2019届二轮复习专题1第1讲力与物体的平衡课件（49张）

2019届二轮复习专题1第1讲力与物体的平衡课件（49张）

专题一 　 力与运动 专题复习研究 本专题考纲有 10 个 Ⅱ 级考点 , 分别是位移、速度和加速度 , 匀变速直线运动及其公式、图象 , 力的合成和分解 , 共点力的平衡 , 牛顿运动定律及其应用 , 运动的合成与分解 , 抛体运动 , 匀速圆周运动的向心力 , 万有引力定律及其应用 , 环绕速度。有 9 个 Ⅰ 级考点 , 分别是参考系、质点 , 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 , 形变、弹性、胡克定律 , 矢量和标量 , 超重和失重 , 匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度 , 离心现象 , 第二宇宙速度和第三宇宙速度 , 经典时空观和相对论时空观。 近五年高考命题点主要集中在 :1 . 物体的受力分析及静态平衡 (3 次 ) 。 2 . 共点力作用下物体的动态平衡 (3 次 ) 。 3 . 运动学及动力学图象的理解及应用 (5 次 ) 。 4 . “ 滑块 — 滑板 ” 模型 (3 次 ) 。 5 . 弹簧类问题 (3 次 ) 。 6 . 平抛运动的规律及其应用 (4 次 ) 。 7 . 圆周运动问题 (4 次 ) 。 8 . 万有引力定律及天体质量和密度的求解 (4 次 ) 。 9 . 卫星运行参量的分析 (5 次 ) 。 通过考题和考点的对照来看 , 命题者特别重视 Ⅱ 级考点的考查。本专题命题点较多 , 题型多变 , 在复习备考时要舍得花时间 , 复习时要做到 Ⅱ 级考点面面俱到的 复习 说明 : 统计分析近五年高考全国卷命题规律 , 对考查频率较高的题型标注字母 H, 中等的标注 M, 考查较少的标注 L 。 第 1 讲　力与物体的平衡 - 9 - 网络构建 要点必备 - 10 - 网络构建 要点必备 1 . 共点力作用下物体的平衡条件是合力为 　　　　 。   2 . 三个共点力平衡 : 如果物体仅受三个共点力作用而处于平衡状态 , 则其中任意两个力的合力与第三个力大小 　　　 、方向 　　　 。表示这三个力的有向线段可以组成一个封闭的 　　　　　　 。   3 . 多个共点力平衡 : 任一方向上合力为 　　　　 。建立直角坐标系后 , 两个坐标轴上的合力均为 　　　　 , 即 F x = 0, F y = 0 。或者物体受 N 个力作用而处于平衡状态 , 则其中任意一个力与其余 N- 1 个力的合力 　　　　　　　　 。   4 . 动态平衡 : 物体在 　　　　 移动过程中 , 可认为其所受 　　　 为零 , 物体处于平衡状态。   5 . 带电粒子在复合场中除了受到重力、弹力和摩擦力外 , 还涉及电磁学中的 　　　　　　 、 　　　　　　 和洛伦兹力。电磁场中的平衡问题也遵循 　　　　 为零这一规律。   零 相等 相反 三角形 零 零 等大 反向 缓慢 合力 电场 力 安培力 合力 - 11 - 1 2 3 1 . (2016 全国 Ⅲ 卷 ) 如图 , 两个轻环 a 和 b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上 ; 一细线穿过两轻环 , 其两端各系一质量为 m 的小球。在 a 和 b 之间的细线上悬挂一小物块。平衡时 , a 、 b 间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为 ( 　　 ) 考点定位 : 共点力平衡条件的应用 命题能力点 : 侧重考查理解能力 物理学科素养点 : 物理观念、科学思维 解题思路与方法 : 确定圆弧的圆心 , 利用几何关系分析悬挂点的角度是解题关键。 C - 12 - 1 2 3 解析 由几何关系知 , △ Oab 为等边三角形 , 故 ∠ AaO= θ 1 = 30 ° ; 设细线中的张力为 F T , 同一根绳子中的张力大小处处相等 , 故 F T =mg , 对 a 处受力分析知 , θ 1 = θ 2 = 30 ° , 则 θ 3 = 30 ° , 故 α = 60 ° , 对结点 C 分析可知 , 2 F T cos α =m 物 g , 解得 m 物 =m , 选项 C 正确。 - 13 - 1 2 3 2 . ( 多选 )(2017 全国 Ⅰ 卷 ) 如图 , 柔软轻绳 ON 的一端 O 固定 , 其中间某点 M 拴一重物 , 用手拉住绳的另一端 N , 初始时 , OM 竖直且 MN 被拉直 , OM 与 MN 之间的夹角为 α ( α > ) 。现将重物向右上方缓慢拉起 , 并保持夹角 α 不变。在 OM 由竖直被拉到水平的过程中 ( 　　 ) A. MN 上的张力逐渐增大 B. MN 上的张力先增大后减小 C. OM 上的张力逐渐增大 D. OM 上的张力先增大后减小 考点定位 : 动态平衡的图解法 命题能力点 : 侧重考查理解能力和分析综合能力 物理学科素养点 : 科学思维 解题思路与方法 : 以重物为研究对象 , 所受三个力的合力始终为零 , 画出矢量三角形是解题的突破口。 AD - 14 - 1 2 3 解析 方法一 : 受力分析如图。设 OM 与竖直方向夹角为 θ , M 点绕 O 点做圆周运动 , 沿切线方向 : F MN cos( α - 90 ° ) =mg sin θ , 沿半径方向 : F OM =F MN sin( α - 90 ° ) +mg cos θ , 当 θ = α - 90 ° 时存在极大值 , 故 F OM 先增大再减小 ,D 项正确。 - 15 - 1 2 3 方法二 : 利用矢量圆 , 如图   重力保持不变 , 是矢量圆的一条弦 , F OM 与 F MN 夹角即圆心角保持不变 , 由图知 F MN 一直增大到最大 , F OM 先增大再减小 , 当 OM 与竖直夹角为 θ = α - 90 ° 时 F OM 最大。 - 16 - 1 2 3 3 . ( 多 选 )(2016 全国 Ⅰ 卷 ) 如图 , 一光滑的轻滑轮用细绳 OO' 悬挂于 O 点 ; 另一细绳跨过滑轮 , 其一端悬挂物块 a , 另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b 。外力 F 向右上方拉 b , 整个系统处于静止状态。若 F 方向不变 , 大小在一定范围内变化 , 物块 b 仍始终保持静止 , 则 ( 　　 ) A. 绳 OO' 的张力也在一定范围内变化 B. 物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化 C. 连接 a 和 b 的绳的张力也在一定范围内变化 D. 物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 考点定位 : 共点力作用下物体的平衡、力的动态分析 命题能力点 : 侧重考查理解能力 物理学科素养点 : 科学思维 解题思路与方法 : 当有多个物体相互作用而平衡时 , 应注意灵活选择研究对象 , 可以让题目变得更简洁明晰。 BD - 17 - 1 2 3 解析 物块 b 始终保持静止 , 物块 a 也始终保持静止 , 绳子对 a 的拉力等于 a 的重力 , 绳子的夹角 α 也保持不变 , OO' 绳的拉力也保持不变 , 选项 A 、 C 错误。选 b 为研究对象 , 在 y 轴方向有 F T cos β +F cos γ +F N =m b g , 由于 F T 不变 , F 变化 , 所以 F N 也变化 , 选项 B 正确。 F T 和 F 在 x 轴方向的分力和桌面对 b 的摩擦力的合力为零 , 由于 F 在一定范围内变化 , 则摩擦力也在一定范围内变化 , 选项 D 正确。 - 18 - 1 2 3 【命题规律研究及预测】 分析近年的高考试题可以看出 , 高考命题突出受力分析、力的合成与分解的考查 , 也有将受力分析与牛顿运动定律、电磁场、功能关系进行综合考查。题型一般为选择题和计算题。 在 2019 年的备考过程中要尤其注重多个物体静态平衡和动态平衡的复习。 - 19 - 考点一 考点二 物体的受力分析及静态平衡 题型 1 　 整体与隔离法的应用 ( H )   规律方法 　 整体与隔离两大思维方法对比 - 20 - 考点一 考点二 【典例 1 】 ( 多选 )(2018 河南濮阳三模 ) 如图所示 , 质量分别为 m 1 、 m 2 的两个物体通过轻弹簧连接 , 在力 F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动 , m 1 在地面上 , m 2 在空中。