高考二輪復(fù)習(xí)物理課件（老高考新教材）第一編核心專題突破專題1力與運(yùn)動(dòng)第一講力與物體的平衡

第一講力與物體的平衡1通覽主干知識(shí)2研學(xué)核心考點(diǎn)目錄索引

3突破熱考命題1通覽主干知識(shí)2研學(xué)核心考點(diǎn)考點(diǎn)一物體的受力分析及靜態(tài)平衡分層突破——明要點(diǎn)命題角度1受力分析、整體法和隔離法的應(yīng)用(1)“四步”搞定受力分析“一定”:靈活運(yùn)用整體法和隔離法確定研究對(duì)象;“二析”:按順序分析研究對(duì)象受力情況;“三畫”:畫出受力示意圖;·“四查”:檢查是否漏力、多力或錯(cuò)力。兩法交替使用

(2)整體法和隔離法的應(yīng)用技巧①不涉及系統(tǒng)內(nèi)力時(shí),優(yōu)先考慮應(yīng)用整體法,即“能整體不隔離”。②應(yīng)用“隔離法”時(shí),要先隔離“簡(jiǎn)單”的物體,如待求量少、或受力少、或處于邊緣處的物體。③各“隔離體”間的力,表現(xiàn)為作用力與反作用力,對(duì)整體系統(tǒng)則是內(nèi)力。命題角度2共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用

深化拓展與輕繩、輕桿的彈力相關(guān)的“兩類”模型

典例剖析例1

(命題角度1、2)(2023遼寧鞍山一模)如圖所示,由五根等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛起四個(gè)質(zhì)量相等的燈籠,中間的細(xì)繩是水平的,另外四根細(xì)繩與水平面所成的角分別為θ1和θ2。關(guān)于θ1和θ2,下列關(guān)系式正確的是(

)A.θ1=2θ2

B.θ1=3θ2C.sinθ1=3sinθ2 D.tanθ1=2tanθ2D解析

以左邊兩個(gè)燈籠為整體,設(shè)水平方向BC繩的拉力為F,則有tan

θ1=,以左邊第二個(gè)燈籠為研究對(duì)象,則有tan

θ2=,聯(lián)立可得tan

θ1=2tan

θ2,故選D。分層演練——拿高分練真題·明考向1.(命題角度2)(2023山東卷)餐廳暖盤車的儲(chǔ)盤裝置示意圖如圖所示,三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上,下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子,取走一個(gè)盤子,穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平。已知單個(gè)盤子的質(zhì)量為300g,相鄰兩盤間距為1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內(nèi),每根彈簧的勁度系數(shù)為(

)A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/mB解析

由題知,取走一個(gè)盤子,穩(wěn)定后余下的盤子正好升高補(bǔ)平,則說明一個(gè)盤子的重力可以使彈簧形變量為相鄰兩盤間距,則有mg=3·kx,解得k=100

N/m,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,B正確。2.(命題角度2)(2022廣東卷)右圖是可用來制作豆腐的石磨。木柄AB靜止時(shí),連接AB的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點(diǎn)是三根輕繩的結(jié)點(diǎn),F、F1和F2分別表示三根繩的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°。下列關(guān)系式正確的是(

)A.F=F1

B.F=2F1C.F=3F1 D.F=F1D解析

對(duì)O點(diǎn)進(jìn)行受力分析,如圖所示,由幾何關(guān)系可知θ=30°。根據(jù)平衡條件得F1cos

30°+F2cos

30°=F,又F1=F2,解得F=F1,選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。練模擬·提能力1.(命題角度1)(2023山東濟(jì)南歷城二中一模)“兒童散學(xué)歸來早,忙趁東風(fēng)放紙鳶”。放風(fēng)箏是民間傳統(tǒng)游戲之一。如圖所示,一只風(fēng)箏高高地懸停在空中,已知風(fēng)箏受到重力G、繩子拉力F1、空氣作用力F2,下列受力分析示意圖可能正確的是(

)C解析

在A、B、D三個(gè)受力示意圖中,合力都不可能為零,風(fēng)箏不能處于平衡狀態(tài);只有C圖中,風(fēng)箏在三個(gè)力的作用下能處于平衡狀態(tài),

故選C。2.(命題角度2)(2023河南洛陽模擬)如圖是古人篩谷時(shí)的場(chǎng)景,人對(duì)篩子不施加力時(shí)篩面水平,三根輕桿與豎直方向的夾角均為θ,三根輕繩與豎直方向的夾角均為β,則每根輕桿上的力與每根輕繩上的拉力之比為(

