2022年高一物理力学专题-共点力平衡专题.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 专题 2 共点力的平稳及应用导学目标 1. 把握共点力的平稳条件及推论.2. 把握整体法及隔离法的应用.3. 会分析动态平稳问题及极值问题．一、共点力的平稳 [ 基础导引 ]1 ．如图 1 所示,一个人站在自动扶梯的水平台阶上随扶梯匀速上升,它受到的力有 〔 〕 A．重力、支持力B．重力、支持力、摩擦力C．重力、支持力、摩擦力、斜向上的拉力α ＝30 ° ,试求AO、图 1D．重力、支持力、压力、摩擦力2．在图 2 中,灯重 G＝20 N ,AO与天花板间夹角BO两绳受到的拉力多大？图 2[ 学问梳理 ] 共点力的平稳力的作用点在物体上的____________或力的 ____________交于一共点力 点的几个力叫做共点力．能简化成质点的物体受到的力可以视为共点力平稳状 态平稳条 件物体处于 ________状态或 ____________状态,叫做平稳状态．〔 该状态下物体的加速度为零〕 物体受到的 ________为零,即 F 合＝____或{ Σ Fx＝0Σ Fy＝0摸索 ：物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事吗？二、平稳条件的推论 [ 基础导引 ] 1．如图 3 所示,斜面上放一物体 作用力的合力的大小和方向．m处于静止状态,试求斜面对物体的2．光滑水平面上有一质量为 5 kg 的物体,在互成肯定角度的五个水平力作用下做匀速运动, 这五个力矢量首尾连接后组成一个什么样图形？如其中一个向南方向的 5 N 的力转动 90° 角向西,物体将做什么运动？[ 学问梳理 ]1 ．二力平稳 假如物体在两个共点力的作用下处于平稳状态,这两个力必定大小 ________ 、方向 ________,为一对 ____________．2．三力平稳假如物体在三个共点力的作用下处于平稳状态,其中任意两个力的 ________一 定与第三个力大小 ________、方向 ________．1 / 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3．多力平稳假如物体受多个力作用处于平稳状态,其中任何一个力与其余力的________大小 ________、方向 ________．考点一 处理平稳问题常用的几种方法考点解读1．力的合成法物体在三个共点力的作用下处于平稳状态,就任意两个力的合力肯定与第三个力大小相等、方向相反；“ 力的合成法” 是解决三力平稳问题的基本方法．2．正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时,常用正交分解法列平稳方程求解：Fx合＝0,Fy合＝0. 为便利运算,建立直角坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原就．3．三角形法对受三力作用而平稳的物体,将力的矢量平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭三角形, 进而处理物体平稳问题的方法叫三角形法；便、直观,简洁判定．典例剖析三角形法在处理动态平稳问题时方例1 如图 4 所示,不计滑轮摩擦, A、B 两物体均处于静止状态．现 加一水平力 F 作用在 B 上使 B缓慢右移,试分析 B 所受力 F 的变 化情形．图 4例 2 如图 5 所示,重为G 的匀称链条挂在等高的两钩上,链条悬挂图 5处与水平方向成θ 角,试求：〔1〕 链条两端的张力大小；〔2〕 链条最低处的张力大小．例 3 如图 6 所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m的小球,小球被竖直的木板拦住,不计摩擦,就球对挡板的压力是 〔 〕 A．mgcos α B．mgtan αC. mg cos α D．mg图 6思维突破共点力作用下物体平稳的一般解题思路 ：1、 确定争论对象（整体或者隔离分析） ；2、 对争论对象进行受力分析（整体法只分析系统所受外力） ；3、 合成或者正交分解,列出平稳方程；4、 解方程,检验结果的合理性；2 / 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 考点二 动态平稳问题 考点解读 “ 动态平稳” 是指平稳问题中的一部分力是变力, 是动态力, 力的大小和方向均要发生变 化,所以叫动态平稳,这是力平稳问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把 “ 动” 化为“ 静” ,“ 静” 中求“ 动” ．典例剖析 例 4 如图 7 所示,两根等长的绳子 AB和 BC吊一重物静止,两根绳子与水平 方向夹角均为 60° . 现保持绳子 AB与水平方向的夹角不 绳子 BC逐步缓慢地变化 到 沿 水 平 方 向 , 在 这 一 过 程 中 , 绳 子 〔 〕 BC 的 拉 力 变 化 情 况 是A．增大 B．先减小,后增大 C ．减小 D．先增大,后减小 图 7思维突破 动态平稳问题思维导图：跟踪训练 1 如图 8 所示,质量分别为mA和 mB的物体 A、B 用细绳 连接后跨过滑轮, A静止在倾角为 45° 的斜面上, B 悬挂着．已 知 mA＝2mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由 45° 增大到 50° , 〕 系统仍保持静止．以下说法正确选项 〔 A．绳子对 A 的拉力将增大 图 8 B．物体 A对斜面的压力将增大 C．物体 A受到的静摩擦力增大 D．物体 A受到的静摩擦力减小 考点三 平稳中的临界与极值问题 考点解读 1．