主題深化提升 專題二

1、.主題深化提升考點(diǎn)一物體的受力分析問(wèn)題1.受力分析:分析物體受到哪些力,并將它們以示意圖的形式表示出來(lái),這一過(guò)程及方法叫受力分析。2.受力分析的步驟:【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.多項(xiàng)選擇2019·濟(jì)南高一檢測(cè)質(zhì)量均為m的a、b兩木塊疊放在程度面上,如下圖,a受到斜向上與程度面成角的力F1的作用,b受到斜向下與程度面成角等大的力F2的作用,兩力在同一豎直平面內(nèi),此時(shí)兩木塊保持靜止,那么A.a一定受到四個(gè)力的作用B.程度面對(duì)b的支持力可能大于2mgC.a、b之間一定存在靜摩擦力D.b與程度面之間一定存在靜摩擦力【解析】選A、C。a受重力、支持力、拉力以及b對(duì)a的靜摩擦力而處于平衡狀態(tài),故A、C正確;

2、對(duì)整體分析,F1與F2大小相等,方向相反,兩力互相抵消,那么程度面對(duì)b無(wú)摩擦力,D錯(cuò)誤;程度面對(duì)b的支持力FN=2mg,B錯(cuò)誤。2.傾角為、質(zhì)量為M的斜面體靜止在程度桌面上,質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上。以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是A.木塊受到的摩擦力大小是mgcosB.木塊對(duì)斜面體的壓力大小是mgsinC.桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是mgsincosD.桌面對(duì)斜面體的支持力大小是M+mg【解析】選D。對(duì)木塊進(jìn)展受力分析,由平衡方程得FN=mgcos,Ff=mgsin,所以A、B均錯(cuò)誤;對(duì)斜面體和木塊整體進(jìn)展受力分析,可得桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是零,桌面對(duì)斜面體的支持力大小是M+mg,故C錯(cuò)誤,D正確

3、?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.如下圖,物體A靠在豎直墻面上,在力F作用下,A、B保持靜止,物體B的受力個(gè)數(shù)為A.2B.3C.4D.5【解析】選C。假設(shè)使物體A保持靜止,物體B必對(duì)物體A施加一個(gè)垂直接觸面向上的彈力,由力的互相性可知,物體A必然對(duì)物體B施加垂直接觸面向下的作用力。再對(duì)物體B受力分析,由于物體B處于靜止?fàn)顟B(tài),那么它必然受到重力、力F、物體A對(duì)物體B的彈力和摩擦力共四個(gè)力的作用,應(yīng)選C。2.如圖,質(zhì)量為m的木塊,在斜向左上方的力F的作用下,沿天花板向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),那么該物體受到的作用力示意圖為【解析】選B。物體受重力和力F作用,因?yàn)槲矬w勻速運(yùn)動(dòng),故一定受到向右的摩擦力,因?yàn)橛心Σ亮?那么物體

4、一定受天花板的彈力作用,方向豎直向下;故物體受4個(gè)力的作用,選項(xiàng)B正確?？键c(diǎn)二共點(diǎn)力作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題1.整體思維法和隔離思維法比照:整體思維法原那么只涉及系統(tǒng)外力,不涉及系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的互相作用條件系統(tǒng)內(nèi)的物體具有一樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)優(yōu)、缺點(diǎn)利用此法解題一般比較簡(jiǎn)單,但不能求內(nèi)力隔離思維法原那么分析系統(tǒng)內(nèi)某個(gè)物體的受力情況優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)物體受到的內(nèi)力、外力均能求2.求解共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的常用方法:常用方法包括力的合成法、分解法及正交分解法,應(yīng)用實(shí)例如下:【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.2019·全國(guó)卷如圖,一物塊在程度拉力F的作用下沿程度桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。假設(shè)保持F的大小不變,而方向與程度面成60

5、76;角,物塊也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為A.2-3B.36C.33D.32【解析】選C。在F的作用下沿程度桌面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有F=mg;F的方向與程度面成60°角拉動(dòng)時(shí)有Fcos60°=mg-Fsin60°,聯(lián)立解得=33,應(yīng)選C。2.如下圖,用完全一樣的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)一樣的小球連接并懸掛,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧A與豎直方向的夾角為30°,彈簧C程度,那么彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為A.34B.43C.12D.21【解析】選D。方法一:分別對(duì)兩個(gè)小球受力分析,如圖甲所示。FAsin30°-FBsin=0得FA=2FC,即彈

6、簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為21,選項(xiàng)D正確。方法二:將兩個(gè)小球作為一個(gè)整體,進(jìn)展受力分析,如圖乙所示。由平衡條件知:FAsin30°=FC解得FA=2FC,即彈簧A、C的伸長(zhǎng)量之比為21,應(yīng)選項(xiàng)D正確。3.2019·哈爾濱高一檢測(cè) 如下圖,位于豎直側(cè)面的物體A的質(zhì)量mA=0.2 kg,放在程度面上的物體B的質(zhì)量mB=1.0 kg,繩和滑輪間的摩擦不計(jì),且繩的OB部分程度,OA部分豎直,A和B恰好一起勻速運(yùn)動(dòng),g取10 m/s2。1求物體B與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。2假如用程度力F向左拉物體B,使物體A和B做勻速運(yùn)動(dòng)需多大的拉力?！窘馕觥?因物體A和B恰好一起勻速運(yùn)動(dòng),所以物體A、B

