2019版高考物理二輪復習 專題一 力與運動 第1講 力與物體的平衡課件.ppt

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專題一力與運動 專題復習研究本專題考綱有10個 級考點 分別是位移 速度和加速度 勻變速直線運動及其公式 圖象 力的合成和分解 共點力的平衡 牛頓運動定律及其應用 運動的合成與分解 拋體運動 勻速圓周運動的向心力 萬有引力定律及其應用 環(huán)繞速度 有9個 級考點 分別是參考系 質(zhì)點 滑動摩擦力 動摩擦因數(shù) 靜摩擦力 形變 彈性 胡克定律 矢量和標量 超重和失重 勻速圓周運動 角速度 線速度 向心加速度 離心現(xiàn)象 第二宇宙速度和第三宇宙速度 經(jīng)典時空觀和相對論時空觀 近五年高考命題點主要集中在 1 物體的受力分析及靜態(tài)平衡 3次 2 共點力作用下物體的動態(tài)平衡 3次 3 運動學及動力學圖象的理解及應用 5次 4 滑塊 滑板 模型 3次 5 彈簧類問題 3次 6 平拋運動的規(guī)律及其應用 4次 7 圓周運動問題 4次 8 萬有引力定律及天體質(zhì)量和密度的求解 4次 9 衛(wèi)星運行參量的分析 5次 通過考題和考點的對照來看 命題者特別重視 級考點的考查 本專題命題點較多 題型多變 在復習備考時要舍得花時間 復習時要做到 級考點面面俱到的復習說明 統(tǒng)計分析近五年高考全國卷命題規(guī)律 對考查頻率較高的題型標注字母H 中等的標注M 考查較少的標注L 第1講力與物體的平衡 網(wǎng)絡構建 要點必備 網(wǎng)絡構建 要點必備 1 共點力作用下物體的平衡條件是合力為 2 三個共點力平衡 如果物體僅受三個共點力作用而處于平衡狀態(tài) 則其中任意兩個力的合力與第三個力大小 方向 表示這三個力的有向線段可以組成一個封閉的 3 多個共點力平衡 任一方向上合力為 建立直角坐標系后 兩個坐標軸上的合力均為 即Fx 0 Fy 0 或者物體受N個力作用而處于平衡狀態(tài) 則其中任意一個力與其余N 1個力的合力 4 動態(tài)平衡 物體在移動過程中 可認為其所受為零 物體處于平衡狀態(tài) 5 帶電粒子在復合場中除了受到重力 彈力和摩擦力外 還涉及電磁學中的 和洛倫茲力 電磁場中的平衡問題也遵循為零這一規(guī)律 零 相等 相反 三角形 零 零 等大反向 緩慢 合力 電場力 安培力 合力 1 2 3 1 2016全國 卷 如圖 兩個輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上 一細線穿過兩輕環(huán) 其兩端各系一質(zhì)量為m的小球 在a和b之間的細線上懸掛一小物塊 平衡時 a b間的距離恰好等于圓弧的半徑 不計所有摩擦 小物塊的質(zhì)量為 考點定位 共點力平衡條件的應用命題能力點 側重考查理解能力物理學科素養(yǎng)點 物理觀念 科學思維解題思路與方法 確定圓弧的圓心 利用幾何關系分析懸掛點的角度是解題關鍵 C 1 2 3 解析由幾何關系知 Oab為等邊三角形 故 AaO 1 30 設細線中的張力為FT 同一根繩子中的張力大小處處相等 故FT mg 對a處受力分析知 1 2 30 則 3 30 故 60 對結點C分析可知 2FTcos m物g 解得m物 m 選項C正確 1 2 3 2 多選 2017全國 卷 如圖 柔軟輕繩ON的一端O固定 其中間某點M拴一重物 用手拉住繩的另一端N 初始時 OM豎直且MN被拉直 OM與MN之間的夾角為 現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起 并保持夾角 不變 在OM由豎直被拉到水平的過程中 A MN上的張力逐漸增大B MN上的張力先增大后減小C