輪復(fù)習(xí) 靜態(tài)平衡課件(重點(diǎn)難點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)核心熱點(diǎn)經(jīng)典考點(diǎn))

靜態(tài)平衡港珠澳跨海大橋正式通車.為保持以往船行習(xí)慣,在航道處建造了單面索(所有鋼索均處在同一豎直面內(nèi))斜拉橋,其索塔與鋼索如圖所示.下列說法正確的是 (

)A.增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力B.為了減小鋼索承受的拉力,可以適當(dāng)降低索塔的高度C.索塔兩側(cè)鋼索對(duì)稱且拉力大小相同時(shí),鋼索對(duì)索塔的合力豎直向下D.為了使索塔受到鋼索的合力豎直向下,索塔兩側(cè)的鋼索必須對(duì)稱分布

C以橋身為研究對(duì)象,鋼索對(duì)橋身拉力的合力與橋身的重力等大反向,即鋼索對(duì)索塔向下的壓力在數(shù)值上等于橋身的重力,增加鋼索的數(shù)量對(duì)索塔受到的向下的壓力無影響,因此A錯(cuò)誤;由圖甲可知2Tcosα=Mg,當(dāng)索塔高度降低后,α變大,cosα變小,故T變大,因此B錯(cuò)誤;由對(duì)選項(xiàng)B的分析可知,當(dāng)鋼索對(duì)稱分布時(shí),2Tcosα=Mg,鋼索對(duì)索塔的合力豎直向下,因此C正確;如圖乙進(jìn)行受力分析,由正弦定理可知,只要滿足,鋼索AC、AB的拉力FAC、FAB按平行四邊形定則進(jìn)行合成,其合力的方向一定是豎直向下的,所以鋼索不一定要對(duì)稱分布,故D錯(cuò)誤;綜上分析可知答案為C.【真題解碼】(1)審題破題眼:(2)情境化模型:(3)命題陷阱點(diǎn):陷阱1:錯(cuò)誤地認(rèn)為增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力.鋼索數(shù)量增加雖然可以減小每根鋼索的拉力,但從整體法看,所有鋼索拉力的合力總要承擔(dān)橋的重力,橋總重不會(huì)減小.陷阱2:錯(cuò)誤地認(rèn)為只有鋼索左右對(duì)稱,其合力才能豎直向下.從平行四邊形定則看,只要鋼索的水平分力相等抵消即可保證其合力豎直向下.【核心必備】熟記靜態(tài)平衡的三類模型圖【考場(chǎng)秘技】求解靜態(tài)平衡問題的四種常用方法適用條件注意事項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)合成法三力平衡(1)力矢量大小不可隨意畫(2)兩力合成與第三個(gè)力等大反向?qū)ξ矬w所受的三個(gè)力,有兩個(gè)力相互垂直或兩個(gè)力大小相等的平衡問題求解較簡(jiǎn)單分解法三力平衡將某一個(gè)力分解后得到的分力與其余的相應(yīng)二力平衡適用條件注意事項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)正交分解法三力或以上力平衡選坐標(biāo)軸時(shí)應(yīng)使盡量多的力與坐標(biāo)軸重合對(duì)物體受三個(gè)以上的力平衡求解較簡(jiǎn)單三角形法三力平衡將三個(gè)力的矢量圖平移,構(gòu)成一個(gè)依次首尾相接的矢量三角形常用于求解一般矢量三角形中未知力的大小和方向1.(分解法)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點(diǎn)上,彈性繩的原長(zhǎng)也為80cm.將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn),平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100cm;再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn),則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)?彈性繩的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi)) (

)A.86cm

B.92cm

C.98cm

D.104cm1.B設(shè)彈性繩的勁度系數(shù)為k.掛鉤碼后,彈性繩兩端點(diǎn)移動(dòng)前,繩的伸長(zhǎng)量ΔL=100cm-80cm=20cm,兩段繩的彈力F=,對(duì)鉤碼受力分析,如圖甲所示,sinα=,cosα=.根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得,鉤碼的重力為G=2cosα.將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)時(shí),受力圖如圖乙所示.設(shè)彈性繩伸長(zhǎng)量為ΔL′,彈力為F′=k,鉤碼的重力為G=2k,聯(lián)立解得ΔL′=ΔL=12cm.彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)長(zhǎng)0+ΔL′=92cm,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.

2.(正交分解法或合成法)如圖所示,質(zhì)量為m的小球P(可以看成質(zhì)點(diǎn)),用兩根輕繩OP和O′P在P點(diǎn)拴結(jié)后再分別系于豎直墻上相距0.4m的O、O′兩點(diǎn)上,繩OP長(zhǎng)0.5m,繩O′P長(zhǎng)0.3m,今在小球上施加一與水平方向成θ=37°角的拉力F,將小球緩慢拉起.繩O′P剛拉直時(shí),OP繩拉力為FT1,繩OP剛松弛時(shí),O′P繩拉力為FT2,則FT1∶FT2為(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(

)A.3∶4 B.4∶3 C.3∶5 D.4∶5C繩O′P剛拉直時(shí),由幾何關(guān)系可知此時(shí)OP繩與豎直方向夾角為37°,小球受力如圖甲,則FT1=mg.繩OP剛松弛時(shí),小球受力如圖乙,則FT2=mg.則FT1∶FT2=3∶5,C選項(xiàng)正確.3.(合成法或三角形法)如圖所示,小球A、B的質(zhì)量都為m,它們用三段輕繩分別連接在豎直墻壁上的M點(diǎn)和天花板上的N點(diǎn),穩(wěn)定時(shí)MA段水平,BN段與水平天花板的夾角為45°,已知重力加速度為g,則輕繩AB段的張力大小為(

)A.2mg B.mgC.2mg D.mgB設(shè)AM的拉力為FAM,BN的拉力為FBN,輕繩AB段的張力大小為T;以AB組成的整體為研究對(duì)象,受力如圖1,則由平衡條件可得:FAM=2mgtan45°=2mg,設(shè)AB與水平方向的夾角為θ,如圖2所示,則有:T=故A、C、D錯(cuò)誤,B正確.4.(合成法)如圖所示,OA、OB是兩根輕繩,AB是輕桿,它們構(gòu)成一個(gè)正三角形,在A、B兩處分別固定質(zhì)量均為m的小球,此裝置懸掛在O點(diǎn),開始時(shí)裝置自然下垂,現(xiàn)對(duì)小球B施加一個(gè)水平力F,使裝置靜止在圖乙所示的位置,此時(shí)OA豎直,設(shè)在圖甲所示的狀態(tài)下OB對(duì)小球B的作用力大小為T,在圖乙所示的狀態(tài)下OB對(duì)小球B的作用力大小為T′,下列判斷正確的是 (

)A.T′=2TB.T′>2TC.T′<2TD.條件不足,無法比較T和T′的大小關(guān)系C甲圖中,對(duì)B球受力分析,受重力、OB繩子拉力T、AB桿的支持力,如圖所示,根據(jù)平衡條件,有