2022年高考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí) 第3課時(shí) 受力分析 共點(diǎn)力的平衡教案

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1、2022年高考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí) 第3課時(shí) 受力分析 共點(diǎn)力的平衡教案 　　　　 　 　　　　　　 　　　　　　 　　 【測(cè)控導(dǎo)航】 考點(diǎn) 題號(hào) 1.受力分析 1、2 2.共點(diǎn)力的平衡條件及其應(yīng)用 4、10、11 3.動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題 6、7 4.臨界與極值問(wèn)題 8、9 5.整體法、隔離法的應(yīng)用 3、5 1.如圖所示,水平地面上的物體A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做勻速運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是(　BC　) A.物體A可能只受到三個(gè)力的作用 B.物體A一定受到了四個(gè)力的作用 C.物體A受到的滑動(dòng)摩擦力大小為Fcos θ D.物體A對(duì)水平地面的壓力的大小一

2、定為Fsin θ 解析:物體A勻速向右運(yùn)動(dòng),一定有四個(gè)力作用,如圖所示. 其中Ff=Fcos θ,FN+Fsin θ=mg.故FN有可能大小為Fsin θ,故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)B、C正確. 2. (xx徐州市模擬)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊靜止置于傾角為30°的粗糙斜面上,一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點(diǎn),另一端系在滑塊上,彈簧與豎直方向的夾角為30°.則(　AD　) A.滑塊可能受到三個(gè)力作用 B.彈簧一定處于壓縮狀態(tài) C.斜面對(duì)滑塊的支持力大小可能為零 D.斜面對(duì)滑塊的摩擦力大小一定等于。mg 3.(xx蚌埠模擬)如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體通

3、過(guò)輕彈簧連接,在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(m1在地面,m2在空中),力F與水平方向成θ角.則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確的是(　A　) A.FN=m1g+m2g-Fsin θ B.FN=m1g+m2g-Fcos θ C.Ff=F/cos θ D.Ff=Fsin θ 解析:對(duì)于m1、m2和輕彈簧組成的系統(tǒng)受力分析如圖. 由平衡條件知: 水平方向:Ff=Fcos θ 豎直方向:FN+Fsin θ=m1g+m2g. 由以上兩式得:Ff=Fcos θ,FN=m1g+m2g-Fsin θ,故選項(xiàng)A正確. 　當(dāng)研究系統(tǒng)受外力時(shí),需采用整體法;當(dāng)研究系統(tǒng)內(nèi)各部分之間

4、的相互作用時(shí),宜采用隔離法. 4.(xx寧波六校期中)如圖所示,兩個(gè)完全相同的光滑球的質(zhì)量為m,放在豎直擋板和傾角為α的固定斜面間.若緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)擋板至與斜面垂直,則在此過(guò)程中(　A　) A.A、B兩球間的彈力不變 B.B球?qū)π泵娴膲毫χ饾u增大 C.B球?qū)醢宓膲毫χ饾u增大 D.A球?qū)π泵娴膲毫χ饾u增大 解析:緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)擋板表示A、B兩球始終處于平衡狀態(tài).本題采用先隔離后整體的分析方法.先對(duì)A球,共受三個(gè)力而平衡,B對(duì)A的彈力與A的重力沿斜面方向的分力相等,大小與方向均不變,即選項(xiàng)A正確,A球?qū)π泵娴膲毫Φ扔谄渲亓ρ卮怪毙泵娣较虻姆至?大小與方向均不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;再對(duì)A、B整體,也

