2019屆高考物理專(zhuān)題四共點(diǎn)力的平衡精準(zhǔn)培優(yōu)專(zhuān)練

最新中小學(xué)教案、試題、試卷培優(yōu)點(diǎn)四共點(diǎn)力的平衡一一、考點(diǎn)分析.從歷年命題看，對(duì)共點(diǎn)力平衡的考查，常以選擇題的形式出現(xiàn)，以物體的平衡狀態(tài)為背景，考查整體與隔離法、受力分析、正交分解與共點(diǎn)力平衡，同時(shí)對(duì)平衡問(wèn)題的分析在后面的計(jì)算題中往往也有所涉及。.解決平衡問(wèn)題常用方法：⑴靜態(tài)平衡：三力平衡一般用合成法，合成后力的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成三角形問(wèn)題；多力平衡一般用正交分解法；遇到多個(gè)有相互作用的物體時(shí)一般先整體后隔離。⑵動(dòng)態(tài)平衡：三力動(dòng)態(tài)平衡常用圖解法、相似三角形法等，多力動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題常用解析法，涉及到摩擦力的時(shí)候要注意靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的轉(zhuǎn)換。二二、考題再現(xiàn)典例1.(2017?全國(guó)I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a[a＞，^?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角a不變。在OM由豎直被拉到水平的過(guò)程中()MN上的張力逐漸增大MN上的張力先增大后減小OM上的張力逐漸增大OM上的張力先增大后減小【解析】方法一設(shè)重物的質(zhì)量為m,繩OM中的張力為繩MN中的張力為%。開(kāi)始時(shí)，TOM=mg,%=0。由于緩慢拉起，則重物一直處于平衡狀態(tài)，兩繩張力的合力與重物的重力mg等大、反向。如圖所示，已知角a不變，在繩MN緩慢拉起的過(guò)程中，角S逐漸增TOC\o"1-5"\h\z大，則角(a—B)逐漸減小，但角0不變，在三角形中，利用正弦定T mg理得：一一J自=—V,(a—B)由鈍角變?yōu)殇J角，則T”先增sina—psin0 OM T mg .n..大后減小，選項(xiàng)D正確；同理知「V=—耳，在p由0變?yōu)樾〉膕inpsin0 2最新中小學(xué)教案、試題、試卷

最新中小學(xué)教案、試題、試卷過(guò)程中，TMN一直增大，選項(xiàng)A正確。方法二（此解法要求考生能夠根據(jù)重物所受的兩個(gè)拉力的夾角大小不變、合力不變這一特點(diǎn)聯(lián)想到圓周上弦長(zhǎng)恒定時(shí)所對(duì)的圓周角不變這一數(shù)學(xué)規(guī)律，從而作出力的三角形）以重物為研究對(duì)象，受重力mg，OM繩上拉力F2，MN上拉力F1，由題意知，三個(gè)力合力始終為零，矢量三角形如圖所示，F(xiàn)1、%的夾角為（n-a）不變，在F2轉(zhuǎn)至水平的過(guò)程中，MN上的張力F1逐漸增大，OM上的張力F2先增大后減小，所以A、D正確，B、C錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼D典例2.（2016?全國(guó)I卷T9）如圖，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩00,懸掛于O點(diǎn)；另一細(xì)繩跨過(guò)滑輪，其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b,物塊b仍始終保持靜止，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F方向不變，大小在一定范圍內(nèi)變化，則（）物塊b仍始終保持靜止，A.繩OO’的張力也在一定范圍內(nèi)變化B.物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C.連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D.物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化【解析】由于物體a、b均保持靜止，各繩角度保持不變，對(duì)a受力分析得，繩的拉力T=mg,所以物體a受到繩的拉力保持不a變。由滑輪性質(zhì)，滑輪兩側(cè)繩的拉力相等，所以b受到繩的拉力大小、方向均保持不變，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；a、b受到繩的拉力大小、方向均不變，所以O(shè)O’的張力不變，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)b進(jìn)行受力分析，如圖所示。由平衡條件得：TcosB+f=Fcosa,Fsina+FN+Tsinp=mbg。其中T和mbg始終不變，當(dāng)F大小在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，支持力在一定范圍內(nèi)變化，B選項(xiàng)正確；摩擦力也在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，D選項(xiàng)正確。【答案】BD三三、對(duì)點(diǎn)速練最新中小學(xué)教案、試題、試卷

最新中小學(xué)教案、試題、試卷1.如圖所示，一只半徑為R的半球形碗倒扣在水平桌面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。一質(zhì)量為m的4螞蟻（未畫(huà)出）在離桌面高度為-R時(shí)恰能停在碗上，則螞蟻受到的最大靜摩擦力大小為50.6mg0.8mg0.4mg0.75mg0.6mg0.8mg0.4mg0.75mg【答案】A【解析】螞蟻受重力、支持力和最大靜摩擦力，根據(jù)平衡條件有F【答案】A【解析】螞蟻受重力、支持力和最大靜摩擦力，根據(jù)平衡條件有Fm=mgsinQ，而cosQ=0.8,所以Fm=〃mgcosQ=0.6mg,故A正確。2.如圖所示，三根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn)，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2L,現(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點(diǎn)上可施加力的最小值為（）A.mg-.;13:-mg