OM上的張力逐漸增大D OM上的張力先增大后減小考點定位 動態(tài)平衡的圖解法命題能力點 側重考查理解能力和分析綜合能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維解題思路與方法 以重物為研究對象 所受三個力的合力始終為零 畫出矢量三角形是解題的突破口 AD 1 2 3 解析方法一 受力分析如圖 設OM與豎直方向夾角為 M點繞O點做圓周運動 沿切線方向 FMNcos 90 mgsin 沿半徑方向 FOM FMNsin 90 mgcos 當 90 時存在極大值 故FOM先增大再減小 D項正確 1 2 3 方法二 利用矢量圓 如圖重力保持不變 是矢量圓的一條弦 FOM與FMN夾角即圓心角保持不變 由圖知FMN一直增大到最大 FOM先增大再減小 當OM與豎直夾角為 90 時FOM最大 1 2 3 3 多選 2016全國 卷 如圖 一光滑的輕滑輪用細繩OO 懸掛于O點 另一細繩跨過滑輪 其一端懸掛物塊a 另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b 外力F向右上方拉b 整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài) 若F方向不變 大小在一定范圍內(nèi)變化 物塊b仍始終保持靜止 則 A 繩OO 的張力也在一定范圍內(nèi)變化B 物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C 連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D 物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化考點定位 共點力作用下物體的平衡 力的動態(tài)分析命題能力點 側重考查理解能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維解題思路與方法 當有多個物體相互作用而平衡時 應注意靈活選擇研究對象 可以讓題目變得更簡潔明晰 BD 1 2 3 解析物塊b始終保持靜止 物塊a也始終保持靜止 繩子對a的拉力等于a的重力 繩子的夾角 也保持不變 OO 繩的拉力也保持不變 選項A C錯誤 選b為研究對象 在y軸方向有FTcos Fcos FN mbg 由于FT不變 F變化 所以FN也變化 選項B正確 FT和F在x軸方向的分力和桌面對b的摩擦力的合力為零 由于F在一定范圍內(nèi)變化 則摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化 選項D正確 1 2 3 命題規(guī)律研究及預測 分析近年的高考試題可以看出 高考命題突出受力分析 力的合成與分解的考查 也有將受力分析與牛頓運動定律 電磁場 功能關系進行綜合考查 題型一般為選擇題和計算題 在2019年的備考過程中要尤其注重多個物體靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡的復習 考點一 考點二 物體的受力分析及靜態(tài)平衡題型1整體與隔離法的應用 H 規(guī)律方法整體與隔離兩大思維方法對比 考點一 考點二 典例1 多選 2018河南濮陽三模 如圖所示 質(zhì)量分別為m1 m2的兩個物體通過輕彈簧連接 在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動 m1在地面上 m2在空中 此時力F與水平方向成 角 彈簧中彈力大小為F1 彈簧軸線與水平方向的夾角為 m1受地面的摩擦力大小為Ff 則下列說法正確的是 A 一定大于 B 可能等于 C F一定大于F1D F一定大于Ff