2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：第四講 共點力的平衡-動態(tài)平衡模型

1、第四講共點力的平衡F2F1F3F2F1F2F1F3一、共點力：1.定義 : 物體受力在同一點或力作用線相交于一點。FfGN注意：在非共點力作用下物體有轉(zhuǎn)動趨勢或轉(zhuǎn)動，沒有轉(zhuǎn)動時可當(dāng)成共點力來處理。2.平衡條件 : F合=0 xy正交分解：Fx0，F(xiàn)y0.第四講共點力的平衡F2F1F3F2F1F2F1F3一、共點力：1.定義 : 物體受力在同一點或力作用線相交于一點。FfGN2.平衡條件 : F合=0正交分解：Fx0，F(xiàn)y0.合成:任意一力與其余力的合力等大反向共線。三個平衡力的作用線組成一個封閉三角形.F1F2單個物體的平衡問題合成法(三力平衡)CmgNkxN合成法物體受三個共點力的作用而平衡

2、，則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等，方向相反分解法物體受三個共點力的作用而平衡，將某一個力按作用效果分解，則其分力和其他兩個力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個或三個以上共點力的作用時，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件規(guī)律方法解決平衡問題的3種常用方法針對訓(xùn)練 1.某同學(xué)參加“筷子夾玻璃珠”游戲。如圖所示，夾起玻璃珠后，左側(cè)筷子與豎直方向的夾角為銳角，右側(cè)筷子豎直，且兩筷子始終在同一豎直平面內(nèi)。保持玻璃珠靜止，忽略筷子與玻璃珠間的摩擦。下列說法正確的是 ( )A兩側(cè)筷子對玻璃珠的合力比重力大B兩側(cè)筷子對玻璃珠的合力比重力小C左側(cè)筷子對玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重

3、力大D右側(cè)筷子對玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重力大mgN1N2N1CBMgFFMg600 多個物體的平衡問題典例(2020山東等級考)如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B，通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動摩擦因數(shù)均為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45時，物塊A、B剛好要滑動，則的值為( )CmgTNfmA:mgsin450+mgcos450=T正交分解(4力以上)整體: 提能點(二)多個物體的平衡問題典例(2020山東等級考)如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分

4、別為m和2m的物塊A、B，通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動摩擦因數(shù)均為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45時，物塊A、B剛好要滑動，則的值為( )C3mgTN/fm/A:mgsin450+mgcos450=T正交分解(4力以上)整體:T3mgsin450=3mgcos450+2T規(guī)律方法整體法和隔離法的選擇(1)當(dāng)分析相互作用的兩個或兩個以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時，宜用整體法。(2)在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體各部分)間的相互作用時，宜用隔離法。(3)整體法和隔離法不是獨立的，對一些較復(fù)雜問

5、題，通常需要多次選取研究對象，交替使用整體法和隔離法。B2mgT2T1T2450T1=2mgmgT3T1T3針對訓(xùn)練1.(2022青島模擬)如圖所示為僅靠摩擦力將25個網(wǎng)球壘成9層高的直立“小塔”。網(wǎng)球A位于“小塔”頂層，下面各層均有3個網(wǎng)球，網(wǎng)球B位于“小塔”的第6層，已知每個網(wǎng)球質(zhì)量均為m。下列說法正確的是( )D解決動態(tài)平衡問題的三種方法動態(tài)平衡指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)，在問題描述中常用“緩慢”等字眼。解決該類問題的總體思路是“化動為靜，靜中求動”。方法(一)解析法對研究對象進行受力分析，先畫出受力示意圖，再根據(jù)物體的平

6、衡條件，得到因變量與自變量的關(guān)系表達式(通常要用到三角函數(shù))，最后根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化。例1(2021湖南高考)質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點，B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C墻面對凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對凹槽的支持力先減小后增大mgNFmgF=mgsinN=mgcosC例1(2021湖南高考)質(zhì)量為M的凹槽靜止