)A.sinβ∶sinθ

B.cosβ∶cosθC.tanβ∶tanθ

D.1∶1B解析

設(shè)篩子和谷子的總重力為G,把桿或繩上的力沿豎直方向和水平方向分解,在豎直方向上根據(jù)平衡條件有G=3F桿cos

θ=3F繩cos

β,可得,故選B?？键c(diǎn)二動(dòng)態(tài)平衡問題分層突破——明要點(diǎn)命題角度1解析法如果物體受到多個(gè)力的作用,可進(jìn)行正交分解,利用解析法,建立平衡方程,根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。命題角度2圖解法如果物體受到三個(gè)力的作用,其中一個(gè)力的大小、方向均不變,另一個(gè)力的方向不變,此時(shí)可用圖解法,畫出不同狀態(tài)下力的矢量圖,判斷第三個(gè)力的變化情況。命題角度3相似三角形法和正弦定理法如果物體受到三個(gè)力的作用,可以使三個(gè)力組成一個(gè)首尾依次相接的矢量三角形,然后用力三角形與幾何三角形相似的方法或正弦定理求解力的變化情況。深化拓展平衡中的臨界與極值問題(1)臨界狀態(tài)平衡中的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)將要被破壞而尚未被破壞的狀態(tài),可理解成“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”,在問題的描述中常用“剛好”“恰能”“恰好”等語言敘述。(2)解決臨界與極值問題的常用方法①解析法;②圖解法;③假設(shè)推理法。典例剖析例2

(命題角度2)如圖所示,質(zhì)量為m的小球用細(xì)線系住放在光滑斜面上,斜面足夠長(zhǎng),傾角為α的斜面體置于光滑水平面上,用水平力F推斜面體使斜面體緩慢地向左移動(dòng),小球沿斜面緩慢升高。已知重力加速度為g,則當(dāng)細(xì)線拉力最小時(shí),推力F等于(

)D解題指導(dǎo)審題:讀取題干獲取信息使斜面體緩慢地向左移動(dòng),小球沿斜面緩慢升高小球和斜面體都處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)當(dāng)細(xì)線拉力最小時(shí)判斷何時(shí)拉力最小,最小值是多少求推力F要分析推力F的大小,可把小球和斜面體作為整體進(jìn)行研究破題:先以小球?yàn)檠芯繉?duì)象進(jìn)行受力分析,受重力(大小、方向均不變)、支持力(方向不變)和拉力,可應(yīng)用圖解法求解,通過圖解法判斷存在極值的狀態(tài);再以小球和斜面體整體為研究對(duì)象受力分析,可確定推力F的大小等于細(xì)線拉力的水平分力。解析

小球受力分析如圖所示,在小球沿斜面緩慢上升過程中,小球所受合力為零,當(dāng)拉力FT與支持力FN垂直時(shí),拉力最小,最小值為FTmin=mgsin

α。對(duì)小球和斜面體整體受力分析,根據(jù)平衡條件可知分層演練——拿高分練真題·明考向1.(命題角度1)(2021湖南卷)質(zhì)量為m'的凹槽靜止在水平地面上,內(nèi)壁為半圓柱面,截面如圖所示,A為半圓的最低點(diǎn),B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。凹槽恰好與豎直墻面接觸,內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng),力F的方向始終沿圓弧的切線方向,在此過程中所有摩擦均可忽略,下列說法正確的是(

)A.推力F先增大后減小B.凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大C.墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小D.水平地面對(duì)凹槽的支持力先減小后增大C解析

如圖所示,在任意位置,對(duì)小滑塊受力分析,設(shè)FN與豎直方向的夾角為θ,根據(jù)平衡條件有FN=mgcos

θ,推力F=mgsin

θ。由A向B移動(dòng)過程中,θ角增大,所以推力F增大,FN減小,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。選小滑塊和凹槽整體為研究對(duì)象,推力在水平方向的分力F水平=Fcos

θ=mgsin

θcos

θ=,先增大后減小,所以墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小,選項(xiàng)C正確。推力在豎直方向的分力F豎=Fsin

θ=mgsin2θ增大,故水平地面對(duì)凹槽的支持力F支=(m+m')g-F豎減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(命題角度3)(2022河北卷)如圖所示,用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的P點(diǎn),將木板以底邊MN為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平,繩與木板之間的夾角保持不變,忽略圓柱體與木板之間的摩擦,在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中(

