步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第二章 相互作用》第3课时

步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第二章 相互作用》第3课时内容摘要：

1、第 3 课时受力分析共点力的平衡考纲解读 会用图解法分析动态平衡问题和极值问题考点一整体与隔离法的应用1受力分析的定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图，这个过程就是受力分析2受力分析的一般顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力) ，再分析接触力( 弹力、摩擦力)，最后分析其他力例 1 如图 1 所示，传送带沿逆时针方向匀速转动小木块 a、b 用细线连接，用平行于传送带的细线拉住 a，两木块均处于静止状态关于木块受力个数，正确的是()图 1Aa 受 4 个，b 受 5 个Ba 受 4 个，b 受 4 个Ca 受 5 个，b 受 5 个Da 受 5 个 2、，b 受 4 个解析先分析木块 b 的受力，木 块 b 受重力、 传送带对 b 的支持力、沿传送带向下的滑动摩擦力、细线的拉力，共 4 个力；再分析木块 a 的受力，木块 a 受重力、传送带对 a 的支持力、沿传送带向下的滑动摩擦力及上、下两段 细线的拉力，共 5 个力，故 D 正确答案整体法与隔离法的应用(2013上海8)如图 2 所示，质量 mA、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()图 2答案物体 A、B 叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物体与竖直墙面之间没有压力，所以物体与竖直墙面之 间没有摩擦力，二者一起做自由落体运 3、动，A、B 之间没有弹力作用，故物体 B 的受力示意图是图 整体与隔离法的应用如图 3 所示，在恒力 F 作用下， a、b 两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是()图 3Aa 一定受到 4 个力Bb 可能受到 4 个力Ca 与墙壁之间一定有弹力和摩擦力Da 与 b 之间一定有摩擦力答案 a、b 看成整体，其受力图如图甲所示，说明 a 与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用；对物体 b 进行受力分析，如图 乙所示， b 受到 3 个力作用，所以 a 受到 4 个力作用甲 乙3整体与隔离法的应用(2013山东15)如图 4 所示，用完全相同的轻弹簧 A、B、C 将两个相同 4、的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30，弹簧 弹簧 A、C 的伸长量之比为 ()图 4A. 4 B 43 3C12 D21答案是典型的平衡模型，解 题的要点是对两小球进行受力分析，列平衡方程，若取两小球作为一个整体来研究会更方便方法 1：分别对两小球受力分析，如 图所示0F 0F C0，F BF B得 2弹簧 A、C 的伸长量之比为 21， 选项 D 正确方法 2：将两球作为一个整体进行受力分析，如 图所示由平衡条件知： C 10即 2F A F A，则 F C，故选项 D 正确受力分析的方法步骤考点二处理平衡问题常用的“三种”方法处理平衡问题的常用方法1合成法 5、：物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反2分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件3正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件例 2 在科学研究中，可以用风力仪直接测量风力的大小，其原理如图 5 所示仪器中一根轻质金属丝下悬挂着一个金属球，无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一定角度风力越大，偏角越大通过传感器，就可以根据偏角的大小测出风力的大小，求风力大小 F 跟金属球的质量 m、偏角 之间的关系图 6、 5解析取金属球为研究对象，有 风时，它受到三个力的作用：重力 平方向的 风力 F 和金属丝的拉力 图所示这三个力是共点力，在 这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态，则这三个力的合力为零法一：(力的合成法)如图甲所示， 风力 F 和拉力 合力与重力等大反向，由平行四边形定则可得 F力的分解法)重力有两个作用效果：使金属球抵抗风 的吹力和使金属丝拉紧，所以可以将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解，如 图乙所示，由几何关系可得 FF正交分解法)以金属球为坐标原点，取水平方向 为 x 轴，竖直方向为 y 轴，建立坐标系，如图丙所示根据平衡条件有 F F0 F 解得 F拓展题组4平衡条件的应用如图 7、 6 所示，A、B 两球用轻杆相连，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的 O 点现用一水平力 F 作用于小球 B 上，使系统保持静止状态且 A、B 两球在同一水平线上已知两球重力均为 G，轻杆与细线 均为 L，则( )图 6A细线 拉力的大小为 2线 拉力的大小为 平力 F 的大小为 2平力 