临界问题 当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平稳状态“ 恰好出 现” 或“ 恰好不显现” ,在问题的描述中常用“ 刚好” 、“ 刚能” 、“ 恰好” 等语言表达．2．极值问题平稳物体的极值,一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．典例剖析例5 物体 A 的质量为2 kg ,两根轻细绳b 和 c 的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体A 上,在物体A 上另施加一个方向与水平线成 θ角的拉力 F,相关几何关系如图9 所示, θ ＝60° . 如要使两绳都能伸直,求拉力 F 的取值范畴． 〔 g 取 10 m/s 2〕 图 9思维突破 解决极值问题和临界问题的方法〔1〕 物理分析方法：依据物体的平稳条件,作出力的矢量图,通过对物理过程的分析,利用平行四边形定就进行动态分析,确定最大值与最小值．〔2〕 数学方法： 通过对问题的分析,依据物体的平稳条件写出物理量之间的函数关系〔或画出函数图象 〕 ,用数学方法求极值〔 如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值〕 ．但利3 / 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 用数学方法求出极值后,肯定要依据物理原理对该值的合理性及物理意义进行争论或说 明．跟踪训练 2 如图 10 所示,将两个质量均为m的小球 a、b 用细线图 11相连并悬挂于O点,用力 F拉小球 a 使整个装置处于平稳状态,且悬线 Oa与竖直方向的夹角为θ ＝60° ,就力F的大小可能为〔 〕 A.3mg B．mg C. 3 2mg D. 3 3mg图 10考点四整体法和隔离法例 6 如图 11 所示,质量为M的直角三棱柱A 放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角为θ . 质量为 m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和 B 都处于静止状态,求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？方法提炼 : 1．对整体法和隔离法的懂得 整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法,整体法的优点在于只需要分析 整个系统与外界的关系,躲开了系统内部纷杂的相互作用．隔离法是指将某物体从四周物体中隔离出来,单独分析该物体的方法,隔离法的优点在 于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的缘由以及物体间的相互作用关系表 达清晰．2．整体法和隔离法的使用技巧 整体法优势：只分析系统所受外力,受力简洁易于分析运算；缺陷：只分析外力,无法 求解系统的内力；隔离法：分析内力,求解内力；使用技巧：通常对于两个或者多个相互关联且具有共同加速度的物体,求解相关问题应先进行整体分析,再进行隔离分析；即“先整体,后隔离” ！跟踪训练 3 如图 12 所示,在斜面上放两个光滑球A 和 B,两球的质量均为 m,它们的半径分别是R和 r ,球 A 左侧有一垂直于斜〔 面的挡板P,两球沿斜面排列并处于静止,以下说法正确选项图 12〕 A．斜面倾角θ 肯定, R>r 时, R越大, r 越小, B 对斜面的压力越小B．斜面倾角θ 肯定, R＝r 时,两球之间的弹力最小C．斜面倾角θ 肯定时,无论两球半径如何,A 对挡板的压力肯定D．半径肯定时,随着斜面倾角 A 组 常规平稳问题θ 逐步增大, A 受到挡板的作用力先增大后减小（2022 全国新课标理综II第 15 题）如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用, F平行于斜面对上；如要物块在斜面上保持静止,最小值分别为 F1 和 F2（F2>0）；由此可求出F 的取值应有肯定的范畴,已知其最大值和4 / 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - A.物块的质量 B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力 D．物块对斜面的压力（2022 高考重庆理综第 1 题）如下列图,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角 θ ；如此人所受重力为 G,就椅子各个部分对他作用力的合力大小为A．G B ． Gsin θ C．Gcosθ D． Gtan θ（2022 高考上海物理第 8 题）如图, 质量 mA＞mB的两物体 A、B叠放在一起, 靠着竖直墙面；让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B 的受力示意图是〔 A〕 B组动态平稳问题1. 在上海世博会正确实践区,江苏城市案例馆中穹形门窗布满了浓郁的地域风情和人文特色．如图13 所示,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不行伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物 G. 现将轻绳的一端固定于支架上的 A 点,另一端从 B 点沿支架缓慢地向 C点靠近〔 C点与 A点等高 〕 ．就绳中拉力大小变化的情形是 〔 〕 A．先变小后变大 B ．先变小后不变C．先变大后不变 D ．先变大后变小 图 13（2022 高考天津理综物理第。