高考物理一轮复习2.3共点力作用下物体的平衡课件

这是一份高考物理一轮复习2.3共点力作用下物体的平衡课件，共51页。PPT课件主要包含了基础落实，考点突破，思维拓展，示意图，摩擦力，匀速直线运动，三角形，答案BD，答案A，答案B等内容，欢迎下载使用。
知识点一　受力分析1．定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力________的过程．2．受力分析的一般顺序先画已知力，其次分析场力(________、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、________)，最后分析其他力．如图所示对A受力分析．
知识点二　共点力的平衡1．平衡状态物体处于________状态或________________状态．2．平衡条件F合＝0或者 .如图甲和乙所示，小球静止不动，物块匀速运动．
2．平衡条件F合＝0或者 .如图甲和乙所示，小球静止不动，物块匀速运动．
则小球F合＝____；即F－mg＝0.物块Fx＝____，Fy＝____；即Fcs θ－Ff＝0，Fsin θ＋FN－mg＝0.
3．平衡条件的推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小________，方向________．(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外两个力的合力大小________，方向________，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量________．(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外几个力的合力大小________，方向________．
思考辨析(1)对物体进行受力分析时不用区分外力与内力，两者都要同时分析．(　　)(2)处于平衡状态的物体加速度一定等于零．(　　)(3)速度等于零的物体一定处于平衡状态．(　　)(4)物体在缓慢运动时所处的状态不能认为是平衡状态．(　　)(5)物体做竖直上抛运动到达最高点时处于静止状态．(　　)
教材改编[人教版必修1P91T1改编](多选)一根轻绳一端系小球P，另一端系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和小球P之间夹有一长方体物块Q，如图所示，在小球P、物块Q均处于静止状态的情况下，下列有关说法正确的是(　　)A．物块Q受3个力B．小球P受4个力C．若O点下移，物块Q受到的静摩擦力将增大D．若O点上移，绳子的拉力将变小
考点一　受力分析自主演练对物体进行正确的受力分析，是解决力学问题的前提．同学们在对物体进行受力分析时，为了避免“漏力”或“多力”的情况，必须注意：(1)只分析研究对象受到的力，不要把研究对象受到的作用力与该研究对象对其他物体的作用力相混淆；(2)惯性不是力，不要把物体的惯性当力；(3)只分析实际受到的力，不要把效果力当性质力去分析．
[多维练透]1．[2020·浙江7月，3]矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机．当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示．已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff.下列受力分析示意图可能正确的是(　　)
解析：由题给信息可知，升力F2与速度方向垂直，B、D项错；空气阻力Ff与速度方向相反，C项错，故A项正确．
2．如图，一个物体以某一初速度冲上粗糙斜面，下列关于物体的受力分析正确的是(　　)
3．(多选)如图所示，一个质量m＝0.4 kg的小球穿在水平直杆上处于静止状态，现对小球施加一个5 N的拉力F，F与杆的夹角为53°，小球与杆之间的动摩擦因数μ＝0.5，则(　　)A．小球受到2个力B．小球受到3个力C．若F＝10 N，则小球受4个力D．若F＝10 N，则小球受3个力
4.(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两个楔形物体叠放在一起，B靠在竖直墙壁上，在水平力F的作用下，A、B静止不动，则(　　)A．A物体受力的个数可能为3B．B受到墙壁的摩擦力方向可能向上，也可能向下C．力F增大(A、B仍静止)，A对B的压力也增大D．力F增大(A、B仍静止)，墙壁对B的摩擦力也增大
解析：隔离A物体，若A、B间没有静摩擦力，则A受重力、B对A的支持力和水平力F三个力作用，选项A正确；将A、B看作一个整体，整体在竖直方向上受到重力和摩擦力，所以墙对B的摩擦力方向只能向上，选项B错误；若F增大，则F在垂直B斜面方向的分力增大，所以A对B的压力增大，选项C正确；对A、B整体受力分析，由平衡条件知，竖直方向上有Ff＝GA＋GB，因此当水平力F增大时，墙壁对B的摩擦力不变，选项D错误．
题后反思受力分析四个步骤
解析：此题情境是一钢架结构的体育场看台风雨棚，看似结构复杂，若把钢索、短钢棒和棚顶看作整体，分析受力，整体受到竖直向下的重力mg，两侧钢柱对钢索的两拉力，如图所示，根据平衡条件可得2F cs 60°＝mg，解得F＝mg，选项B正确．
练3　[2020·河北邯郸5月模拟](多选)如图所示，用三条完全相同的轻质细绳1、2、3将A、B两个质量分别为m、3m的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，轻绳1与竖直方向的夹角为45°，轻绳3水平．下列说法正确的是(　　)A．轻绳1的拉力大小为6mgB．轻绳2的拉力大小为5mgC．轻绳3的拉力大小为4mgD．轻绳2与竖直方向的夹角为53°
题后反思1．共点力平衡问题的分析步骤：