ACD 考點一 考點二 思維點撥先用隔離法對m2受力分析 根據(jù)平衡條件列出方程 從而判斷F與F1 與 的大小關系 再利用整體法對m1 m2整體受力分析 根據(jù)平衡條件列出方程 從而判斷F與Ff的大小關系 考點一 考點二 1 2018河南中原名校六模 如圖所示 一小孩將一氣球通過細線系于放在水平地面上的小石塊上 如果水平風力突然增大 空氣密度保持不變 A 氣球受到的浮力將變大B 細線的拉力保持不變C 氣球可能被吹離地面D 氣球可能會使小石塊沿水平地面滑動 D 考點一 考點二 解析氣球所受浮力等于排開空氣的重力 由于空氣密度不變 所受的浮力就不變 A錯誤 當水平風力不夠大時 氣球仍處于靜止狀態(tài) 細線的拉力沿豎直方向的分力等于氣球所受重力與浮力的合力 保持不變 水平分力隨風力變大 所以細線的拉力變大 B錯誤 以氣球和小石塊為整體分析可知 豎直方向重力 浮力都不變 所以地面對小石塊仍有支持力 小石塊不會離開地面 C錯誤 當水平風力大于地面對小石塊的最大靜摩擦力時 小石塊會沿水平地面滑動 D正確 故選D 考點一 考點二 2 2018山東青島二中二模 一質(zhì)量為m的長木板靜止在傾角為 的斜面上 長木板上一人用力推長木板上的物塊 使物塊與長木板間的摩擦力剛好為零 已知人 物塊的質(zhì)量均為m 均保持靜止 人 物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為 1 長木板與斜面間的動摩擦因數(shù)為 2 則下列說法正確的是 A 斜面對長木板的摩擦力為mgsin B 斜面對長木板的摩擦力為3 2mgcos C 長木板對人的摩擦力為2 1mgcos D 長木板對人的摩擦力為2mgsin D 解析對人 物塊 長木板三者整體研究 斜面對它們的摩擦力為靜摩擦力 其大小為Ff 3mgsin 故A B錯誤 對人 物塊整體研究 由于物塊與長木板間的摩擦力剛好為零 因此長木板對人的靜摩擦力大小為Ff 2mgsin 故C錯誤 D正確 考點一 考點二 3 2018安徽蕪湖期末 如圖所示 在粗糙水平面上靜止放置一個截面為三角形的斜劈 其質(zhì)量為M 兩個質(zhì)量分別為m1和m2的小物塊恰好能沿兩側面勻速下滑 若現(xiàn)在對兩物塊同時各施加一個平行于斜劈側面的恒力F1和F2 且F1 F2 如圖所示 則在兩個小物塊沿斜面下滑的過程中 下列說法正確的是 A 斜劈可能向左運動B 斜劈受到地面向右的摩擦力作用C 斜劈對地面的壓力大小等于 M m1 m2 gD 斜劈對地面的壓力大小等于 M m1 m2 g F1sin F2sin C 考點一 考點二 解析在未施加力之前 三個物體都處于平衡狀態(tài) 故可以對三個物體的整體受力分析 受重力和支持力 故支持力為 M m1 m2 g 沒有摩擦力 施加力之后 兩個物體對斜劈的壓力和摩擦力不變 故斜劈受力情況不變 故斜劈仍保持靜止 斜劈對地面的壓力大小等于 M m1 m2 g 與地面間沒有摩擦力 C正確 考點一 考點二 題型2受力分析及共點力平衡條件的應用 M 規(guī)律方法1 受力分析的一般步驟 考點一 考點二 2 處理平衡問題的基本思路 考點一 考點二 典例2 2018四川雅安雅安中學模擬 如圖所示 AO是具有一定質(zhì)量的均勻細桿 可繞O軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動 細桿上的P點與放在水平桌面上的圓柱體接觸 圓柱體靠在豎直的擋板上而保持平衡 已知桿的傾角 60 球的重力大小為G 豎直擋板對球的壓力大小為G 各處的摩擦都不計 試回答下列問題 1 作出圓柱體的受力分析圖 2 通過計算求出圓柱體對均勻細桿AO的作用力的大小和水平地面對圓柱體作用力的大小 考點一 考點二 思維點撥 1 按步驟作出受力分析圖 2 