高考物理一輪復習課件（湖南專版）第2章第3節(jié)共點力作用下物體的平衡

歡迎進入物理課堂 第3節(jié)共點力作用下物體的平衡 考點1 正交分解法在解決平衡問題中的運用 例1 質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下 在水平地面上做勻速運動 如圖2 3 1所示 已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為 那么木塊受到的滑動摩擦力為下列各值中的哪個 A mgB mg Fsin C mg Fcos D Fcos 圖2 3 1 切入點 運用物體的平衡條件解題 解析 木塊勻速運動時受到四個力的作用 重力mg 推力F 支持力FN 摩擦力F 沿水平方向建立x軸 將F進行正交分解 如圖 這樣建立坐標系只需分解F 由于木塊做勻速直線運動 所以 在x軸上 向左的力等于向右的力 水平方向二力平衡 在y軸上向上的力等于向下的力 即Fcos F FN mg Fsin 又由于F FN所以F mg Fsin 答案 BD 考點2 整體法與隔離法在平衡問題中的應用 例2 如圖2 3 2所示 在墻角外的水平地面上 靜止放一質(zhì)量為4m 傾角為37 的三角形木塊 在木塊斜面與豎直墻壁間靜止放有一質(zhì)量為m的光滑的小球 則木塊對地面壓力的大小為 地面對木塊的靜摩擦力大小為 圖2 3 2 切入點 運用整體法與隔離法解題 答案 5mg 題型一 共點力平衡問題 圖2 3 3 答案 BD點評 求解共點力作用下物體平衡問題有多種方法 可以從物理角度分析 也可以用數(shù)學工具進行處理 題型二 物體平衡中的臨界問題 例4 如圖2 3 4所示 物體的質(zhì)量為2kg 兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上 另一端系于物體上 在物體上另施加一個方向與水平線成 60 的拉力F 若要使兩繩都能伸直 求拉力F的大小范圍 g 10m s2 圖2 3 4 點評 抓住題中 若要使兩繩都能伸直 這個隱含條件 它是指繩子伸直但拉力恰好為零的臨界狀態(tài) 當AC恰好伸直但未張緊時 F有最小值 當AB恰好伸直但未張緊時 F有最大值 圖2 3 5 2 2011 山東 如圖2 3 6所示 將兩相同的木塊a b置于粗糙的水平地面上 中間用一輕彈簧連接 兩側用細繩固定于墻壁 開始時a b均靜止 彈簧處于伸長狀態(tài) 兩細繩均有拉力 a所受摩擦力Ffa 0 b所受摩擦力Ffb 0 現(xiàn)將右側細繩剪斷 則剪斷瞬間 圖2 3 6A Ffa大小不變B Ffa方向改變C Ffb仍然為零D Ffb方向向右 AD 圖2 3 6 解析 細繩上的力可以突變 而彈簧上的力不能突變 故斷繩的瞬間 Ffa大小不變 Ffb與彈簧拉力平衡 方向向右 3 2011 海南 如圖2 3 7所示 粗糙的水平地面上有一斜劈 斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑 斜劈保持靜止 則地面對斜劈的摩擦力 A 等于零B 不為零 方向向右C 不為零 方向向左D 不為零 v0較大時方向向左 v0較小時方向向右 A 圖2 3 7 解析 斜劈和物塊都受力平衡對斜劈和物塊整體受力分析知地面對斜劈的摩擦力為零 選A 4 如圖2 3 8所示 在粗糙水平地面上放著一個截面為四分之一圓弧的柱狀物體A A的左端緊靠豎直墻 A與豎直墻之間放一光滑圓球B 整個裝置處于靜止狀態(tài) 若把A向右移動少許后 它們?nèi)蕴幱陟o止狀態(tài) 則 A B對墻的壓力增大B A與B之間的作用力增大C 地面對A的摩擦力減小D A對地面的壓力減小 圖2 3 8 C 5 頂端裝有定滑輪的粗糙斜面體放在地面上 A B兩物體通過細繩連接 并處于靜止狀態(tài) 不計繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦 如圖2 3 9所示 現(xiàn)用水平力F作用于物體B上 緩慢拉開一小角度 此過程中斜面體與物體A仍然靜止 則下列說法正確的是 A 水平力F不變B 物體A所受斜面體的摩擦力一定變大C 物體A所受斜面體的作用力不變D 斜面體所受地面的支持力一定不變 D 圖2 3 9 解析 設物體B在力F作用下緩慢拉開一個小角度 拉開過程中 增大 此時物體B受力平衡 水平力F mgtan 也增大 A選項錯 繩子拉力FT mg cos 也增大 由于原來物體A所受摩擦力的方向不清楚 可能沿斜面向上也可能沿斜面向下 所以物體A所受斜面體的摩擦力的大小不一定增大 B選項錯誤 物體A受到斜面體的彈力和摩擦力 這兩個力的合力大小等于物體A受到的重力和繩子拉力FT的合力 拉力FT發(fā)生變化 所以物體A受斜面體的作用力也發(fā)生變化 C選項錯誤 將兩個物體A B和斜面體看成一個整體 在F作用過程中 整體在豎直方向的受力情況不變 故斜面體所受地面的支持力不變 D選項正確 6 如圖2 3 10所示 質(zhì)量m1 10kg和m2 30kg的兩物體 疊放在動摩擦因數(shù)為0 50的粗糙水平地面上 一處于水平位置的輕彈簧 勁度系數(shù)為250N m 一端固定于墻壁 另一端與質(zhì)量為m1的物體相連 彈簧處于自然狀態(tài) 現(xiàn)用一水平推力F作用于質(zhì)量為m2的物塊上 使它緩慢地向墻壁一側移動 當移動0 40m時 兩物體間開始相對滑動 這時水平推力F的大小為 g取10m s2 A 100NB 300NC 200ND 250N B 圖2 3 10 解析 當兩物體相對滑動時 處于一種臨界狀態(tài) 整體合力仍為零 對整體受力分析 水平方向受彈簧的彈力 地面的摩擦力和水平推力 由平衡條件得 F kx m1 m2 g 250 0 4N 0 5 40 10N 300N 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全