2．整体法、隔离法的应用技巧：(1)不涉及系统内力时，优先选用整体法．(2)应用隔离法，一般隔离“简单”的物体，如待求量少或受力少或处于边缘的物体．(3)将整体法与隔离法有机结合、灵活运用．(4)各“隔离体”间的关联力，表现为作用力和反作用力，对于整体系统则是内力．
考点三　动态平衡问题多维探究题型1|图解法的应用例3 [2019·全国卷Ⅰ](多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止，则在此过程中(　　)A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
解析：如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大，A错误，B正确；对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加，C错误，D正确．
[教你解决问题]读题―→选研究对象―→画受力图―→
题型2|解析法的应用例4[2020·安徽全国高中示范名校联考](多选)如图甲所示，一只小鸟沿着较粗的树枝从A缓慢移动到B，将该过程抽象为质点从圆弧上的A点移动到B点，如图乙所示．以下说法正确的是(　　)A．树枝对小鸟的弹力减小 B．树枝对小鸟的弹力增大C．树枝对小鸟的摩擦力减小 D．树枝对小鸟的摩擦力增大
解析：设弹力与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件得，小鸟所受的弹力N＝mg cs θ，从A到B的过程中，θ减小，弹力增大，A错误，B正确；小鸟所受的摩擦力f＝mg sin θ，从A到B的过程中，θ减小，摩擦力减小，C正确，D错误．
题型3 |相似三角形法的应用例5 [2021·福建漳州质检](多选)如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，最高点B处固定一小滑轮，质量为m的小球A穿在环上．现用细绳一端拴在A上，另一端跨过滑轮用力F拉动，使A缓慢向上移动．在移动过程中关于铁丝对A的支持力N，下列说法正确的是(　　)A．N的方向始终背离圆心OB．N的方向始终指向圆心OC．N逐渐变小D．N大小不变
题后反思1．求解动态平衡常用的“三种”典型方法(1)图解法：适合解决三个力的动态平衡问题，形象、直观，其解题思路：(2)解析法：适合解决多力动态平衡问题，此方法将动态平衡问题转化为数学的函数增减性问题，利用平衡条件列函数方程，根据函数关系式确定物理量的变化情况．(3)相似三角形法：在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，无法用图解法分析，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形的比例关系求解．
2．平衡中的“三看”与“三想”(1)看到“缓慢”，想到“物体处于动态平衡状态．”(2)看到“轻绳、轻环”，想到“绳、环的质量可忽略不计”．(3)看到“光滑”，想到“摩擦力为零”．
练4　如图所示，A是一均匀小球，搁在竖直墙壁与四分之一圆弧形滑块B之间，最初A、B相切于圆弧形滑块的最低点，一切摩擦均不计．开始B与A均处于静止状态，用一水平推力F将滑块B向右缓慢推过一段较小的距离，在此过程中(　　)A．墙壁对球的弹力不变B．滑块对球的弹力增大C．地面对滑块的弹力增大D．推力F减小
解析：对小球受力分析，小球受到重力、滑块的弹力和墙壁的弹力，如图所示，重力的大小和方向都不变，墙壁的弹力方向不变．滑块的弹力和墙壁的弹力的合力不变，大小等于重力，由图可知，滑块对球的弹力在增大，墙壁对球的弹力在增大，故A项错误，B项正确；对滑块和小球整体进行受力分析，整体受重力、支持力、墙壁的弹力及推力，竖直方向上滑块和小球的重力大小等于地面对滑块的弹力，滑块和小球的重力都不变，所以地面对滑块的弹力不变，水平方向上推力F大小等于墙壁对球的弹力，所以推力F增大，故C、D两项错误．
练5　[2020·湖南师大附中5月月考]如图所示，甲、乙两细绳一端系着小球，另一端固定在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时甲绳水平，乙绳倾斜．现将圆环在竖直平面内逆时针缓慢向左滚动至乙绳竖直，在此过程中(　　)A．甲绳中的弹力增大，乙绳中的弹力增大B．甲绳中的弹力增大，乙绳中的弹力减小C．甲绳中的弹力减小，乙绳中的弹力增大D．甲绳中的弹力减小，乙绳中的弹力减小
题型3 极限分析法求最值例3 如图所示，质量为m(可以看成质点)的小球P，用两根轻绳OP和O′P在P点拴结后再分别系于竖直墙上相距0.4 m的O、O′两点上，绳OP长0.5 m，绳O′P长0.3 m．今在小球上施加一方向与水平成θ＝37°角的拉力F，将小球缓慢拉起．绳O′P刚拉直时，OP绳拉力为FT1，绳OP刚松弛时，O′P绳拉力为FT2，则FT1：FT2为(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)(　　)A．3：4 B．4：3 C．3：5 D．4：5
练2　如图，倾角为45°的斜面体A放在水平地面上，A与地面间的动摩擦因数为0.75，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，光滑半球体B静止在竖直墙和斜面体之间，已知A、B所受重力都为G.若在B的球心处施加一竖直向下的力F，要保持斜面体静止不动，F的最大值是(　　)A．G B．1.5G C．2G D．2.5G
解析：对斜面体和半球体整体受力分析如图甲所示，施加力F之后，可知斜面体对地面的正压力为2G＋F，最大静摩擦力为Ffm＝μ(2G＋F)；对半球体受力分析如图乙所示，未施加力F时有，竖直墙壁的弹力大小F1＝G tan 45°，施加力F之后，竖直墙壁弹力大小变为F′1＝(G＋F)tan 45°，要使斜面体静止不动，水平方向上受力平衡，即(G＋F)tan 45°≤μ(2G＋F)，解得F≤2G，C项正确．