7、均處于平衡狀態(tài)。由平衡條件得:對(duì)A:FT-mAg=0對(duì)B:FT-FN=0FN-mBg=0解得:=0.22假如用程度力F向左拉物體B,使物體A和B做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)程度繩的拉力與滑動(dòng)摩擦力的大小均不變,對(duì)物體B由平衡條件得:F-FT-FN=0解得:F=4 N答案:10.224 N【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.2019·肇慶高一檢測(cè)設(shè)雨點(diǎn)下落過(guò)程中受到的空氣阻力與雨點(diǎn)可看成球形的橫截面積S成正比,與下落速度v的二次方成正比,即f=kSv2,其中k為比例常數(shù),且雨點(diǎn)最終都做勻速運(yùn)動(dòng)。球的體積公式為V=43r3r為半徑,假設(shè)兩個(gè)雨點(diǎn)的半徑之比為12,那么這兩個(gè)雨點(diǎn)的落地速度之比為A.12B.12C.14D.

8、18【解析】選A。當(dāng)雨點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),重力與阻力相等,即f=mg,故k×r2×v2=mg=×43r3g,即v2=4rg3k,由于兩個(gè)雨點(diǎn)的半徑之比為12,那么落地速度之比為12,選項(xiàng)A正確。2.如下圖,質(zhì)量不計(jì)的定滑輪通過(guò)輕繩掛在B點(diǎn),另一輕繩一端系一重物C,繞過(guò)滑輪后另一端固定在墻上A點(diǎn),現(xiàn)將B點(diǎn)向左或向右略微挪動(dòng)一小段間隔 ,假設(shè)挪動(dòng)過(guò)程中AO段繩始終保持程度,且不計(jì)一切摩擦,那么懸點(diǎn)B受繩子拉力F的情況是A.B點(diǎn)左移,F增大B.B點(diǎn)右移,F增大C.無(wú)論B點(diǎn)左移或右移,F都保持不變D.無(wú)論B點(diǎn)左移或右移,F都減小【解析】選C。滑輪受到斜拉輕繩的拉力大小始終

9、等于程度及豎直兩繩對(duì)它的合力,由于兩繩垂直,張力大小均為物體重力G,故滑輪受到輕繩的彈力大小始終為2 G,即懸點(diǎn)B受繩子拉力不變,應(yīng)選項(xiàng)C正確?？键c(diǎn)三動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題動(dòng)態(tài)平衡是指物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化,可以認(rèn)為任意時(shí)刻都處于平衡狀態(tài)。分析此類問(wèn)題時(shí),常用方法有:1.圖解法:對(duì)研究對(duì)象進(jìn)展分析,再根據(jù)平行四邊形定那么或三角形定那么畫(huà)出不同狀態(tài)下力的矢量圖畫(huà)在同一個(gè)圖中,然后根據(jù)有向線段表示力長(zhǎng)度的變化判斷各個(gè)力的變化情況。2.解析法:對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)展受力分析,建立平衡方程,求出因變參量與自變參量的一般函數(shù),然后根據(jù)自變參量的變化確定因變參量的變化?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.多項(xiàng)選擇2019·

10、全國(guó)卷如圖,柔軟輕繩ON的一端O固定,其中間某點(diǎn)M拴一重物,用手拉住繩的另一端N。初始時(shí),OM豎直且MN被拉直,OM與MN之間的夾角為 >2?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起,并保持夾角不變。在OM由豎直被拉到程度的過(guò)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【解析】選A、D。以重物為研究對(duì)象,它受三個(gè)力即重力mg 、繩OM段的拉力FO、 NM段的拉力FN的作用處于平衡狀態(tài)。考慮到力mg不變,FO與FN的夾角不變,當(dāng)FO由豎直向上變?yōu)槌潭认蜃髸r(shí),作出如下圖的力矢量圖,由圖可知:FN一直變大,FO先變大后減小。2.如下圖,用兩根等長(zhǎng)

11、輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn),制成一簡(jiǎn)易秋千。某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段,但仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)不變。木板靜止時(shí),F1表示木板所受合力的大小,F2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小,那么維修后A.F1不變,F2變大B.F1不變,F2變小C.F1變大,F2變大D.F1變小,F2變小【解析】選A。在輕繩被剪短前后,木板都處于靜止?fàn)顟B(tài),所以木板所受的合力都為零,即F1=0。因兩根輕繩等長(zhǎng),且懸掛點(diǎn)等高,故兩根輕繩對(duì)木板的拉力大小相等,均為F2。對(duì)木板進(jìn)展受力分析,如下圖,那么豎直方向列平衡方程:2F2cos=G,輕繩剪去一段后,增大,cos減小,故F2變大。故正確答案為A。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如下圖