F 的大小为 5正交分解法的应用如图 7 所示，三个相同的轻质弹簧连接在 O 点，弹簧 1 的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为 30，弹簧 2 水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧3 的另一端悬挂质量为 m 的物体且处于静止状态，此时弹簧 1、2、3 的形变量分别为x1、x 2、x 3，则 ()图 7 8、Ax 1x 2x 3 123Bx 1 x2x 321 3Cx 1 x2x 312 3Dx 1x 2x 3 213答案对物体受力分析可知： 对弹簧的结点受力分析可知：0，0 立解得 x1x 2x 321 合成法的应用在如图所示的 A、B、C 、D 四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴 O 安装在一根轻木杆 P 上，一根轻绳 过滑轮，a 端固定在墙上，b 端下面挂一个质量都是 m 的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图 A、 C、D 中杆 P 与竖直方向的夹角均为 ，图 B 中杆 P 在竖直方向上，假设 A、B 、C、D 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为 B、F C、F D，则以下判断中正 9、确的是()AF A CF DF AF BF AF CF DF CF AF BF 解析 设滑轮两边细绳的夹角 为 ，对重物进行受力分析，可得绳子拉力等于重物重力 轮受到木杆弹力 F 等于细绳拉力的合力，即 F2由夹角关系可得2 AF B 项 B 正确考点三动态平衡问题的处理技巧1动态平衡：是指平衡问题中的一部分是变力，是 动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡 问题中的一类难题2基本思路：化“动”为“静 ”，“静”中求“动” 3基本方法：图解法和解析法例 3 (2012新课标16) 如图 8，一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为 对木板的压力大小为 木板从 10、图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦，在此过程中()图 8AF 终减小，F 终增大BF 终减小，F 终减小CF 增大后减小，F 终减小DF 增大后减小，F 减小后增大解析方法一(解析法)如图所示，由平衡条件得随 逐渐增大到 90，、 都增大，F 逐渐 减小，所以选项 B 正确方法二(图解法)对球受力分析如图所示，球受 3 个力，分 别为重力 G、墙对球的弹力 板对球的弹力 始 终处于平衡状态，即 合力 F 始终竖直向上，大小等于球的重力 G，如 图所示由 图可知 方向不变，大小逐渐减小，F 方向发生变化，大小也逐渐减小，故选项 B 正确答案图解法的应用如图 9 所示，三根细线共系于 O 点， 11、其中 竖直方向上，平并跨过定滑轮悬挂一个重物， C 点固定在地面上，整个装置处于静止状态若 点左移，同时保持 O 点位置不变，装置仍然保持静止状态，则细线 的拉力 C 上的拉力 )图 9AF A、 DF 解析以 O 点为研究对象，其受 B、图所示当按 题示情况变化时，的拉力 的拉力 C 绳的拉力 持平衡时 显然都减小了8图解法的应用半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上， 和 间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q，整个装置处于平衡状态，如图 10 所示是这个装置的截面图现使 持竖直并且缓慢地向右平移，在 Q 滑落到地面之前，发现 P 始终保持静止则在此过程中，下列说法中正确的是()图 10A Q 的弹 12、力逐渐减小B地面对 P 的摩擦力逐渐增大CP、Q 间的弹力先减小后增大DQ 所受的合力逐渐增大答案 的受力情况如图甲所示，F 1 表示 P 对 Q 的弹力，F 2 表示 Q 的弹力，F 2 的方向水平向左保持水平，F 1 的方向顺时针旋转，由平行四 边形的边长变化可知：F 1 与 逐渐增大，A、C 错误；由于挡板 慢移动，Q 处于平衡状态，所受合力为零，D 错误；对 P、图乙所示，由平衡条件得，F fF 2，由于 不断增大，故 断增大，B 正确处理动态平衡问题的一般思路(1)平行四边形定则是基本方法，但也要根据实际情况采用不同的方法，若出现直角三角形，常用三角函数表示合力与分力的关系(2)图解 13、法的适用情况图解法分析物体动态平衡问题时，一般物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化(3)用力的矢量三角形分析力的最小值问题的规律：若已知 F 合 的方向、大小及一个分力 方向， 则另一分力 最小值的条件为 2；若已知 F 合 的方向及一个分力 大小、方向， 则另一分力 最小值的条件为 合考点四平衡中的临界与极值问题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衡状态“恰好出现”或“恰好不出现” ，在问题的描述中常用 “刚好” 、“刚能” 、“恰好”等语言叙述常见的临界状态有：(1)两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为 0(主要体现为两物体间的弹力为0)(2)绳子断与不断的临界条件为绳中的张力达到最大值；绳。