新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题1力与运动第1讲物体的平衡课件

这是一份新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题1力与运动第1讲物体的平衡课件，共58页。PPT课件主要包含了专题一力与运动，知识网络构建，核心知识·固双基，命题热点·巧突破，第1讲物体的平衡，核心知识•固双基，命题热点•巧突破，题型1静态平衡问题，审题指导，方法二图解法等内容，欢迎下载使用。
必备知识”解读1.弹力(1)大小：弹簧在弹性限度内，弹力的大小可由胡克定律F＝kx计算；一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解。(2)方向：一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向。
2.摩擦力(1)大小：滑动摩擦力Ff＝μFN，与接触面的面积无关；静摩擦力的增大有一个限度，具体值根据牛顿运动定律或平衡条件来求。(2)方向：沿接触面的切线方向，并且跟物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反。
4.安培力(1)大小：F＝IlB，此式只适用于B⊥I的情况。当B∥I时F＝0。(2)方向：用左手定则判断，安培力垂直于B、I确定的平面。5.洛伦兹力(1)大小：F＝qvB，此式只适用于B⊥v的情况。当B∥v时F＝0。(2)方向：用左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v确定的平面。6.共点力的平衡(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动。(2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0。
“关键能力”构建1.思想方法(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用假设法。(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等。(3)带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力。
2.模型建构(1)合力与分力的关系①合力不变时，两相等分力的夹角越大，两分力越大，夹角接近180°时，两分力接近无穷大。②两相等分力夹角为120°时，两分力与合力大小相等。
(2)平衡条件的应用①n个共点力平衡时其中任意(n－1)个力的合力与第n个力是一对平衡力。②物体受三个力作用平衡时一般用合成法，合成除重力外的两个力，合力与重力平衡，在力的三角形中解决问题，这样就把力的问题转化为三角形问题。
(3)滑块与斜面模型如图所示，斜面固定，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，将物块轻放在斜面上，若μ≥tan θ，物块保持静止；若μ＜tan θ，物块下滑。与物块质量无关，只由μ与θ决定，其中μ≥tan θ时称为“自锁”现象。
〔真题研究1〕 (2022·广东卷，1,4分)如图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB静止时，连接AB的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，F1＝F2且∠AOB＝60°。下列关系式正确的是( 　　)
【解析】可用正交分解法或合成法求解
〔规律总结〕1.受力分析的顺序一般按照“重力→电场力(磁场力)→弹力→摩擦力→其他力”的顺序，结合整体法与隔离法分析物体的受力情况。
2.处理平衡问题常用的四种方法
〔对点训练〕1. (2023·山东滨州二模)如图甲所示为明朝宋应星所著《天工开物》中用重物测量弓弦张力的“试弓定力”插图。示意图如图乙所示，在弓的中点悬挂质量为M的重物，弓的质量为m，弦的质量忽略不计，悬挂点为弦的中点，张角为θ，当地重力加速度为g，则弦的张力为( 　　)
2. (2023·山东济宁二模)如图所示为一种倾斜放置的装取台球的装置，圆筒底部有一轻质弹簧，每个台球的质量为m，半径为R，圆筒直径略大于台球的直径。当将筒口处台球缓慢取走后，又会冒出一个台球，刚好到达被取走台球的位置。若圆筒与水平面之间的夹角为θ，重力加速度为g，忽略球与筒间的摩擦力。则弹簧的劲度系数k的值为( 　　)
3. (多选)(2023·福建莆田二检)“繁灯夺霁华”，挂灯笼迎新春已成为中国人喜庆节日的习俗。如图所示，一轻质细绳上等距悬挂四个质量相等的灯笼，BC段的细绳是水平的，另外四段细绳与水平面所成的角分别为θ1和θ2，设绳子OA段、AB段的拉力分别为T1、T2。则( )
4. (2023·广东茂名模拟)由于突发状况消防车要紧急通过被石墩挡住的车道，消防员决定把石墩拉开，已知该石墩的质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为0.75，重力加速度大小为g，消防员要将石墩水平匀速拉动，认为滑动摩擦力等于静摩擦力，取sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，消防员的最小拉力与水平方向的夹角为( 　　)A．60° B．53° C．45° D．37°