此时力 F 与水平方向成 θ 角 , 弹簧中弹力大小为 F 1 , 弹簧轴线与水平方向的夹角为 α , m 1 受地面的摩擦力大小为 F f , 则下列说法正确的是 ( 　　 ) 　　　　　　 　　　　　　　　　　 A. θ 一定大于 α B. θ 可能等于 α C. F 一定大于 F 1 D. F 一定大于 F f ACD - 21 - 考点一 考点二 思维点拨 先用隔离法对 m 2 受力分析 , 根据平衡条件列出方程 , 从而判断 F 与 F 1 、 θ 与 α 的大小关系。再利用整体法对 m 1 、 m 2 整体受力分析 , 根据平衡条件列出方程 , 从而判断 F 与 F f 的大小关系。 - 22 - 考点一 考点二 1 . (2018 河南中原名校六模 ) 如图所示 , 一小孩将一气球通过细线系于放在水平地面上的小石块上。如果水平风力突然增大 ( 空气密度保持不变 )( 　　 ) A. 气球受到的浮力将变大 B. 细线的拉力保持不变 C. 气球可能被吹离地面 D. 气球可能会使小石块沿水平地面滑动 D - 23 - 考点一 考点二 解析 气球所受浮力等于排开空气的重力 , 由于空气密度不变 , 所受的浮力就不变 ,A 错误 ; 当水平风力不够大时 , 气球仍处于静止状态 , 细线的拉力沿竖直方向的分力等于气球所受重力与浮力的合力 , 保持不变 , 水平分力随风力变大 , 所以细线的拉力变大 ,B 错误 ; 以气球和小石块为整体分析可知 , 竖直方向重力、浮力都不变 , 所以地面对小石块仍有支持力 , 小石块不会离开地面 ,C 错误 ; 当水平风力大于地面对小石块的最大静摩擦力时 , 小石块会沿水平地面滑动 ,D 正确。故选 D 。 - 24 - 考点一 考点二 2 . (2018 山东青岛二中二模 ) 一质量为 m 的长木板静止在倾角为 θ 的斜面上 , 长木板上一人用力推长木板上的物块 , 使物块与长木板间的摩擦力刚好为零 , 已知人、物块的质量均为 m , 均保持静止 , 人、物块与长木板间的动摩擦因数为 μ 1 , 长木板与斜面间的动摩擦因数为 μ 2 , 则下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 斜面对长木板的摩擦力为 mg sin θ B. 斜面对长木板的摩擦力为 3 μ 2 mg cos θ C. 长木板对人的摩擦力为 2 μ 1 mg cos θ D. 长木板对人的摩擦力为 2 mg sin θ D 解析 对人、物块、长木板三者整体研究 , 斜面对它们的摩擦力为静摩擦力 , 其大小为 F f = 3 mg sin θ , 故 A 、 B 错误 ; 对人、物块整体研究 , 由于物块与长木板间的摩擦力刚好为零 , 因此长木板对人的静摩擦力大小为 F f '= 2 mg sin θ , 故 C 错误 ,D 正确。 - 25 - 考点一 考点二 3 . (2018 安徽芜湖期末 ) 如图所示 , 在粗糙水平面上静止放置一个截面为三角形的斜劈 , 其质量为 M 。两个质量分别为 m 1 和 m 2 的小物块恰好能沿两侧面匀速下滑。若现在对两物块同时各施加一个平行于斜劈侧面的恒力 F 1 和 F 2 , 且 F 1 >F 2 , 如图所示。则在两个小物块沿斜面下滑的过程中 , 下列说法正确的是 ( 　　 )   A. 斜劈可能向左运动 B. 斜劈受到地面向右的摩擦力作用 C. 斜劈对地面的压力大小等于 ( M+m 1 +m 2 ) g D. 斜劈对地面的压力大小等于 ( M+m 1 +m 2 ) g+F 1 sin α +F 2 sin β C - 26 - 考点一 考点二 解析 在未施加力之前 , 三个物体都处于平衡状态 , 故可以对三个物体的整体受力分析 , 受重力和支持力 , 故支持力为 ( M+m 1 +m 2 ) g , 没有摩擦力 ; 施加力之后 , 两个物体对斜劈的压力和摩擦力不变 , 故斜劈受力情况不变 , 故斜劈仍保持静止 , 斜劈对地面的压力大小等于 ( M+m 1 +m 2 ) g , 与地面间没有摩擦力 ,C 正确。 - 27 - 考点一 考点二 题型 2 　 受力分析及共点力平衡条件的应用 ( M )   规律方法 　 1 . 