12、,一豎直擋板固定在程度地面上,圖甲用一斜面將一質(zhì)量為M的光滑球頂起,圖乙用一14圓柱體將同一光滑球頂起;當(dāng)斜面或14圓柱體緩慢向右推動(dòng)的過(guò)程中,關(guān)于兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫?以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ疾蛔傿.兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ荚龃驝.圖甲中擋板所受的壓力不變,圖乙中擋板所受的壓力減小D.圖甲中擋板所受的壓力不變,圖乙中擋板所受的壓力先減小后增大【解析】選C。選球?yàn)檠芯繉?duì)象,圖甲中,球受重力、擋板的彈力、斜面的支持力,由于緩慢向右推動(dòng)的過(guò)程中,各力的方向不變,重力不變,所以擋板的彈力、斜面的支持力大小均不變,由牛頓第三定律知擋板所受壓力也不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;圖乙中球

13、受重力、擋板的彈力、14圓柱體的支持力,由于緩慢向右推動(dòng)的過(guò)程中,14圓柱體支持力與豎直方向的夾角減小示意圖如圖,擋板的彈力方向不變,重力不變,因此擋板的彈力減小,由牛頓第三定律知,擋板所受的壓力也減小,選項(xiàng)C正確,A、D錯(cuò)誤。2.如下圖,一小球在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮一切摩擦,假如把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)至程度位置,那么此過(guò)程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是A.F1先增大后減小,F2一直減小B.F1先減小后增大,F2一直減小C.F1和F2都一直減小D.F1和F2都一直增大【解析】選B。小球受力如圖甲所示,因擋板是緩慢挪動(dòng),所以小球處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),在挪動(dòng)過(guò)程中

14、,此三力重力G、斜面的支持力FN、擋板的彈力F組合成一矢量三角形的變化情況如圖乙所示重力大小方向均不變,斜面對(duì)其支持力方向始終不變,由圖可知此過(guò)程中斜面對(duì)小球的支持力不斷減小,擋板對(duì)小球彈力先減小后增大,再由牛頓第三定律知B對(duì)。【備選考點(diǎn)】平衡狀態(tài)下的臨界與極值問(wèn)題1.臨界問(wèn)題:1問(wèn)題界定:物體所處平衡狀態(tài)將要發(fā)生變化的狀態(tài)為臨界狀態(tài),涉及臨界狀態(tài)的問(wèn)題為臨界問(wèn)題。 2問(wèn)題特點(diǎn)。當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí),會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化。注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)或“恰好不出現(xiàn)的條件。3分析方法:根本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)某種情況成立,然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)進(jìn)展論證、求解。2.極值問(wèn)題:1問(wèn)題界定:物

15、體平衡的極值問(wèn)題,一般指在力的變化過(guò)程中涉及力的最大值和最小值的問(wèn)題。2分析方法。解析法:根據(jù)物體的平衡條件列出方程,在解方程時(shí),采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。圖解法:根據(jù)物體的平衡條件作出力的矢量圖,畫(huà)出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)展動(dòng)態(tài)分析,確定最大值或最小值。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.2019·德州高一檢測(cè)如下圖,物體C的重力G=10 N,AO繩與頂板間的夾角為=45°,BO繩程度,繩子不可伸長(zhǎng),求:1AO繩所受的拉力FAO和BO繩所受拉力FBO分別為多大?2假如繩AO和BO能承受的最大拉力都是20 N,逐漸增加C的重力,那么AO和BO哪根繩子先斷?為什么?【解析

16、】1豎直繩OC的拉力F=G=10 N,將其按作用效果分解,作出平行四邊形如下圖。由幾何關(guān)系得:FAO=FAO=Fsin=Gsin=10sin45°=102 N。FBO=FBO= Ftan=Gtan=10tan45°=10 N2由圖知FBO=FAOcos ,那么FBO=FAOcos ,故AO繩的拉力總大于BO繩的拉力,因此,當(dāng)C的重力逐漸增加時(shí)AO繩先斷。答案:1102 N10 N2AO繩先斷,理由見(jiàn)解析2.2019·濟(jì)寧高一檢測(cè)如下圖,一輕質(zhì)三角形框架B處懸掛一定滑輪質(zhì)量可忽略不計(jì)。一體重為500 N的人通過(guò)跨定滑輪的輕繩勻速提起一重為300 N的物體。1此時(shí)地面對(duì)人的支持力是多大?2斜桿BC、橫桿AB所受的力是多大?【解析】1先以人為研究對(duì)象,人受三個(gè)力作用,重力G、地面對(duì)人的支持力FN、繩子的拉力FT。由平衡方程可得:FN+FT=G,解得FN=200 N,即地面對(duì)人的支持力為200 N。2以B為研究對(duì)象,將繩子的拉力F分解為兩個(gè)力:一個(gè)分力是對(duì)AB桿的拉力,一個(gè)分力是對(duì)BC桿的壓力。F=2G=600 N,由題意及受力分析圖可知FAB=Ftan 30°=2003 NFBC=Fcos30=4003 N答案:1200 N24003 N2003 N3.如下圖,放在長(zhǎng)木板上的木塊質(zhì)量