2018届二轮复习力与物体的平衡课件（共33张）（江苏专用） 33页

专题一　力与物体的平衡 考情分析   2015 2016 2017 力与物体的平衡 T4 ：磁流天平的平衡问题 T14(1) ：物体的平衡条件的应用 T1 ：胡克定律应用 T9 ：摩擦力分析 T14(1) ：斜面对物体的支持力大小的计算 T14(1)(2) ：叠加体的平衡、 摩擦力 命题解读 本专题共 4 个考点，力的合成与分解为 Ⅱ 要求，其余皆为 Ⅰ 要求。从三年命题情况看，命题特点为： (1) 注重基础知识。如围绕胡克定律、摩擦力考查学生的理解能力； (2) 注重过程方法。如围绕力、电现象中的平衡问题考查受力分析、正交分解、稳态速度、对称思想等，即便在计算题中也是在第 (1)(2) 问中出现，难度中等 。 整体难度适中，命题指数 ★★★☆☆ ，复习目标是达 B 必会 。 1. (2016· 扬州一模 ) 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，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 1 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不同 解析 　 小棋子受到重力、向上的摩擦力、棋盘的吸引力和棋盘的支持力作用 ， 选项 A 错误；棋盘对棋子的摩擦力等于棋子的重力 ，故无论棋子的磁性多强，摩擦力是不变的，质量不同的棋子所 受的重力不同 ，故摩擦力不同，选项 B 、 C 错误 ， D 项正确。 答案 　 D 2. (2016· 江苏清江中学高三第四次月考 ) 在如图 2 所示的四幅图中， AB 、 BC 均为轻质杆，各图中杆的 A 、 C 端都通过铰链与墙连接，两杆都在 B 处由铰链连接，下列关于受力的说法正确的是 ( 　　 ) 图 2 A. 甲图中的 AB 杆表现为拉力， BC 杆表现为拉力 B. 乙图中的 AB 杆表现为拉力， BC 杆表现为支持力 C. 丙图中的 AB 、 BC 杆均表现为拉力 D. 丁图中的 AB 、 BC 杆均表现为支持力 解析 　 在甲图中 ， 对 B 分析 ， 受到 AB 杆的拉力 ， BC 杆的支持力 ， 绳子的拉力三力平衡 ， A 项错误；乙图中对 B 受力分析 ， B 受到绳子竖直向下的拉力 ， 则 BC 应为支持力 ， 由平衡条件可知 AB 应为支持力 ， B 项错误；丙图中对 B 点分析可知 ， B 受到绳子向下的拉力 ， AB 杆提供向上的拉力 ， BC 杆应为向右的拉力 ， C 项正确；丁图中对 B 分析可知 ， B 受到绳子向下的拉力 ， AB 杆提供拉力 ， BC 杆提供支持力 ， D 项错误。 答案 　 C 3. (2016· 江苏如东高级中学测试 ) 如图 3 所示，轻杆 A 端用光滑水平铰链装在竖直墙面上， B 端用水平绳结在墙 C 处并吊一重物 P ，在水平向右的力缓缓拉起重物 P 的过程中杆 AB 所受压力 ( 　　 ) 图 3 A. 变大 B. 变小 C. 先变小再变大 D. 不变 答案 　 D 4. (2017· 无锡期末 ) 如图 4 ，物块静置于倾斜角为 θ 的斜面上，对物块施加一个垂直于斜面向下的恒力 F ，斜面和物块均保持静止，地面受到的摩擦力大小为 f 。若将 F 大小不变、方向改为沿斜面向上，斜面和物块仍保持静止，则地面受到的摩擦力大小为 ( 　　 ) 图 4 答案 　 D 1. 受力分析的三个判断依据 受力分析 (1) 从力的概念判断，寻找施力物体； (2) 从力的性质判断，寻找产生原因； (3) 从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态。 2. 受力分析是解决平衡问题的首要步骤 ， 具体程序为 【例 1 】 (2017· 启东中学期中 ) 如图 5 所示， a 、 b 两个小球穿在一根光滑的固定杆上，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。已知 b 球质量为 m ，杆与水平面成 θ 角，不计所有摩擦，重力加速度为 g 。当两球静止时， Oa 段绳与杆的夹角也为 θ ， Ob 段绳沿竖直方向，则下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 5 答案　 C A. a 可能受到 2 个力的作用 B. b 可能受到 3 个力的作用 C. 绳子对 a 的拉力等于 mg D. a 的重力为 mg tan θ 【变式 1 】 (2016· 南通、扬州、泰州三模 ) 如图 6 所示，木块 B 静止在水平地面上，木块 A 叠放在 B 上。 A 的左侧靠在光滑的竖直墙面上。关于 A 、 B 的受力情况，下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 6 A. B 对 A 的作用力方向一定竖直向上 B. B 对 A 的作用力一定大于 A 的重力 C. 地面对 B 的摩擦力方向可能向右 D. 地面对 B 的作用力大小可能等于 A 、 B 的总重力 解析 　 A 的受力情况有三种： (1) A 受到重力、 B 对 A 的支持力、墙壁对 A 的弹力； (2) A 受到重力、 B 对 A 的支持力、 B 对 A 的摩擦力； (3) A 受到重力、 B 对 A 的支持力、墙壁对 A 的弹力、 B 对 A 的摩擦力。