受力分析的一般步骤 - 28 - 考点一 考点二 2 . 处理平衡问题的基本 思路 - 29 - 考点一 考点二 【典例 2 】 (2018 四川雅安雅安中学模拟 ) 如图所示 , AO 是具有一定质量的均匀细杆 , 可绕 O 轴在竖直平面内自由转动。细杆上的 P 点与放在水平桌面上的圆柱体接触 , 圆柱体靠在竖直的挡板上而保持平衡。已知杆的倾角 θ = 60 ° , 球的重力大小为 G , 竖直挡板对球的压力大小为 G , 各处的摩擦都不计 , 试回答下列问题 : ( 1) 作出圆柱体的受力分析图 ; (2) 通过计算求出圆柱体对均匀细杆 AO 的作用力的大小和水平地面对圆柱体作用力的大小。 - 30 - 考点一 考点二 思维点拨 (1) 按步骤作出受力分析图。 (2) 根据平衡条件求解细杆对圆柱体的压力和地面对圆柱体的作用力 , 再由牛顿第三定律求解圆柱体对均匀细杆 AO 的作用力的大小。 - 31 - 考点一 考点二 答案 (1) 如图所示   (2) 圆柱体对均匀细杆 AO 的作用力的大小是 4 G , 水平地面对圆柱体作用力的大小是 3 G 。 - 32 - 考点一 考点二 解析 (1) 圆柱体受到重力、挡板 的弹力 、杆的压力和地面的支持力 , 作出受力分析图 , 如图 。 (2) 竖直挡板对球的压力大小 F N2 = G , 根据平衡条件得 F N3 sin θ =F N2 , 解得 F N3 = 4 G 由牛顿第三定律知 , 柱体对均匀细杆 AO 的作用力的大小为 F N3 '=F N3 = 4 G 。由竖直方向平衡得 , F N1 =G+F N3 cos θ = 3 G 。 - 33 - 考点一 考点二 4 . (2018 河南中原九校联考 ) 如图所示 , 重 8 N 的木块静止在倾角 θ = 30 ° 的斜面上 , 若用平行于斜面沿水平方向、大小等于 3 N 的力 F 推木块 , 木块仍能保持静止 , 则木块所受的摩擦力大小是 ( 　　 ) A.3 N B.4 N C.5 N D.6 N C - 34 - 考点一 考点二 解析 对木块受力分析 , 受推力 F 、重力 G 、支持力 F N 和静摩擦力 F f , 将重力按照作用效果分解为沿斜面向下的分力 F'=G sin θ = 4 N 和垂直斜面向下的分力 G cos θ , 在与斜面平行的平面内 , 如图所示 , 摩擦力大小 , 故 C 正确。 - 35 - 考点一 考点二 5 . (2018 福建三明期末 ) 某电视台每周都有棋类节目 , 铁质的棋盘竖直放置 , 每个棋子都是一个小磁铁 , 能吸在棋盘上 , 不计棋子之间的相互作用力 , 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大小不同 D - 36 - 考点一 考点二 解析 小棋子受到重力 G 、棋盘面的吸引力 F 、弹力 F N 和静摩擦力 F f , 共四个力作用。重力竖直向下 , 摩擦力竖直向上 , 且重力和摩擦力是一对平衡力 ; 支持力和吸引力为一对平衡力 ; 棋子掉不下来是因为受到棋盘对它向上的摩擦力和它的重力大小相等 , 即棋子受棋盘的摩擦力与棋子的重力是一对平衡力 , 故选项 D 正确。 - 37 - 考点一 考点二 6 . ( 多选 )(2018 广东广州 4 月模拟 ) 质量为 m 的通电细杆 ab 置于倾角为 θ 的光滑的平行导轨上 , 在磁场的作用下 , ab 恰好在导轨上静止 , 如图所示。下图是从 b 端观察时的四个平面图 , 其中通电细杆 ab 可能保持静止的是 ( 　　 ) AB - 38 - 考点一 考点二 解析 A. 杆受到向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面的支持力的作用 , 在这三个力的作用下 , 可以处于平衡状态 ,A 正确 ;B. 杆受重力、竖直向上的安培力 , 在这两个力的作用下 , 可以处于平衡状态 ,B 正确 ;C. 杆受到的重力竖直向下 , 安培力竖直向下 , 支持力垂直于斜面向上 , 在这三个力的作用下 , 不可能处于平衡状态 ,C 错误 ;D. 杆受到的重力竖直向下 , 安培力水平向左 , 支持力垂直于斜面向上 , 在这三个力的作用下 , 不可能处于平衡状态 ,D 错误。