2018届二轮复习力与运动课件（共40张）（全国通用） 40页

专题一　力与运动 考情分析 · 备考 定向 第 1 讲　力与物体的平衡 - 7 - 知识脉络梳理 规律方法导引 - 8 - 知识脉络梳理 规律方法导引 1 . 知识规律 (1) 受力分析四关键。 ① 选对象 : 首先要选定研究对象 , 将其从系统中隔离出来。 ② 定顺序 : 先分析场力 , 后分析接触力。 ③ 明规律 : 只分析性质力 , 不分析效果力。 ④ 找关系 : 两物体之间存在摩擦力 , 一定存在相互作用的弹力。 (2) 物体受力平衡三要点。 ① 平衡状态 : 物体静止或匀速直线运动。 ② 平衡条件 : F 合 = 0 或 F x = 0, F y = 0 。 ③ 平衡关系 : 物体受到的任一个力都和其余力的合力等大反向。 - 9 - 知识脉络梳理 规律方法导引 2 . 思想方法 (1) 物理思想 : 等效思想、分解思想。 (2) 物理方法 : 假设法、矢量三角形法、整体与隔离法、正交分解法、合成法、转换研究对象法。 - 10 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 物体的受力分析及静态平衡 常以选择题的形式考查整体与隔离法的应用 , 常考查涉及摩擦力的受力分析。 例 1 如图所示 , 放在桌面上的 A 、 B 、 C 三个物块重均为 100 N, 小球 P 重 20 N, 作用于 B 的水平力 F= 20 N, 整个系统静止 , 则 ( 　　 ) A. A 和 B 之间的摩擦力是 20 N B. B 和 C 之间的摩擦力是 20 N C. 物块 C 受六个力作用 D. C 与桌面间摩擦力为 20 N B - 11 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 结点受 P 的拉力及两绳子的拉力 , 如图所示 , 由 几何关系可知 , 绳子对 C 的拉力 F 1 =G P = 20 N 。 对 A 、 B 、 C 整体受力分析 , 整体受重力和支持 力 以及 两大小相等、方向相反的拉力 , 两拉力的 合 力 为 0, 整体在水平方向没有运动的趋势 , 故 C 与 桌 面 间的摩擦力为 0,D 项错误。对 A 用隔离法受力 分 析 , 根据平衡条件知水平方向不受外力 , 即 A 、 B 之间没有摩擦力 , 所以 A 项错误。对 B 用隔离法进行受力分析 , 根据平衡条件 , B 受 C 对它的摩擦力 F f =F= 20 N, 根据牛顿第三定律知 B 对 C 的摩擦力也等于 20 N, 所以 B 项正确。对 C 用隔离法受力分析 , 受重力、桌面的支持力、 B 对它的压力、 B 对它的摩擦力、绳子拉力共五个力的作用 , 所以 C 项错误。 - 12 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维 导引 规律方法 1 . 两物体间有摩擦力 , 一定有弹力。静摩擦力总与接触面平行 , 且与相对运动趋势方向相反。 2 . 解题的关键是把研究对象从系统中隔离出来 , 注意整体与隔离法的运用 , 受力分析时要先分析场力后分析接触力。 - 13 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练 1 如图所示 , 重物 A 被绕过小滑轮 P 的细线所悬挂 , 小滑轮 P 被一根细线系于天花板上的 O 点。 B 放在粗糙的水平桌面上 , O' 是三根线的结点 , bO' 水平拉着 B 物体 , aO' 、 bO' 与 cO' 夹角如图所示。细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略 , 整个装置处于静止状态。若悬挂小滑轮的细线 OP 的张力是 20 N, 则下列说法错误的是 ( g 取 10 m/s 2 )( 　　 )   A. 重物 A 的质量为 2 kg B. 桌面对 B 物体的摩擦力为 10 N C. 重物 C 的质量为 1 kg D. OP 与竖直方向的夹角为 60 ° D - 14 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 共点力作用下物体的动态平衡 常以选择题形式考查物体所受某几个力的大小变化情况。 例 2 如图所示 , 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 F N1 , 球对木板的压力大小为 F N2 。