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

1、第四講共點(diǎn)力的平衡F2F1F3F2F1F2F1F3一、共點(diǎn)力：1.定義 : 物體受力在同一點(diǎn)或力作用線相交于一點(diǎn)。FfGN注意：在非共點(diǎn)力作用下物體有轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)或轉(zhuǎn)動(dòng)，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可當(dāng)成共點(diǎn)力來(lái)處理。2.平衡條件 : F合=0 xy正交分解：Fx0，F(xiàn)y0.第四講共點(diǎn)力的平衡F2F1F3F2F1F2F1F3一、共點(diǎn)力：1.定義 : 物體受力在同一點(diǎn)或力作用線相交于一點(diǎn)。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(gè)平衡力的作用線組成一個(gè)封閉三角形.F1F2單個(gè)物體的平衡問(wèn)題合成法(三力平衡)CmgNkxN合成法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡

2、，則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等，方向相反分解法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個(gè)力按作用效果分解，則其分力和其他兩個(gè)力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個(gè)或三個(gè)以上共點(diǎn)力的作用時(shí)，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(wèn)題的3種常用方法針對(duì)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(shuō)法正確的是 ( )A兩側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的合力比重力大B兩側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的合力比重力小C左側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重

3、力大D右側(cè)筷子對(duì)玻璃珠的彈力一定比玻璃珠的重力大mgN1N2N1CBMgFFMg600 多個(gè)物體的平衡問(wèn)題典例(2020山東等級(jí)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(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)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(dòng)摩擦因數(shù)均為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45時(shí)，物塊A、B剛好要滑動(dòng)，則的值為( )CmgTNfmA:mgsin450+mgcos450=T正交分解(4力以上)整體: 提能點(diǎn)(二)多個(gè)物體的平衡問(wèn)題典例(2020山東等級(jí)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(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)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(dòng)摩擦因數(shù)均為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45時(shí)，物塊A、B剛好要滑動(dòng)，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(gè)或兩個(gè)以上物體整體的受力情況及分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí)，宜用整體法。(2)在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體各部分)間的相互作用時(shí)，宜用隔離法。(3)整體法和隔離法不是獨(dú)立的，對(duì)一些較復(fù)雜問(wèn)

5、題，通常需要多次選取研究對(duì)象，交替使用整體法和隔離法。B2mgT2T1T2450T1=2mgmgT3T1T3針對(duì)訓(xùn)練1.(2022青島模擬)如圖所示為僅靠摩擦力將25個(gè)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(gè)網(wǎng)球，網(wǎng)球B位于“小塔”的第6層，已知每個(gè)網(wǎng)球質(zhì)量均為m。下列說(shuō)法正確的是( )D解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的三種方法動(dòng)態(tài)平衡指通過(guò)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(gè)過(guò)程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)，在問(wèn)題描述中常用“緩慢”等字眼。解決該類問(wèn)題的總體思路是“化動(dòng)為靜，靜中求動(dòng)”。方法(一)解析法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，先畫(huà)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(dá)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(diǎn)，B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。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(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng)，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過(guò)程中所有摩擦均可忽略，下列說(shuō)法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大C墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對(duì)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(diǎn)，B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。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(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng)，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過(guò)程中所有摩擦均可忽略，下列說(shuō)法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大C墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對(duì)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(diǎn)

8、，B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。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(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng)，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過(guò)程中所有摩擦均可忽略，下列說(shuō)法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大C墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對(duì)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(diǎn)，B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。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(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng)，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過(guò)程中所有摩

9、擦均可忽略，下列說(shuō)法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大C墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對(duì)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(diǎn)，B為半圓水平直徑的端點(diǎn)。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(dòng)小滑塊由A點(diǎn)向B點(diǎn)緩慢移動(dòng)，力F的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過(guò)程中所有摩擦均可忽略，下列說(shuō)法正確的是( )A推力F先增大后減小B凹槽對(duì)滑塊的支持力先減小后增大C墻面對(duì)凹槽的壓力先增大后減小D水平地面對(duì)凹槽的支持力先減小后增大mgNFC第三講

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

11、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( ).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(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mgTMNTOMAD第三講共點(diǎn)力的平衡一、共點(diǎn)力：1.定義 : 物體受力在同一點(diǎn)或力作用線相交于一點(diǎn)。2.平衡條件 : F合=0二、動(dòng)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(huà)到一個(gè)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(xì)繩跨過(guò)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(dòng)N，直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45。已知M始終保持靜止，則在此過(guò)程中( ) A水平拉力的大小可能保持不變BM所受細(xì)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(xì)繩跨過(guò)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(dòng)N，直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45。已知M始終保持靜止，則在此過(guò)程中(

13、 ) A水平拉力的大小可能保持不變BM所受細(xì)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(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點(diǎn)。現(xiàn)用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體，小球在斜面上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，細(xì)繩始終處于直線狀態(tài)，當(dāng)小球升到接近斜面頂端時(shí)細(xì)繩接近水平，此過(guò)程中斜面對(duì)小球的支持力FN以及繩對(duì)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(diǎn)力的平衡一、共點(diǎn)力：1.定義

14、 : 物體受力在同一點(diǎn)或力作用線相交于一點(diǎn)。2.平衡條件 : F合=0二、動(dòng)態(tài)平衡模型：1.解析法：F2F1F3拉密定理：2.圖解法：將三力畫(huà)到一個(gè)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(diǎn)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(dá)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(diǎn)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(dá)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(guò)滑輪固定于墻上的A點(diǎn)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(jì))，下列說(shuō)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，