故选 AB 。 - 39 - 考点一 考点二 共点力作用下物体的动态平衡 ( H ) 规律方法 　 - 40 - 考点一 考点二 【典例 3 】 如图所示 , 小球用细绳系住 , 细绳的另一端固定于 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 , 细绳始终处于伸直状态 , 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 F N 以及细绳对小球的拉力 F T 的变化情况是 ( 　　 ) A. F N 先减小后增大 B. F N 不断减小 C. F T 不断增大 D. F T 先减小后增大 D - 41 - 考点一 考点二 思维点拨 (1) 用水平力缓慢推动斜面体时 , 小球在斜面上处于动态平衡状态 , 要注意对关键词 “ 缓慢 ” 的理解。 (2) 小球在斜面上无摩擦滑动过程中 , 小球受重力、斜面支持力、细绳拉力 ; 其中重力大小和方向不变 , 支持力 F N 方向不变 , 拉力 F T 大小和方向均变化。 - 42 - 考点一 考点二 解析 ( 方法一 ) 解析 法 甲 先对小球进行受力分析 , 如图甲 , 小球受到重力 mg 、支持力 F N 、拉力 F T 的作用 , 设细绳与水平方向的夹角为 β , 斜面的倾角为 α , 由平衡条件得 : F N cos α +F T sin β =mg , F N sin α -F T cos β = 0, 联立解得 : 。用水平力 F 缓慢推动斜面体 , β 一直减小直至接近 0 。由题图易知 , 起始时刻 β > α , 当 β = α 时 ,cos( β - α ) = 1, F T 最小 , 所以 F T 先减小后增大。 β 一直减小直至接近 0,tan β 不断减小 , F N 不断增大 , 选项 D 正确。 - 43 - 考点一 考点二 ( 方法二 ) 图解法   乙 由于用水平力 F 缓慢推动斜面体 , 故小球处于动态平衡状态。小球受到大小方向均不变的重力、方向不变的斜面支持力、方向大小均变化的细绳的拉力 , 三个力构成封闭的三角形 , 画出小球受力示意图如图乙所示。当细绳与斜面平行时 , 细绳拉力 F T2 与支持力方向垂直 , 细绳拉力最小。当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平 , 细绳拉力为 F T4 , 所以 F T 先减小后增大 , 而此过程中斜面对小球的支持力 F N 一直增大 , 选项 D 正确。 - 44 - 考点一 考点二 7 . ( 多选 )(2018 四川攀枝花一模 ) 如图所示 , 表面光滑的半球形物体固定在水平面上 , 光滑小环 D 固定在半球形物体球心 O 的正上方 , 轻质弹簧一端用轻质细绳固定在 A 点 , 另一端用轻质细绳穿过小环 D 与放在半球形物体上的小球 P 相连 , DA 水平。现将细绳固定点 A 向右缓慢平移的过程中 ( 小球 P 未到达半球最高点前 ), 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 弹簧变短 B. 弹簧变长 C. 小球对半球的压力不变 D. 小球对半球的压力变大 AC - 45 - 考点一 考点二 - 46 - 考点一 考点二 8 . ( 多选 )(2018 广东五校协作体联考 ) 如图所示 , 物体 A 、 B 用细绳与轻弹簧连接后跨过滑轮。物体 A 静止在倾角为 45 ° 的粗糙斜面上 , 物体 B 悬挂着。已知质量 m A = 3 m B , 不计滑轮摩擦 , 现将斜面倾角由 45 ° 减小到 30 ° , 那么下列说法中正确的是 ( 　　 ) A. 弹簧的弹力将增大 B. 物体 A 对斜面的压力将增大 C. 物体 A 受到的静摩擦力将减小 D. 物体 A 可能被拉动 BC - 47 - 考点一 考点二 解析 对物体 B 受力分析 , 受重力和拉力 , 由二力平衡得到 : F T =m B g , 则知弹簧的弹力不变 , 故 A 错误 ; 当斜面倾角为 45 ° 时有 3 m B g sin 45 ° -m B g=F f1 , 当斜面倾角为 30 ° 时有 3 m B g sin 30 ° -m B g

查看更多