根據(jù)平衡條件求解細桿對圓柱體的壓力和地面對圓柱體的作用力 再由牛頓第三定律求解圓柱體對均勻細桿AO的作用力的大小 考點一 考點二 答案 1 如圖所示 2 圓柱體對均勻細桿AO的作用力的大小是4G 水平地面對圓柱體作用力的大小是3G 考點一 考點二 解析 1 圓柱體受到重力 擋板的彈力 桿的壓力和地面的支持力 作出受力分析圖 如圖 2 豎直擋板對球的壓力大小FN2 G 根據(jù)平衡條件得FN3sin FN2 解得FN3 4G由牛頓第三定律知 柱體對均勻細桿AO的作用力的大小為FN3 FN3 4G 由豎直方向平衡得 FN1 G FN3cos 3G 考點一 考點二 4 2018河南中原九校聯(lián)考 如圖所示 重8N的木塊靜止在傾角 30 的斜面上 若用平行于斜面沿水平方向 大小等于3N的力F推木塊 木塊仍能保持靜止 則木塊所受的摩擦力大小是 A 3NB 4NC 5ND 6N C 考點一 考點二 解析對木塊受力分析 受推力F 重力G 支持力FN和靜摩擦力Ff 將重力按照作用效果分解為沿斜面向下的分力F Gsin 4N和垂直斜面向下的分力Gcos 在與斜面平行的平面內(nèi) 如圖所示 摩擦力大小 故C正確 考點一 考點二 5 2018福建三明期末 某電視臺每周都有棋類節(jié)目 鐵質(zhì)的棋盤豎直放置 每個棋子都是一個小磁鐵 能吸在棋盤上 不計棋子之間的相互作用力 下列說法正確的是 A 小棋子共受三個力作用B 棋子對棋盤的壓力大小等于重力C 磁性越強的棋子所受的摩擦力越大D 質(zhì)量不同的棋子所受的摩擦力大小不同 D 考點一 考點二 解析小棋子受到重力G 棋盤面的吸引力F 彈力FN和靜摩擦力Ff 共四個力作用 重力豎直向下 摩擦力豎直向上 且重力和摩擦力是一對平衡力 支持力和吸引力為一對平衡力 棋子掉不下來是因為受到棋盤對它向上的摩擦力和它的重力大小相等 即棋子受棋盤的摩擦力與棋子的重力是一對平衡力 故選項D正確 考點一 考點二 6 多選 2018廣東廣州4月模擬 質(zhì)量為m的通電細桿ab置于傾角為 的光滑的平行導軌上 在磁場的作用下 ab恰好在導軌上靜止 如圖所示 下圖是從b端觀察時的四個平面圖 其中通電細桿ab可能保持靜止的是 AB 考點一 考點二 解析A 桿受到向下的重力 水平向右的安培力和垂直于斜面的支持力的作用 在這三個力的作用下 可以處于平衡狀態(tài) A正確 B 桿受重力 豎直向上的安培力 在這兩個力的作用下 可以處于平衡狀態(tài) B正確 C 桿受到的重力豎直向下 安培力豎直向下 支持力垂直于斜面向上 在這三個力的作用下 不可能處于平衡狀態(tài) C錯誤 D 桿受到的重力豎直向下 安培力水平向左 支持力垂直于斜面向上 在這三個力的作用下 不可能處于平衡狀態(tài) D錯誤 故選AB 考點一 考點二 共點力作用下物體的動態(tài)平衡 H 規(guī)律方法 考點一 考點二 典例3 如圖所示 小球用細繩系住 細繩的另一端固定于O點 現(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體 小球在斜面上無摩擦地滑動 細繩始終處于伸直狀態(tài) 當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平 此過程中斜面對小球的支持力FN以及細繩對小球的拉力FT的變化情況是 A FN先減小后增大B FN不斷減小C FT不斷增大D FT先減小后增大 D 考點一 考點二 思維點撥 1 用水平力緩慢推動斜面體時 小球在斜面上處于動態(tài)平衡狀態(tài) 要注意對關鍵詞 緩慢 的理解 2 小球在斜面上無摩擦滑動過程中 小球受重力 斜面支持力 細繩拉力 其中重力大小和方向不變 支持力FN方向不變 拉力FT大小和方向均變化 考點一 考點二 解析 方法一 解析法 甲先對小球進行受力分析 如圖甲 