《步步高2014版《考前三个月》高考物理大二轮专题复习学案：专题一 受力分析 物体的平衡》由会员分享，可在线阅读，更多相关《步步高2014版《考前三个月》高考物理大二轮专题复习学案：专题一 受力分析 物体的平衡（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、灵璧县黄湾中学 学案 第 - 1 - 页 共 18 页 专题一专题一 受力分析受力分析 物体的平衡物体的平衡学案学案 1 受力分析受力分析 物体的平衡物体的平衡【考情分析】【考点预测】受力分析问题与物体的平衡问题是力学的基本问题，在近几年的高考中频频出现，主要考查力的产生条件、力的大小方向的判断、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连结体问题的分析，涉及的思想方法有：整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等预计 2014 年仍将对这些知识点进行考查，题型主要是选择题，难度不大，但也要引起高度重视考题 1 对物体受力分析的考查例 1 如图 1 所示，物体 B
2、的上表面水平，当 A、B 相对静止沿斜面匀速下滑时，斜面 C 保持静止不动，则下列判断正确的有( )图 1A物体 B 的上表面一定是粗糙的B物体 B、C 都只受 4 个力作用C物体 C 受水平面的摩擦力方向一定水平向右D水平面对物体 C 的支持力小于三物体的重力大小之和审题突破 A、B 匀速下滑，C 处于静止，三物体均处于平衡状态用假设法分析A、B 之间是否存在摩擦力把物体 A 和 B 看成一个整体，分析 C 对 B 的摩擦力把三个物体看成一个整体，分析地面对 C 的摩擦力和支持力解析 当 A、B 相对静止沿斜面匀速下滑时，斜面保持静止不动，A、B、C 均处于平衡态，A 受重力、B 的支持力作
3、用，A、B 间没有摩擦力，物体 B 的上表面可以是粗糙的，也可以是光滑的，A 错；B 受重力、C 施加的垂直斜面的弹力和沿斜面向上的摩擦力以及 A 的压灵璧县黄湾中学 学案 第 - 2 - 页 共 18 页 力作用，取 A、B、C 为整体，由平衡条件知水平面对 C 无摩擦力作用，水平面对 C 的支持力大小等于三物体重力之和，C 受重力、B 的压力和摩擦力、水平面的支持力作用，所以 B 对，C、D 错答案 B规律总结受力分析应掌握三个原则1 建立受力分析思维模板对物体进行受力分析时，要养成按一定顺序进行受力分析的习惯，其目的在于避免“丢力” 一般按照“重力弹力摩擦力其他力”的顺序进行受力分析2
4、善于变换研究对象如果题目中给出的物体不止一个，在分析物体受力情况时，往往不能直接判断它与其接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力，这时可以采用隔离法(或整体法)，先分析其他物体(或整体)的受力情况，再分析被研究物体的受力情况3 结合运动状态及时修正由于弹力和摩擦力都是被动力，它们的方向和大小与物体的运动状态有密切的关系，所以分析物体的受力情况时，除了根据力产生的条件判断外，还必须根据物体的运动状态，结合牛顿第二定律及时进行修正突破练习1 如图 2 所示，一个质量为 m 的滑块静止置于倾角为 30的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的 P 点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为 3
5、0，则( )图 2A滑块一定受到四个力作用B弹簧一定处于压缩状态C斜面对滑块一定有支持力D斜面对滑块的摩擦力大小可能等于零答案 C解析 轻弹簧可能处于伸长状态，也可能处于压缩状态，还可能处于原长，所以滑块可能受三个力的作用，也可能受四个力的作用由于重力有沿斜面向下的分力，所以滑块必定受沿斜面向上的摩擦力作用，因此也一定受斜面的支持力作用由此可知只有 C 正确2 将某材料制成的长方体锯成 A、B 两块放在水平面上，A、B 紧靠在一起，物体 A 的角灵璧县黄湾中学 学案 第 - 3 - 页 共 18 页 度如图 3 所示，现用水平方向的力 F 推物体 B，使物体 A、B 保持原来形状、整体沿力F
6、的方向匀速运动，则( )图 3A物体 A 在水平方向受两个力的作用，合力为零B物体 A 受的摩擦力只有一个C物体 B 对 A 的压力小于桌面对物体 A 的摩擦力D物体 B 在水平方向受三个力的作用答案 C解析 如图，分别对 A、B 水平方向进行受力分析，A 受三个力，A、B 项错；木板 B 在水平方向受到 A 的弹力和摩擦力以及桌面的摩擦力、推力 F 四个力的作用，D 项错3 如图 4 所示，小球 C 置于光滑的半球形凹槽 B 内，B 放在长木板 A 上，整个装置处于静止状态，在缓慢减小木板的倾角 过程中，下列说法正确的是( )图 4AA 受到的压力逐渐变大BA 受到的摩擦力逐渐变大CC 对
7、B 的压力逐渐变大DC 受到三个力的作用答案 A解析 选取 B、C 组成的系统为研究对象，根据平衡知识可知 FN(mBmC)gcos ，Ff(mBmC)gsin ，随着 的减小，FN增大，Ff减小，选项 A 正确，B 错误C 在光滑的凹槽内受两个力的作用：重力和支持力，且支持力始终等于重力 mCg，选项 C、D 均错考题 2 对平衡问题的考查例 2 如图 5 所示，顶端装有定滑轮的粗糙斜面体放在水平地面上，A、B 两物体跨过滑轮通过细绳连接，整个装置处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)现用水平力作用于物体 A 上，缓缓拉开一小角度，斜面体与物体 B 一直保持静止，此过程中( )灵璧县