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴 , 将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦 , 在此过程中 ( 　　 ) A. F N1 始终减小 , F N2 始终增大 B. F N1 始终减小 , F N2 始终减小 C. F N1 先增大后减小 , F N2 始终减小 D. F N1 先增大后减小 , F N2 先减小后增大 B - 15 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 对小球进行受力分析 ( 图甲 ), 重力大小方向始终不变 , F N1 方向不变 , 始终垂直墙面过小球球心向外 ; F N2 ' 则垂直木板过小球球心斜向上 ( 此 F N2 ' 指木板对小球的支持力 , 与题中的 F N2 为一对相互作用力 , 大小相等 , 方向相反 ) 。由于在任意时刻 , 小球都可以看作受力平衡 , 则满足矢量三角形原则 ( 图乙 ), mg 大小、方向不变 , F N1 方向不变 , 角 A 在逐渐变小 , 则 F N1 逐渐变小直至为 0, F N2 ' 也在变小 , 直至木板水平时 , F N2 ' 减小为 mg 。本题也可以利用力的合成求出 F N1 =mg tan θ , , 其中 θ 为 F N2 ' 与竖直方向的夹角 , 木板缓慢下放的过程中 , θ 逐渐减小 , 可知 F N1 、 F N2 ' 都减小。 - 16 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维 导引 - 17 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法 分析动态平衡问题的三个常用方法 1 . 解析法 : 一般把力进行正交分解 , 两个方向上列平衡方程 , 写出所要分析的力与变化角度的关系 , 然后判断各力的变化趋势。 2 . 图解法 : 能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征 : 一、物体一般受三个力作用 ; 二、其中有一个大小、方向都不变的力 ; 三、还有一个方向不变的力。 3 . 相似三角形法 : 物体一般受三个力作用而平衡 , 系统内一定总存在一个与矢量三角形相似的三角形 , 这种情况下采用相似三角形法解决问题简单快捷。 - 18 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练 2 ( 多选 )(2017· 全国 Ⅰ 卷 ) 如图所示 , 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 AD - 19 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 在电场力、磁场力作用下的平衡 常以选择题的形式考查导体棒受到的安培力 , 带电体受到的电场力、洛伦兹力。 - 20 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例 3 ( 多选 ) 如图所示 , 用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为 0 . 1 kg 的小球 A 悬挂到水平板的 M 、 N 两点 , A 上带有 Q= 3 . 0 × 10 - 6 C 的正电荷。两线夹角为 120 ° , 两线上的拉力大小分别为 F 1 和 F 2 。 A 的正下方 0 . 3 m 处放有一带等量异种电荷的小球 B , B 与绝缘支架的总质量为 0 . 2 kg( 重力加速度 g 取 10 m/s 2 ; 静电力常量 k= 9 . 0 × 10 9 N·m 2 /C 2 , A 、 B 球可视为点电荷 ), 则 ( 　　 ) A. 支架对地面的压力大小为 2 . 0 N B. 两线上的拉力大小 F 1 =F 2 = 1 . 9 N C. 将 B 水平右移 , 使 M 、 A 、 B 在同一直线上 , 此时两线上的拉力大小 F 1 = 1 . 225 N, F 2 = 1 . 0 N D. 将 B 移到无穷远处 , 两线上的拉力大小 F 1 =F 2 = 0 . 866 N BC - 21 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 - 22 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维 导引 - 23 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例 4 ( 多选 ) 如图所示 , 在倾角为 θ 的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨 PQ 、 MN , 相距为 l , 导轨处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中 , 磁场方向垂直导轨平面向下。