小球受到重力mg 支持力FN 拉力FT的作用 設細繩與水平方向的夾角為 斜面的傾角為 由平衡條件得 FNcos FTsin mg FNsin FTcos 0 聯(lián)立解得 用水平力F緩慢推動斜面體 一直減小直至接近0 由題圖易知 起始時刻 當 時 cos 1 FT最小 所以FT先減小后增大 一直減小直至接近0 tan 不斷減小 FN不斷增大 選項D正確 考點一 考點二 方法二 圖解法乙由于用水平力F緩慢推動斜面體 故小球處于動態(tài)平衡狀態(tài) 小球受到大小方向均不變的重力 方向不變的斜面支持力 方向大小均變化的細繩的拉力 三個力構成封閉的三角形 畫出小球受力示意圖如圖乙所示 當細繩與斜面平行時 細繩拉力FT2與支持力方向垂直 細繩拉力最小 當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平 細繩拉力為FT4 所以FT先減小后增大 而此過程中斜面對小球的支持力FN一直增大 選項D正確 考點一 考點二 7 多選 2018四川攀枝花一模 如圖所示 表面光滑的半球形物體固定在水平面上 光滑小環(huán)D固定在半球形物體球心O的正上方 輕質(zhì)彈簧一端用輕質(zhì)細繩固定在A點 另一端用輕質(zhì)細繩穿過小環(huán)D與放在半球形物體上的小球P相連 DA水平 現(xiàn)將細繩固定點A向右緩慢平移的過程中 小球P未到達半球最高點前 下列說法正確的是 A 彈簧變短B 彈簧變長C 小球?qū)Π肭虻膲毫Σ蛔僁 小球?qū)Π肭虻膲毫ψ兇?AC 考點一 考點二 考點一 考點二 8 多選 2018廣東五校協(xié)作體聯(lián)考 如圖所示 物體A B用細繩與輕彈簧連接后跨過滑輪 物體A靜止在傾角為45 的粗糙斜面上 物體B懸掛著 已知質(zhì)量mA 3mB 不計滑輪摩擦 現(xiàn)將斜面傾角由45 減小到30 那么下列說法中正確的是 A 彈簧的彈力將增大B 物體A對斜面的壓力將增大C 物體A受到的靜摩擦力將減小D 物體A可能被拉動 BC 考點一 考點二 解析對物體B受力分析 受重力和拉力 由二力平衡得到 FT mBg 則知彈簧的彈力不變 故A錯誤 當斜面傾角為45 時有3mBgsin45 mBg Ff1 當斜面傾角為30 時有3mBgsin30 mBg Ff1 可見物體A并未被拉動 而且受到的靜摩擦力將減小 故D錯誤 C正確 物體A對斜面的壓力為FN mAgcos 減小 FN將增大 故B正確 考點一 考點二 9 2018吉林二調(diào) 如圖所示 半圓形框架豎直放置在粗糙的水平地面上 光滑的小球P在水平外力的作用下處于靜止狀態(tài) P與圓心O的連線與水平面的夾角為 將力F在豎直面內(nèi)沿順時針方向緩慢地轉(zhuǎn)過90 框架與小球始終保持靜止狀態(tài) 在此過程中下列說法正確的是 A 框架對小球的支持力先減小后增大B 拉力F的最小值為mgcos C 地面對框架的摩擦力先減小后增大D 框架對地面的壓力先增大后減小 B 考點一 考點二 解析以小球為研究對象 分析受力情況 作出受力示意圖 如圖所示 根據(jù)幾何關系可知 將力F順時針轉(zhuǎn)動至豎直向上之前 支持力FN逐漸減小 F先減小后增大 當F的方向沿圓的切線方向向上時 F最小 此時 F mgcos 故A錯誤 B正確 以框架與小球組成的整體為研究對象 整體受到重力 地面的支持力 地面的摩擦力以及力F的作用 由圖可知 F在順時針方向轉(zhuǎn)動的過程中 F沿水平方向的分力逐漸減小 所以地面對框架的摩擦力始終在減小 故C錯誤 以框架與小球組成的整體為研究對象 整體受到重力 地面的支持力 地面的摩擦力以及力F的作用 由圖可知 F在順時針方向轉(zhuǎn)動的過程中 F沿豎直方向的分力逐漸增大 所以地面對框架的支持力始終在減小 故D錯誤 故選B