8、黄湾中学 学案 第 - 4 - 页 共 18 页 图 5A绳子对物体 A 的拉力一定变大B斜面对物体 B 的摩擦力一定变大C地面对斜面体的弹力不变D地面对斜面体的摩擦力变大审题突破 选取物体 A 为研究对象，分析 A 的受力，由平衡条件分析拉力的变化选取物体 B 为研究对象，分析 B 的受力，由平衡条件分析 B 所受摩擦力的变化选取A、B 以及斜面体组成的系统为研究对象，分析地面对斜面体的弹力和摩擦力解析 物体 A 受力如图，由平衡条件得 Fcos mAg，所以 F.随着 的增大，F增大，A 正确物体 B 受mAgcos 重力、斜面的支持力 FN、绳子的拉力 F(等于 F)和斜面的摩擦力 Ff
9、(图中未画出)作用，当 mBgsin F时，摩擦力沿斜面向上且随着 F增大而减小当 mBgsin mgcos ，得滑块 m 沿斜面加速下滑，对 M 受力分析，Ff2cos FN2cos mgcos cos mgcos sin FN2sin ，知地面对 M 无摩擦力，所以 M 对地无摩擦力，选项 B 错误若在滑块 m 上加一水平向右的力 F3，则 FN3mgcos F3sin ，mgsin (mgcos F3sin )，即滑块 m 沿斜面减速下滑，对 M 受力分析，Ff3cos FN3cos (mgcos F3sin )cos (mgcos F3sin )sin FN3sin ，知地面对 M 无
10、摩擦力，M 对地无摩擦力，选项 C 错误；同理分析，总有关系 Ffcos FNcos FNsin 成立，可知选项 D 正确考题 3 对动态平衡问题的考查例 3 一个挡板固定于光滑水平地面上，截面为 圆的柱状物体甲放在水平面上，半径与甲14相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与地面接触而处于静止状态，如图 9 所示，现在对甲施加一个水平向左的力 F，使甲沿地面极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止，设乙对挡板的压力为 F1，甲对地面的压力为 F2，在此过程中 ( )图 9AF1缓慢增大，F2缓慢增大BF1缓慢增大， F2不变CF1缓慢减小，F2不变DF1缓慢减小，F2缓慢增大审题突破 甲缓慢地
11、向左移动时，甲与乙的接触点会移动，甲对乙的作用力的方向发生变化分析乙对挡板的压力 F1时，应先分析挡板对乙的弹力 F1，此时选乙为研究对象，利用画动态图的方法分析分析甲对地面的压力 F2时，选甲、乙组成的系统为研究对象解析 把甲、乙看做一个整体：竖直方向仅受重力和地面的支持力，在此过程中，两物体重力不变，故支持力不变，由牛顿第三定律得，甲对地面的压力 F2不变选取乙为研究对象，乙物体受力如图，甲对乙的作用力 F3和挡板对乙的作用力 F1的合力 F合始终与乙的重力等大、反向，在将甲沿地面缓慢地向灵璧县黄湾中学 学案 第 - 8 - 页 共 18 页 左移动时，甲对乙的作用力 F3逐渐减小，挡板对
12、乙的弹力 F1逐渐减小，所以乙对挡板的压力 F1逐渐减小所以正确选项为 C.答案 C方法总结1 当受力物体的状态发生“缓慢”变化时，物体所处的状态仍为平衡状态，分析此类问题的方法有解析法和图解法(1)解析法：画出研究对象的受力图，根据动态变化的原因，一般是某一夹角在发生变化，利用三角函数表示出各个作用力与变化的夹角之间的关系，从而判断各作用力的变化(2)图解法：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，画出受力图，依据某一参量的变化，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡受力图(力的平行四边形或矢量三角形)，再由某一参量的变化情况分析各边的长度变化，从而确定力的大小及方向的变化情况2 分
13、析动态平衡问题时需注意以下两个方面：(1)在动态平衡问题中，一定要抓住不变的量(大小或方向)，此题中不变的量是力 F3和F1的合力的大小和方向，然后分析其他量的变化(2)当物体受到一个大小和方向都不变、一个方向不变、一个大小和方向都变化的三个力作用，且题目只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时，首先考虑用图解法突破练习7 (2013天津5)如图 10 所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于 O 点现用水平力 F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力 FN以及绳对小球的拉力 FT的变化情况是( )图 1
14、0AFN保持不变，FT不断增大BFN不断增大，FT不断减小CFN保持不变，FT先增大后减小DFN不断增大，FT先减小后增大答案 D解析 对小球受力分析如图(重力 mg、支持力 FN，绳的拉力 FT)当绳接近水平时， 减小画出一簇平行四边形如图所示，当 FT方向与斜面平行时，FT最小，所以 FT先减小后增大，FN一直增大，只有选项 D 正确灵璧县黄湾中学 学案 第 - 9 - 页 共 18 页 8 如图 11 所示的起重装置，A 为固定轴，AB 为轻杆，B 端系两根轻绳，一根在下面拴一重物，另一根绕过无摩擦定滑轮，在绳端施加拉力，使杆从位置缓缓移到位置的过程中，绕过定滑轮的那根绳的张力 F 以及轻杆在 B 端受到作用力 FN的变化情况是( )学&科&图 11AF 减小；FN大小不变，方向由沿杆向外变为沿杆向里BF 减小；FN大小不变，方向始终沿杆向里CF 不变；FN先变小后变大，方向沿杆向里DF 不变；FN变小，方向沿杆向里答案 B解析 分析杆的端点 B 的受力，如图根据三角形 ABO 和由力组成的三角形 BCD 相似，由几何关系知：GhFNL1FL2 L1不变，FN不变，L2减小，F 减小，B 正确9 如图 12 所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体 a、b 靠在一起，表面光滑，重力均为G，其中