有两根质量均为 m 的金属棒 a 、 b , 先将 a 棒垂直导轨放置 , 用跨过光滑定滑轮的细线与物块 c 连接 , 连接 a 棒的细线平行于导轨 , 由静止释放 c , 此后某时刻 , 将 b 也垂直导轨放置 , a 、 c 此刻起做匀速运动 , b 棒刚好能静止在导轨上。 a 棒在运动过程中始终与导轨垂直 , 两棒与导轨接触良好 , 导轨电阻不计。则 ( 　　 ) A. 物块 c 的质量是 2 m sin θ B. 回路中电流方向俯视为顺时针 C. b 棒放上后 , a 棒受到的安培力为 2 mg sin θ D. b 棒放上后 , a 棒中电流大小是 AD - 24 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 由右手定则可知回路中电流方向俯视为逆时针 ,B 错误。因为 a 、 b 、 c 都处于平衡状态 , 分别列三个平衡方程 F T =mg sin θ +F 安 a , F 安 b =mg sin θ , F T =m c g , 而且 a 、 b 中电流相等 , 所以 F 安 a =F 安 b =BIl , 联立解以上四个方程 , 可得 F 安 a =F 安 b =mg sin θ , m c = 2 m sin θ , 电流大小为 , 所以 A 、 D 正确 ,C 错误。 - 25 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维 导引 - 26 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法 (1) 电荷在电场中一定受到电场力作用 , 电流或电荷在磁场中不一定受磁场力作用。 (2) 分析电场力和洛伦兹力时 , 注意带电体的电性。 (3) 分析带电粒子受力时 , 要注意判断重力是否考虑。 - 27 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练 3 如图 , 一长为 10 cm 的金属棒 ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中 ; 磁场的磁感应强度大小为 0 . 1 T, 方向垂直于纸面向里 ; 弹簧上端固定 , 下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为 12 V 的电池相连 , 电路总电阻为 2 Ω 。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为 0 . 5 cm; 闭合开关 , 系统重新平衡后 , 两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了 0 . 3 cm 。重力加速度大小取 10 m/s 2 。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向 , 并求出金属棒的质量。 答案 开关闭合后金属棒所受安培力方向竖直向下 　 金属棒质量为 0 . 01 kg - 28 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 依题意 , 开关闭合后 , 电流方向从 b 到 a , 由左手定则可知 , 金属棒所受的安培力方向竖直向下。开关断开时 , 两弹簧各自相对于其原长伸长为 Δ l 1 = 0 . 5 cm 。由胡克定律和力的平衡条件得 2 k Δ l 1 =mg ① 式中 , m 为金属棒的质量 , k 是弹簧的劲度系数 , g 是重力加速度的大小。 开关闭合后 , 金属棒所受安培力的大小为 F=IBl ② 式中 , I 是回路电流 , l 是金属棒的长度。两弹簧各自再伸长了 Δ l 2 = 0 . 3 cm, 由胡克定律和力的平衡条件得 2 k (Δ l 1 + Δ l 2 ) =mg+F ③ 由欧姆定律有 E=IR ④ 式中 , E 是电池的电动势 , R 是电路总电阻 。 联 立 ①②③④ 式 , 并代入题给数据 得 m= 0 . 01 kg 。 ⑤ - 29 - 1 2 3 4 5 6 1 . ( 多选 )(2016· 全国 Ⅰ 卷 ) 如图所示 , 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 BD - 30 - 1 2 3 4 5 6 2 . (2016· 全国 Ⅲ 卷 ) 如图所示 , 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 ( 　　 ) C - 31 - 1 2 3 4 5 6 3 . (2017· 河北保定模拟 ) 如图所示 , 用大小不变的力 F 将物体压在粗糙竖直面上 , 当 F 从实线位置绕 O 点沿顺时针方向转至虚线位置时 , 物体始终处于静止状态 , 则在这个过程中 , 物体所受摩擦力 F f 和墙壁对物体弹力 F N 的变化情况是 ( 　　 ) A. F f 方向可能一直竖直向上 B. F f 先变小后变大 C. F N 先变小后变大 D. F N 先变小后变大再变小 A - 32 - 1 2 3 4 5 6 4 . (2017· 全国 Ⅲ 卷 ) 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上 , 弹性绳的原长也为 80 cm 。