5、是共受三個(gè)力而平衡,其中A、B的重力為恒力,斜面對(duì)A、B的彈力方向不變,擋板對(duì)B的彈力沿斜面方向的分力與A、B的重力沿斜面方向的分力相等,大小不變,當(dāng)擋板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),擋板對(duì)B的彈力減小,進(jìn)而可知B球?qū)π泵娴膲毫σ矞p小,因此,選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤. 5. (xx銀川質(zhì)檢)如圖所示,頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平面上,A、B兩物體通過(guò)細(xì)繩相連,并處于靜止?fàn)顟B(tài)(不計(jì)繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦).現(xiàn)用水平向右的力F作用于物體B上,將物體B緩慢拉高一定的距離,此過(guò)程中斜面體與物體A仍然保持靜止.在此過(guò)程中(　D　) A.水平力F一定變小 B.斜面體所受地面的支持力一定變大 C.物體A所

6、受斜面體的摩擦力一定變大 D.地面對(duì)斜面體的摩擦力一定變大 解析:取物體B為研究對(duì)象,分析其受力情況如圖所示. 則有F=mgtan θ,FT=。,在物體B緩慢被拉高的過(guò)程中,θ增大,則水平力F隨之變大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;對(duì)A、B兩物體與斜面體這個(gè)整體而言,由于斜面體與物體A仍然保持靜止,則地面對(duì)斜面體的摩擦力一定變大,故選項(xiàng)D正確;但是因?yàn)檎w豎直方向并沒(méi)有其他力,故斜面體所受地面的支持力不變,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在這個(gè)過(guò)程中盡管繩子張力FT變大,但是由于物體A所受斜面體的摩擦力開(kāi)始并不知道其方向,故物體A所受斜面體的摩擦力的情況無(wú)法確定,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 6. (xx福州市高三期末質(zhì)量

7、檢查)如圖所示,A,B兩物體的質(zhì)量分別為mA,mB,且mA>mB,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計(jì).如果繩一端由Q點(diǎn)緩慢地向左移到P點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)重新平衡后,繩的拉力F和兩滑輪間繩與水平方向的夾角θ變化情況是(　D　) A.F變大,θ角變大 B.F變小,θ角變小 C.F不變,θ角變小 D.F不變,θ角不變 解析:重新平衡后,繩的拉力F仍等于A物體的重力,B物體所受的繩的拉力等于B物體的重力,所以有:2mAgsin θ=mBg,即sin θ=。,θ不變,選項(xiàng)D正確. 　本題常錯(cuò)選A項(xiàng),其原因是沒(méi)有明確繩的拉力等于A物體的重力;解答本題的另一個(gè)難點(diǎn)是如何選取研究對(duì)象,選取滑輪

8、為研究對(duì)象是關(guān)鍵. 7.(xx黃山七校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量為m的小球用細(xì)線拴住放在光滑斜面上,斜面足夠長(zhǎng),傾角為α的斜面體置于光滑水平面上,用水平力F推斜面體使斜面體緩慢地向左移動(dòng),小球沿斜面緩慢升高.當(dāng)線拉力最小時(shí),推力F等于(　D　) A.mgsin α B.。mgsin α C.mgsin 2α D.。mgsin 2α 解析:對(duì)小球進(jìn)行受力分析,當(dāng)細(xì)線與斜面平行時(shí),線的拉力最小,如圖(甲)所示,可知斜面對(duì)小球的支持力FN=mgcos α.由牛頓第三定律可知,小球?qū)π泵娴膲毫N'=mgcos α,將壓力FN'正交分解為水平向右的分力FN1'=FN'sin α和豎直向下的分力F

9、N2'=FN'cos α,如圖(乙)所示,斜面體為平衡狀態(tài),所以推力F=FN1'=mgcos αsin α=。mgsin 2α,故選項(xiàng)D正確. 8.(xx福州模擬)如圖所示,重50 N的物體A放在傾角為37°的粗糙斜面上,有一根原長(zhǎng)為10 cm,勁度系數(shù)為800 N/m的彈簧,其一端固定在斜面頂端,另一端放置物體A后,彈簧長(zhǎng)度伸長(zhǎng)為14 cm,現(xiàn)用一測(cè)力計(jì)沿斜面向下拉物體A,若物體A與斜面間的最大靜摩擦力為20 N,當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度仍為14 cm時(shí),測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不可能為(sin 37°=0.6)(　C　) A.10 N B.20 N C.40 N D.0 N 解析:A在斜面上處于靜止

