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1、第2讲力和物体的平衡专题一力与运动考点一重力、弹力、摩擦力及受力分析考点三平衡中的临界与极值问题考点二平衡条件的应用重力、弹力、摩擦力及受力分析考点一真题研究1.(2017浙江4月选考7)如图1所示，重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下.以下说法正确的是A.在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变B.自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小C.自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小D.石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力图1答案解析12345672.(2016浙江10月学考3)中国女排在2016年奥运会比赛中再度夺冠.图2为比
2、赛中精彩瞬间的照片，此时排球受到的力有A.推力B.重力、推力C.重力、空气对球的作用力D.重力、推力、空气对球的作用力解析解析此时手与球并没有接触，所以没有推力，故C选项正确.答案解析图212345673.(2015浙江10月学考13)将质量为1.0 kg的木板放在水平长木板上，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，木块先静止后相对木板运动.用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小，并用计算机绘制出摩擦力大小Ff随拉力大小F变化的图象，如图3所示.木块与木板间的动摩擦因数为(g取10 m/s2)A.0.3 B.0.5 C.0.6 D.1.0解解析析由图可知最大静摩擦力为5 N，滑动摩擦
3、力为3 N，且滑动摩擦力满足公式Ffmg，所以0.3.答案解析图312345674.(2017浙江“七彩阳光”联考)“跑酷”是一项深受年轻人喜爱的运动，如图4为运动员在空中跳跃过程中的照片，此时运动员受到的力有A.重力B.重力、向前冲力C.重力、空气作用力D.重力、向前冲力、空气作用力答案1234567模拟训练图45.(2017台州市9月选考)足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱.如图5所示的四种与足球有关的情景.其中正确的是图5A.如图甲所示，静止在草地上的足球，受到的弹力就是它受到的重力B.如图乙所示，静止在光滑水平地面上的两个足球，因接触受到弹力作用C.如图丙所示
4、，踩在脚下且静止在水平草地上的足球，可能受到3个力的作用D.如图丁所示，落在球网中的足球受到弹力，是由于足球发生了形变1234567答案6.(2017湖州市期末)如图6所示，某人手拉弹簧，使其伸长了5 cm(在弹性限度内)，若此时弹簧的两端所受拉力各为10 N，则A.弹簧所受的合力大小为10 NB.弹簧的劲度系数为200 N/mC.弹簧的劲度系数为400 N/mD.弹簧的劲度系数随弹簧的拉力的增大而增大解解析析弹簧所受合力大小为零；由Fkx知k 200 N/m，弹簧的劲度系数与拉力大小无关，和弹簧本身的因素有关.答案解析1234567图67.(2017金华市高三期末)如图7所示，铁质的棋盘竖直
5、放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是A.小棋子共受三个力作用B.棋子对棋盘的压力大小一定等于重力C.磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D.质量不同的棋子所受的摩擦力不同图7答案解析1234567规律总结规律总结1.弹力有无的判断弹力有无的判断“三法三法”(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定有弹力.(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第
6、二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.静摩擦力的有无及方向的判断方法静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法(2)状态法：静摩擦力的大小与方向具有可变性.明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向.(3)牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向.3.弹力大小的计算方法弹力大小的计算方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.4.摩擦力大小的计算方法摩擦力大小的计算方法(1)首先分清摩
7、擦力的种类，因为只有滑动摩擦力才能用公式FfFN求解，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来求解.(2)公式FfFN中，FN为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力大小.(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关.平衡条件的应用考点二真题研究1.(2017浙江11月选考5)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图8所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为，则A.上方球与下方三个球间均没有弹力B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C.水平地面对下方三个球的支持力均为 mgD.水平地面对下方三个球的摩擦力均为 mg答案解析123