将一钩码挂在弹性绳的中点 , 平衡时弹性绳的总长度为 100 cm; 再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点 , 则弹性绳的总长度变为 ( 弹性绳的伸长始终处于弹性限度内 )( 　　 ) A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm B - 33 - 1 2 3 4 5 6 5 . 如图所示 , 固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为 m 的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球 , 上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线 , 使小球沿圆环缓慢上移。在移动过程中手对线的拉力 F 和环对小球的弹力 F N 的大小变化情况是 ( 　　 ) A. F 减小 , F N 不变 B. F 不变 , F N 减小 C. F 不变 , F N 增大 D. F 增大 , F N 减小 A - 34 - 1 2 3 4 5 6 6 . 如图所示 , 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘 , 两个带有同种电荷的小球 A 、 B 分别处于竖直墙面和水平地面 , 且处于同一竖直平面内 , 若用图示方向的水平推力 F 作用于小球 B , 则两球静止于图示位置。如果将小球 B 向左推动少许 , 两个小球将重新达到平衡 , 电荷量不变 , 则两个小球的受力情况与原来相比 ( 　　 ) A. 推力 F 将增大 B. 竖直墙面对小球 A 的弹力变大 C. 地面对小球 B 的弹力一定增大 D. 两个小球之间的距离增大 D - 35 - 共点力作用下的动态平衡问题 【典例示范】 如图所示 , 一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端 , 利用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球 , 则在小球运动的过程中 ( 该过程小球未脱离球面 ), 挡板对小球的推力 F 1 、半球面对小球的支持力 F 2 的变化情况正确的是 ( 　　 ) A. F 1 增大、 F 2 减小 　　 B. F 1 增大、 F 2 增大 C. F 1 减小、 F 2 减小 D. F 1 减小、 F 2 增大 - 36 - 分析推理 : 2 . 小球处于 “ 动态 ” 平衡状态。 3 . 受 力示意图如图所示。小球重力大小、方向均不变 ; 挡板对小球水平向右的推力 F 1 方向不变 ; 半球面对小球的支持力 F 2 大小、方向均变化。选择图解法最简单。 - 37 - 思维 流程 - 38 - 以题说法 本题以 “ 小球 ”“ 缓慢移动的挡板 ” 为背景 , 考查共点力作用下的动态平衡。分析动态平衡问题常用的方法 : (1) 图解法 : 确定物体动态受力情况 , 画出矢量图 , 明确不变的力 , 明确变化力的特点 , 画出动态矢量三角形图。例如典例示范的思维流程解法。 (2) 解析法 : 对研究对象的任一状态进行受力分析 , 根据力的平衡条件 , 建立平衡方程 , 进行求解。例如典例示范解法如下 : 对小球受力分析 , 受重力、挡板向右的支持力和半球面的支持力 , 如图所示。   根据平衡条件解得 F 1 =mg tan θ , F 2 = 由于 θ 不断增加 , 故 F 1 增大、 F 2 增大 , 故选 B 。 - 39 - 针对训练 (2016· 全国 Ⅱ 卷 ) 质量为 m 的物体用轻绳 AB 悬挂于天花板上。用水平向左的力 F 缓慢拉动绳的中点 O , 如图所示。用 F T 表示绳 OA 段拉力的大小 , 在 O 点向左移动的过程中 ( 　　 ) A .F 逐渐变大 , F T 逐渐变大 B .F 逐渐变大 , F T 逐渐变小 C .F 逐渐变小 , F T 逐渐变大 D .F 逐渐变小 , F T 逐渐变小 A - 40 - 解析 由于是缓慢移动 , O 点处于动态平衡 , 设任意时刻绳子与竖直方向的夹角为 θ , 移动过程中 θ 增大 , 如图所示。将拉力 F 与重力合成后 , 合力与绳子拉力等大反向。根据几何关系 , 可知 F=G tan θ , F T =F 合 = , 随 θ 增大 , F 和 F T 都增大。