)A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變B解析

設(shè)兩細(xì)繩對(duì)圓柱體的拉力的合力為F,木板對(duì)圓柱體的支持力為FN,細(xì)繩與木板夾角的余角為α,從右向左看,圓柱體受力如圖所示,在矢量三角形練模擬·提能力1.(命題角度1)(2023湖南長(zhǎng)沙模擬)如圖所示,某陽臺(tái)豎直墻壁上的A、B兩處分別固定一顆釘子,小王通過一段不可伸長(zhǎng)的細(xì)線跨過兩顆釘子懸掛一吊籃(吊籃不與墻壁接觸)。因A、B不等高,故重新調(diào)整B處的釘子到C處,A、C等高且C在B的正下方,重新懸掛上原來的細(xì)線,整個(gè)細(xì)線始終處于同一豎直平面內(nèi),不計(jì)細(xì)線與釘子之間的摩擦,則下列說法正確的是(

)A.調(diào)整后細(xì)線的拉力大小比調(diào)整前要小B.調(diào)整后細(xì)線的拉力大小比調(diào)整前要大C.調(diào)整后細(xì)線對(duì)兩個(gè)釘子的總作用力大小比調(diào)整前要小D.調(diào)整后細(xì)線對(duì)兩個(gè)釘子的總作用力大小比調(diào)整前要大A解析

設(shè)調(diào)整前吊籃與細(xì)線的交點(diǎn)為O,調(diào)整后吊籃與細(xì)線的交點(diǎn)為O',釘子在B處時(shí)細(xì)線的拉力為F1,∠AOB=α,釘子在C處時(shí)細(xì)線的拉力為F2,∠AO'C=β,如圖所示。由于細(xì)線跨在釘子上,所以細(xì)線上拉力的大小處處相等,根據(jù)力的平衡條件和平行四邊形定則可知,整前要小,A正確,B錯(cuò)誤。吊籃受力平衡,則細(xì)線對(duì)吊籃的拉力等于吊籃的重力,兩釘子對(duì)細(xì)線的合力等于吊籃對(duì)細(xì)線的拉力,故兩釘子對(duì)細(xì)線的合力等于吊籃重力,由牛頓第三定律可知細(xì)線對(duì)兩釘子的總作用力也等于吊籃的重力,調(diào)整前后不變,故C、D錯(cuò)誤。2.(命題角度3)(2023江蘇揚(yáng)州模擬)如圖所示,A、B兩球用勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧相連,B球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸于O點(diǎn),A球固定在O點(diǎn)正下方,且O、A間的距離也為L(zhǎng),此時(shí)繩子的拉力為F1,現(xiàn)把A、B間的彈簧換成勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧(k2>k1),仍使系統(tǒng)平衡,此時(shí)繩子的拉力為F2,則F1和F2的大小關(guān)系為(

)A.F1>F2 B.F1<F2C.F1=F2 D.無法確定C解析

以小球B為研究對(duì)象,由平衡條件可知,彈簧的彈力F彈和繩子的拉力F的合力F合與重力mg大小相等,方向相反,即F合=mg,作出力的合成如圖所示,由三角形相似得

,又由lOA=lOB=L可得F=mg,可見繩子的拉力F只與小球B的重力有關(guān),與彈簧的勁度系數(shù)k無關(guān),所以F1=F2,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。考點(diǎn)三電磁學(xué)中的平衡問題分層突破——明要點(diǎn)命題角度1電荷在靜電力作用下的平衡

命題角度2電流在安培力作用下的平衡

命題角度3運(yùn)動(dòng)電荷在洛倫茲力作用下的平衡

深化拓展處理電、磁場(chǎng)中平衡問題的方法與純力學(xué)問題的分析方法大致相同,具體如下:電學(xué)問題、力學(xué)方法

典例剖析例3

(命題角度1)如圖所示,傾角為θ的斜面體c置于水平地面上,小物塊b置于斜面上,通過絕緣細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與帶正電的小球M連接,定滑輪左側(cè)連接物塊b的一段細(xì)繩與斜面平行,帶負(fù)電的小球N用絕緣細(xì)線懸掛于P點(diǎn)。設(shè)兩帶電小球在緩慢漏電的過程中,兩球心始終處于同一水平面上,并且b、c都處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是(