10、狀態(tài)時(shí)合外力為零,A在斜面上受五個(gè)力的作用,分別為重力、支持力、彈簧彈力、摩擦力、拉力F,當(dāng)摩擦力的方向沿斜面向上時(shí)F+mgsin 37°≤Ffm+F彈,F≤22 N,當(dāng)摩擦力沿斜面向下時(shí),F最小值為零.選項(xiàng)C正確. 9.如圖所示,將兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b用細(xì)線相連懸掛于O點(diǎn),用力F拉小球a,使整個(gè)裝置處于平衡狀態(tài),且懸線Oa與豎直方向的夾角為θ=30°,則F的大小(　C　) A.可能為。mg B.可能為。mg C.可能為mg D.不可能為。mg 解析:對(duì)小球a受力分析,受重力、兩繩的拉力和F共四個(gè)力作用,受力分析如圖所示. 當(dāng)F的方向垂直于F0的方向時(shí),F有最小值.

11、根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得F的最小值為Fmin=2mgsin 30°=mg,選項(xiàng)C正確. 　由于F方向未知,則F的大小有多種可能,確定F的大小范圍可以用圖解法分析出F的最小值. 10.(xx銅陵模擬)如圖所示,輕桿BC的C點(diǎn)用光滑鉸鏈與墻壁固定,桿的B點(diǎn)通過(guò)水平細(xì)繩AB使桿與豎直墻壁保持30°的夾角.若在B點(diǎn)懸掛一個(gè)定滑輪(不計(jì)重力),某人用它勻速地提起重物.已知重物的質(zhì)量m=30 kg,人的質(zhì)量M=50 kg,g取10 m/s2.試求: (1)此時(shí)地面對(duì)人的支持力的大小; (2)輕桿BC和繩AB所受力的大小. 解析:(1)因勻速提起重物,則FT=mg,且繩對(duì)人的拉力為mg,所以地

12、面對(duì)人的支持力為: FN=Mg-mg=(50-30)×10 N=200 N,方向豎直向上. (2)定滑輪對(duì)B點(diǎn)的拉力方向豎直向下,大小為2mg,桿對(duì)B點(diǎn)的彈力方向沿桿的方向,如圖所示, 由共點(diǎn)力平衡條件得: FAB=2mgtan 30°=2×30×10×。 N =200。 N FBC= N=400。 N. 答案:(1)200 N　(2)400。 N　200。 N 11.(xx江蘇錫南質(zhì)量檢測(cè))如圖(甲)所示,輕繩AD跨過(guò)固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;如圖(乙)中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住,EG與水平

13、方向也成30°,輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GK掛住一個(gè)質(zhì)量為M2的物體,求: (1)細(xì)繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的拉力FEG之比; (2)輕桿BC對(duì)C端的支持力; (3)輕桿HG對(duì)G端的支持力. 解析:圖(甲)和圖(乙)中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件,可判斷與物體相連的細(xì)繩的拉力大小等于物體的重力;分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析如圖(丙)、(丁)所示, (1)圖(丙)中輕繩AD跨過(guò)定滑輪掛住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),繩AC段的拉力FAC=FCD=M1g;圖(丁)中由于FEGsin 30°=M2g得FEG=2M2g,所以得FAC/FEG=M1/(2M2). (2)圖(丙)中,有, 則FNC=FAC=M1g,方向和水平方向成30°角,斜向右上方. (3)圖(丁)中,根據(jù)平衡條件有 FEGsin 30°=FGK,FEGcos 30°=FNG,FGK=M2g, 聯(lián)立得FNG=。M2g,方向水平向右. 答案:(1)。　(2)M1g,方向與水平方向成30°角斜向右上方　(3)。M2g,方向水平向右