〔真题研究2〕(2022·河北卷，7,4分)如图所示，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，细绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱与木板之间的摩擦，在转动过程中( 　　)A．圆柱体对木板的压力逐渐增大B．圆柱体对木板的压力先增大后减小C．两根细绳上的拉力均先增大后减小D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变
题型2　动态平衡问题
【解析】方法一：正弦定理法
〔易错提醒〕(1)根据三个力的变化特点要想到用正弦定理法或图解法来解决问题；(2)在用正弦定理解决问题时，对于各力对应角度的变化判断出错。
1.题目特点：物体在三个力作用下缓慢运动，其中一个力恒定，另一个力方向恒定。2.应用思路：读懂题目叙述的情景，依次画出多个状态下力的渐变平行四边形或矢量三角形，根据有向线段长度、方向的变化判断相应力的大小、方向的变化。
(2023·河北名校联考)如图所示，质量为m的等腰直角三角板abc，用轻绳一端系着三角板a点，另一端固定于天花板，在三角板的c点作用水平拉力F，当系统处于平衡状态时，细绳与竖直方向夹角为30°，重力加速度为g。则下列说法正确是( )
(2023·福建莆田模拟)某建筑工地悬吊装置的示意图如图所示，图中OM是用轻钢制作的龙骨，ON为尼龙轻绳。OM可以绕通过M点且垂直于纸面的轴转动，尼龙绳的N端系在一辆天车上，尼龙绳和龙骨的重力及M处的摩擦力都可以忽略不计。若所挂的重物不变，保持OM与竖直墙面的夹角不变而将天车稍微向左开动一点距离，则下列说法正确的是( )A．尼龙绳ON对O点的拉力不变B．尼龙绳ON对O点的拉力增大C．龙骨OM对O点的支持力不变D．龙骨OM对O点的支持力减小
【解析】以O点为研究对象进行受力分析，其受重物的拉力、龙骨OM的支持力和尼龙绳ON的拉力作用，将天车稍微向左开动一点距离，由图可知尼龙绳ON对O点的拉力增大，龙骨OM对O点的支持力增大，故选B。
1.题目特点：物体受力示意图中某个力恒定，某个夹角发生的变化可判、可用。2.应用思路：对力进行合成、分解或正交分解，用恒力、变角的三角函数写出变力的表达式(即平衡方程)，根据三角函数的变化判断力的变化。
(2021·湖南高考)质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是( )A．推力F先增大后减小B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大C．墙面对凹槽的压力先增大后减小D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
1.题目特点：物体在绳、杆或弹簧的作用下沿圆周缓慢运动。2.应用思路：相似三角形法是图解法的特例，平移受力示意图中的两个力，与第三个力构建力三角形，找到与之相似的几何三角形，列出相应比例式进行分析，其中与半径对应的力大小不变。
(2023·河北名校联考)如图所示，在粗糙的水平地面上，有一质量为M的半圆形绝缘凹槽，槽与地面接触部分粗糙，圆弧表面光滑，圆弧右上端有一带正电的小球A，底部固定一个带正电的小球B，两球质量都为m，一开始整个装置保持静止，后因小球A缓慢漏电而使其沿圆弧逐渐靠近小球B，在靠近的过程中，忽略小球A质量的变化，下列说法正确的是( )A．凹槽受到地面的摩擦力增大B．凹槽受到地面的支持力变小C．A、B两球间的库仑力变大D．A球受到的支持力大小不变
〔考法解密〕电磁学中平衡问题的处理方法处理方法与力学问题的分析方法一样，把方法和规律进行迁移应用即可。
题型3　电磁学中的平衡问题
〔对点训练〕 1. (2021·广东卷)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1≫I2，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是( )
【解析】因I1≫I2，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左右两侧的直导线I2要受到I1吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线I2要受到I1排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如图C。
2. (2023·成都七中预测)如图所示，光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为θ，导体棒ab静止在斜面上，ab与斜面底边平行，通有图示的恒定电流I，空间充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现缓慢增大θ(0＜θ＜90°)，若电流I不变，且ab始终静止在斜面上(不考虑磁场变化产生的影响)，下列说法正确的是( )A．B应缓慢减小 B．B应缓慢增大C．B应先增大后减小 D．B应先减小后增大
【解析】作出侧视图，如图所示可知金属棒受重力、支持力及水平向右的安培力的作用。增大角度θ，要使棒仍然平衡，则支持力与安培力的合力一直等于重力，则由图可知，安培力缓慢增大，故磁感应强度缓慢增大，选项B正确。