8、456789图81234567892.(2017浙江4月选考10)重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图9所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为，则A.当60时，运动员单手对地面的正压力大小为B.当120时，运动员单手对地面的正压力大小为GC.当不同时，运动员受到的合力不同D.当不同时，运动员与地面之间的相互作用力不相等答案解析图93.(2016浙江10月学考13)如图10所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上.其中O点与小球A的间距为l，O点与小球B的间距为 l.当小球A平衡时，悬
9、线与竖直方向夹角30.带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k.则图10答案解析1234567891234567894.(2015浙江10月学考11)如图11所示，一质量为m、电荷量为Q的小球A系在长为l的绝缘轻绳下端，另一电荷量也为Q的小球B位于悬挂点的正下方(A、B均视为点电荷)，轻绳与竖直方向成30角，小球A、B静止于同一高度.已知重力加速度为g，静电力常量为k，则两球间的静电力为答案解析图111234567895.(人教版必修1P61插图改编)两小孩共提总重力为G的一桶水匀速前行，如图12所示，两人手臂用力大小均为F，手臂间的夹角为.则A.当60时，FB.当90时，F有最小值C.当
10、120时，FGD.越大时，F越小图12答案解析模拟训练6.(2016浙江台州中学期中)如图13所示是磁悬浮地球仪，地球仪依靠它与底座之间的磁力悬浮在底座的正上方保持静止，已知地球仪的质量为m，底座的质量为M，则底座对水平地面的作用力大小为A.0 B.mg C.Mg D.(mM)g解解析析将地球仪和底座看作整体，整体受到的重力为(mM)g，支持力为FN，满足FN(mM)g，根据牛顿第三定律可知底座对水平地面的作用力大小为(mM)g，选项D正确.答案解析图131234567897.(2016浙江绍兴一中期中)如图14所示，小球A、B带等量同种电荷，质量均为m，都用长为L的绝缘细线挂在绝缘的竖直墙上
11、O点，A球靠墙且其悬线刚好竖直，B球悬线偏离竖直方向角而静止，此时A、B两球之间的库仑力为F.由于外部原因小球B的电荷量减少，使两球再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半，则小球B的电荷量减少为原来的答案解析图141234567898.如图15所示，倾角为、质量为m的直角三棱柱ABC置于粗糙水平地面上，柱体与水平地面间的动摩擦因数为.现施加一个垂直于BC面向下的外力F，柱体仍保持静止，则地面对柱体的摩擦力大小等于A.mg B.Fsin C.Fcos D.(Fcos mg)解析解析对三棱柱受力分析如图所示.FfFsin ，故B选项正确.答案解析图151234567899.(2017湖州市期末)
12、如图16所示，质量为m的光滑小球放在斜面和竖直挡板之间，当挡板从竖直位置逆时针缓慢转动到水平位置的过程中，斜面和挡板对小球的弹力大小的变化是A.斜面的弹力逐渐变大B.斜面的弹力先变小后变大C.挡板的弹力先变小后变大D.挡板的弹力逐渐变大答案解析图16123456789规律总结规律总结动态平衡问题分析的常用方法动态平衡问题分析的常用方法1.解析法：一般把力进行正交分解，两个方向上列平衡方程，写出所要分析的力与变化角度的关系，然后判断各力的变化趋势.2.图解法：能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征：(1)物体一般受三个力作用；(2)其中有一个大小、方向都不变的力；(3)还有一个方向不变的力.
13、平衡中的临界与极值问题考点三命题预测1.如图17所示，质量m2.2 kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成37角斜向上、大小为F10 N的拉力作用下，以速度v5.0 m/s向右做匀速直线运动.(cos 370.8，sin 370.6，取g10 m/s2)求：(1)金属块与地板间的动摩擦因数；123图17答案答案0.5答案解析(2)现换用另一个力F施加在金属块上，为使金属块向右做匀速直线运动，求F的最小值.解析解析分析金属块的受力，如图所示竖直方向：Fsin FNmg水平方向：Fcos FN123答案解析2.如图18所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的
14、作用下，小球A、B处于静止状态.若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角保持30不变，则外力F的大小不可能为答案解析模拟训练123图183.如图19所示，重50 N的物体A放在倾角为37的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm，劲度系数为800 N/m的弹簧，其一端固定在斜面顶端，另一端连接物体A后，弹簧长度为14 cm，现用力F沿斜面向下拉物体，若物体与斜面间的最大静摩擦力为20 N，当弹簧的长度仍为14 cm时，F的大小不可能为A.10 N B.20 NC.40 N D.0 N答案解析123图19规律总结规律总结1.临界与极值问题解题流程临界与极值问题解题流程(1)对物体初始状态受力分析，明确所受各力的变化特点.(2)由关键词判断可能出现的现象或状态变化.(3)据初始状态与可能发生的变化间的联系，判断出现变化的临界条件或可能存在的极值条件.(4)选择合适的方法作图或列方程求解.2.解决临界与极值问题的常用方法解决临界与极值问题的常用方法(1)解析法：利用物体受力平衡写出未知量与已知量的关系表达式，根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况，利用临界条件确定未知量的临界值.(2)图解法：根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化，确定未知量大小、方向的变化，确定未知量的临界值.