7、在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點，B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C墻面對凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對凹槽的支持力先減小后增大mg+MgN2FN1F=mgsinCN1=(m+M)g-FsinN2=Fcos=mgsincos=(m+M)g-mgsin2例1(2021湖南高考)質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點

8、，B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C墻面對凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對凹槽的支持力先減小后增大mgNFmg1C232例1(2021湖南高考)質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點，B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩

9、擦均可忽略，下列說法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C墻面對凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對凹槽的支持力先減小后增大mgNFmgC3例1(2021湖南高考)質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點，B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對滑塊的支持力先減小后增大C墻面對凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對凹槽的支持力先減小后增大mgNFC第三講

10、共點力的平衡一、共點力：1.定義 : 物體受力在同一點或力作用線相交于一點。2.平衡條件 : F合=0二、動態(tài)平衡模型：1.解析法：F2F1F3拉密定理：高考真題:(多選)(2017全國卷21)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mgTMNTOM=0AD高考真題:(多選)(2017全國卷21)如圖，柔軟輕繩ON的一端

11、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mgTMNTOMAD第三講共點力的平衡一、共點力：1.定義 : 物體受力在同一點或力作用線相交于一點。2.平衡條件 : F合=0二、動態(tài)平衡模型：1.解析法：F2F1F3拉密定理：拉密定理：三力平衡的終極核武器2.圖解法：將三力畫到一個三角形中分析例2(多選)如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光

12、滑定滑輪。一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N，另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細繩與豎直方向成45。已知M始終保持靜止，則在此過程中( ) A水平拉力的大小可能保持不變BM所受細繩的拉力大小一定一直增加CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加DM所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加mgTFBDmgTNf例2(多選)如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N，另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細繩與豎直方向成45。已知M始終保持靜止，則在此過程中(

13、 ) A水平拉力的大小可能保持不變BM所受細繩的拉力大小一定一直增加CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加DM所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加mgTFT圖解法BD高考真題：2013年天津卷5如圖所示，小球用細繩系住，繩的另一端固定于O點?，F(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，細繩始終處于直線狀態(tài)，當(dāng)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以及繩對小球的拉力FT的變化情況是（ ）AFN保持不變，F(xiàn)T不斷增大BFN不斷增大，F(xiàn)T不斷減小CFN保持不變，F(xiàn)T先增大后減小DFN不斷增大，F(xiàn)T先減小后增大mgFTFNFTD第三講共點力的平衡一、共點力：1.定義

14、 : 物體受力在同一點或力作用線相交于一點。2.平衡條件 : F合=0二、動態(tài)平衡模型：1.解析法：F2F1F3拉密定理：2.圖解法：將三力畫到一個三角形中分析3.相似三角形法：幾何三角形與力三角形例3如圖所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值一定，桿的A端用鉸鏈固定，光滑輕小滑輪在A點正上方，B端吊一重物G，現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端，用拉力F將B端緩慢上拉，在AB桿達到豎直前(均未斷)，關(guān)于繩子的拉力F和桿受的彈力N的變化，判斷正確的是( )AF變大 BF變小CN變大 DN變小mgNFB不好判斷12例3如圖所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值一定，桿的A端用鉸鏈固定，光滑輕小滑輪在A點正上方，B端吊一重物G，現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端，用拉力F將B端緩慢上拉，在AB桿達到豎直前(均未斷)，關(guān)于繩子的拉力F和桿受的彈力N的變化，判斷正確的是( )AF變大 BF變小CN變大 DN變小mgNFmgBHLX變式：如圖所示，桿BC的B端用鉸鏈連接在豎直墻上，另一端C為一滑輪。重物上系一繩經(jīng)過滑輪固定于墻上的A點處，桿恰好平衡。若將繩的A端沿墻緩慢向下移(BC桿、滑輪、繩的質(zhì)量及摩擦均不計)，下列說法正確的是 ( )A繩的拉力增大，BC桿受繩的壓力增大B繩的拉力大小不變，BC桿受繩的壓力增大C繩的拉力大小不變，