若为 (1) 或 (3) 情况 ， B 对 A 的作用力方向斜向左上方 ， A 项错误；若为 (2) 情况 ， B 对 A 的作用力与重力等值反向共线 ， B 项错误；利用整体法分析 A 、 B 两物体 ， 若为 (1) 或 (3) 情况 ， 整体受到向下的重力、向上的支持力、墙壁对 A 、 B 向右的弹力、地面对 A 、 B 向左的摩擦力 ， 若为 (2) 情况 ， 整体受到向下的重力、向上的支持力 ， C 项错误 ， D 项正确。 答案 　 D 1. 共点力的平衡条件 共点力的平衡 2. 两种平衡 (1) 静态平衡问题：应先分析物体的受力情况，再根据平衡条件列出相应方程，解方程并对结果进行讨论。常用方法有合成法、分解法 ( 包括正交分解法 ) 、力的三角形法。 (2) 动态平衡问题 【例 2 】 (2017· 泰州中学高三上学期期中 ) 在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人文特色。如图 7 所示，在竖直放置的穹形支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物 G ，现将轻绳的一端固定于支架上的 A 点，另一端从 B 点沿支架缓慢地向 C 点靠近 ( C 点与 A 点等高 ) ，则在此过程中绳中拉力大小变化的情况是 ( 　　 ) 图 7 A. 先变小后变大 B. 先变小后不变 C. 先变大后不变 D. 先变大后变小 答案 　 C 图 8 答案　 C 1. 带电体在电磁学中的平衡问题除了涉及重力、弹力和摩擦力，还涉及电磁学中的静电力、安培力和洛伦兹力。带电体的平衡问题既要遵从平衡条件，又要遵循电磁学规律，这是解决此类问题的两条主线。处理电磁学中的平衡问题的方法： 电磁学中的平衡问题 2. 几点提醒 (1) 电荷在电场中一定受电场力作用，电流或电荷在磁场中不一定受磁场力作用。 (2) 分析电场力或洛伦兹力时，一定要注意带电体是正电荷还是负电荷。 【例 3 】 ( 多选 ) (2017· 盐城三模 ) 某老师用图 9 所示装置探究库仑力与电荷量的关系。 A 、 B 是可视为点电荷的两带电小球，用绝缘细线将 A 悬挂，实验中在改变电荷量时，移动 B 并保持 A 、 B 连线与细线垂直。用 Q 和 q 表示 A 、 B 的电荷量， d 表示 A 、 B 间的距离， θ ( θ 不是很小 ) 表示细线与竖直方向的夹角， x 表示 A 偏离 O 点的水平距离。实验中 ( 　　 ) 图 9 A. d 应保持不变 B. B 的位置在同一圆弧上 C. x 与电荷量乘积 Qq 成正比 D.tan θ 与 A 、 B 间库仑力成正比 答案 　 ABC 【变式 3 】 (2016· 南师大附中模拟 ) 如图 10 所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 θ 。质量为 m 、长为 L 的金属杆 ab 垂直导轨放置，整个装置处于垂直 ab 方向的匀强磁场中。当金属杆 ab 中通有从 a 到 b 的恒定电流 I 时，金属杆 ab 保持静止。则磁感应强度的方向和大小可能为 ( 　　 ) 图 10 答案 　 D 解决物体系问题的两种方法 整体法与隔离法在平衡问题中的应用 【例 4 】 (2017· 南京市盐城市二联 ) 如图 11 所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体 A ， A 的左端紧靠竖直墙， A 与竖直墙之间放一光滑圆球 B ，整个装置处于静止状态。若把 A 向右移动少许后，它们仍处于静止状态。则下列判断正确的是 ( 　　 ) 图 11 A. 球 B 对墙的压力增大 B. 球 B 对柱状物体 A 的压力增大 C. 地面对柱状物体 A 的摩擦力不变 D. 地面对柱状物体 A 的支持力不变 解析 　 以 B 为研究对象 ， 受力分析如图甲所示 ， 由图可知 ， 把 A 向右移动少许 ， 墙对球 B 的压力 F 1 减小 ， 柱状物体 A 对球 B 的支持力 F 2 减小 ， 由牛顿第三定律知 ， 球 B 对墙的压力减小 ， 球 B 对柱状物体 A 的压力减小 ， 选项 A 、 B 错误；把 A 、 B 作为一个整体 ， 受力分析如图乙所示 ， 由平衡条件得 ， 地面对柱状物体 A 的摩擦力 F f ＝ F 1 ， 地面对柱状物体 A 的支持力 F N ＝ ( m A ＋ m B ) g ， 由此可知 ， 地面对柱状物体 A 的摩擦力减小 ， 地面对柱状物体 A 的支持力不变 ， 选项 C 错误 ， D 正确。 答案 　 D 【变式 4 】 (2017· 江苏省溧水高级中学测试 ) a 、 b 两个质量相同的球用线连接， a 球用线挂在天花板上， b 球放在光滑斜面上，系统保持静止，以下图示哪个是正确的 ( 　　 ) 解析 　 对 b 球受力分析 ， 受重力、垂直斜面向上的支持力和细线的拉力 ， 由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线 ， 故细线拉力应向右上方 ， 故 A 错误；再对 ab 两个球整体受力分析 ， 受总重力、垂直斜面向上的支持力和上面细线的拉力 ， 根据共点力平衡条件判断上面细线的拉力方向斜向右上方 ， 故 C 、 D 均错误 ， B 正确。 答案 　 B