)A.b對(duì)c的摩擦力一定減小B.地面對(duì)c的支持力一定變大C.c對(duì)地面的摩擦力一定向左D.地面對(duì)c的摩擦力一定變大B解析

小球不斷漏電,所以兩小球所受庫侖力逐漸減小,根據(jù)平衡條件可知繩子的拉力不斷減小,所以b所受的拉力也不斷減小,若b相對(duì)于斜面有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),則摩擦力減小,若b相對(duì)于斜面有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),則b對(duì)c的摩擦力增大,A錯(cuò)誤;將b和c看成一個(gè)整體,其受重力(方向豎直向下)、支持力(方向豎直向上)、繩子的拉力(方向沿斜面向上)以及摩擦力,根據(jù)正交分解法,豎直方向上,拉力在豎直方向上的分力與支持力的合力等于重力,當(dāng)拉力減小時(shí),地面對(duì)c的支持力一定變大,在水平方向上,拉力在水平方向上的分力等于摩擦力,所以地面對(duì)c的摩擦力一定向左,由牛頓第三定律得c對(duì)地面的摩擦力一定向右,當(dāng)拉力不斷減小時(shí),地面對(duì)c的摩擦力也不斷減小,B正確,C、D錯(cuò)誤。分層演練——拿高分練真題·明考向(命題角度2)(2022湖南卷)如圖甲所示,直導(dǎo)線MN被兩等長(zhǎng)且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO'上,其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO'的磁場(chǎng),與OO'距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化,其截面圖如圖乙所示。導(dǎo)線通以電流I,靜止后,懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是(

)A.當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖甲右側(cè)位置時(shí),導(dǎo)線中電流方向由N指向MB.電流I增大,靜止后,導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ與電流I成正比D解析

當(dāng)導(dǎo)線靜止在題圖甲右側(cè)位置時(shí),對(duì)直導(dǎo)線MN進(jìn)行受力分析,如圖所示,由左手定則知,導(dǎo)線中電流方向由M指向N,故A錯(cuò)誤;由于與OO'距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化,因此F安=Gsin

θ,FT=Gcos

θ,F安=BIl,可得sin

θ與I成正比,當(dāng)I增大時(shí),θ增大,cos

θ減小,靜止后,導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力FT減小,故B、C錯(cuò)誤,D正確。練模擬·提能力1.(命題角度1、3)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與水平方向夾角為30°且斜向右上方,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面(圖中未畫出)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以與水平方向成30°角斜向左上方的速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度為g。則(

)A.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向可能垂直紙面向外B.小球可能帶正電D解析

帶電小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),受力平衡,由平衡條件可得受力情況只能如圖中所示,所以小球帶負(fù)電,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由左手定則可判斷勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由共點(diǎn)力的平衡條件得qEcos

30°=qvBsin

30°,2.(命題角度2)(2023廣東中山模擬)如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌均由相互垂直的兩段構(gòu)成,導(dǎo)軌間距為l,兩段導(dǎo)軌所在平面內(nèi)只存在與該部分導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1、B2(方向未知),左側(cè)導(dǎo)軌傾角為α=37°,右側(cè)導(dǎo)軌傾角為β=53°,兩長(zhǎng)度均為l且質(zhì)量相等的導(dǎo)體棒a、b垂直放置在左、右兩側(cè)導(dǎo)軌上,當(dāng)導(dǎo)軌下端接一電源時(shí)兩導(dǎo)體棒均靜止,已知導(dǎo)體棒a、b的電阻之比為1∶2,sin37°=0.6,忽略導(dǎo)軌及電源的內(nèi)阻,不計(jì)一切摩擦。則下列說法正確的是(

)A.兩磁場(chǎng)方向均垂直所在導(dǎo)軌平面向上B.B1∶B2=3∶8C.導(dǎo)體棒a、b所受安培力大小相等D.導(dǎo)體棒a、b對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小之比為3∶4B解析

導(dǎo)體棒a、b所受安培力沿各自所處導(dǎo)軌平面向上,由左手定則可知,左側(cè)磁場(chǎng)垂直左側(cè)導(dǎo)軌所在平面向下,右側(cè)磁場(chǎng)垂直右側(cè)導(dǎo)軌所在平面向上,A錯(cuò)誤;由力的平衡條件可得,導(dǎo)體棒a、b所受安培力分別為Fa=mgsin

37°,Fb=mgsin

53°,則Fa∶Fb=3∶4,C錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒a、b的電阻之比為1∶a、b對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小分別為FNa=mgcos

37°,FNb=mgcos

53°,解得FNa∶FNb=4∶3,D錯(cuò)誤。3突破熱考命題新教材、新情境、新考向:生產(chǎn)生活中的平衡問題情境解讀近幾年高考物理試題中與生活、生產(chǎn)、高科技密切聯(lián)系的試題逐漸增多,如以生活、勞動(dòng)為情境,考查受力分析和共點(diǎn)力