31加力的最小值為（）A.mg-.;13:-mg

31-mg乙1-mg【答案】C【解析】由題圖可知，要使CD水平，各繩均應(yīng)繃緊，則AC與水平方向的夾角為60°；結(jié)點(diǎn)C受力平衡，受力分析如圖所示，則CD繩的拉力F=mgtan30°=+mg；D點(diǎn)受繩子拉力大小等于F，方向向左;T 3 T要使CD水平，D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零，則繩子對(duì)D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的’及另一分力?由幾何關(guān)系可知，當(dāng)力F2與BD垂直時(shí)，％最小，而F2的大小即為拉力的大小，故最小力F=FTsin60°=58。故C正確。33.（多選）如圖所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上，小球B用水平輕彈簧拉著系于豎直板上，兩小球A、B通過(guò)光滑滑輪O用輕質(zhì)細(xì)線相連，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知B球質(zhì)量為m,O點(diǎn)在半圓柱體圓心01的正上方，OA與豎直方向成30°角，OA長(zhǎng)度與半圓柱體半徑相等，OB與豎直方向成45°角，則下列敘述正確的是（）3人.小球A、B受至"的拉力FTOA與Ftob相等，且FTOA=FTOB=mg最新中小學(xué)教案、試題、試卷

最新中小學(xué)教案、試題、試卷B.彈簧彈力大小為mgC.A球質(zhì)量為mA=46mD.光滑半圓柱體對(duì)A球支持力的大小為mg【答案】BC【解析】對(duì)B受力分析可知：細(xì)線的拉力Fn= mg.o=%；5mg,則F。=FnR='/2mg,選項(xiàng)TOBCOS45 TOAtobaA錯(cuò)誤；彈簧彈力大小F=mgtan45°=mg,選項(xiàng)B正確；對(duì)A球受力分析可知：mAg=2FT0Acos30°,解得mA=mm,選項(xiàng)C正確；光滑半圓柱體對(duì)A球支持力的大小為'=*0A=/mg,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。.如圖所示，傾角為a的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物體a放在斜面上，輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體a上，另一端繞過(guò)光滑的滑輪固定在c點(diǎn)，滑輪2下懸掛物體b,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將固定點(diǎn)c向右移動(dòng)少許，而a與斜劈始終靜止，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.斜劈對(duì)物體a的摩擦力一定減小 B.斜劈對(duì)地面的壓力一定不變C.細(xì)線對(duì)物體a的拉力一定增大 D.地面對(duì)斜劈的摩擦力一定增大【答案】A.（多選）如圖所示，兩個(gè)相同的固定斜面上分別放有一個(gè)處于靜止的三角形木塊A、B,它們的質(zhì)量相等。A木塊左側(cè)面沿豎直方向，B木塊左側(cè)面垂直于斜面，在兩斜面上分別放上一個(gè)相同的光滑球后，木塊仍保持靜止，則放上球后（）A木塊受到的摩擦力等于B木塊受到的摩擦力A木塊受到的摩擦力小于B木塊受到的摩擦力A木塊對(duì)斜面的壓力等于B木塊對(duì)斜面的壓力A木塊對(duì)斜面的壓力小于B木塊對(duì)斜面的壓力【答案】AD【解析】設(shè)小球的質(zhì)量為m,A、B的質(zhì)量為M,斜面的傾角為a。以小球與A整體為研究對(duì)象，由平衡條件可得：A木塊受到的摩擦力fA=（M+m）gsina，同理，以小球與B整體為研究對(duì)象，得到B木塊受到的摩擦力fB=（M+m）?gsina，則/=%,故A正確，B錯(cuò)誤。以A為研究對(duì)象，分析受力，如圖所示，由平衡條件得：斜面對(duì)A的支持力NA=Mgcosa—N1sin最新中小學(xué)教案、試題、試卷

最新中小學(xué)教案、試題、試卷a，以B為研究對(duì)象，分析受力，由平衡條件得：斜面對(duì)B的支持力NB=Mgcosa，則得Na<Nb。由牛頓第三定律可知，A木塊對(duì)斜面的壓力小于B木塊對(duì)斜面的壓力，故C錯(cuò)誤、D正確。6.如圖所示，傾角e=30°的斜面體A靜止在水平地面上，一根輕繩跨過(guò)斜面體頂端的小滑輪，繩兩端系有質(zhì)量均為m的小物塊a、b,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)給物塊b施加一個(gè)水平向右的力F,使b緩慢移動(dòng)直到輕繩與豎直方向成30°角（不計(jì)繩與滑輪間的摩擦），對(duì)此過(guò)程說(shuō)法正確的是（）A.b受到繩的拉力先增大再減小B.小物塊a受到的摩擦力先增大再減小C.水平拉力F逐漸增大D.小物塊a一定沿斜面緩慢上移【答案】C【解析】b受力平衡，對(duì)b受力分析，如圖甲所示。設(shè)繩與豎直方向的夾角為a,b緩慢移動(dòng)直到與豎直方向成30°角的過(guò)程中，a變大，根據(jù)平行四邊形定則可知，T逐漸增大，F(xiàn)逐漸增大，故A錯(cuò)誤，C正確；對(duì)a受力分析，如圖乙所示。剛開(kāi)始T=mg,a處于靜止?fàn)顟B(tài)，則f=T一mgsin30°=|mg,方向向下，T增大時(shí)，f增大，摩擦力增大，由于不知道最大靜摩擦力的具體值，所以不能判斷a是否會(huì)滑動(dòng)，故B、D錯(cuò)誤。.一鐵球通過(guò)3段輕繩OA、OB、OC懸掛在天花板上的A點(diǎn)，輕繩OC拴接在輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)上。第一次，保持結(jié)點(diǎn)O位置不變，某