1、专题一力与运动知识体系第1课时力与物体的平衡高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考题型1静态平衡问题高考题型2动态平衡问题高考题型3电学中的平衡问题专题强化练内容索引NEIRONGSUOYIN高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】假设法若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后分析若该力存在对物体运动状态的影响，从而来判断该力是否存在整体法和隔离法整体法：将加速度相同的几个相互关
2、联的物体作为一个整体进行受力分析隔离法：将所研究的对象从周围的物体中隔离出来，单独进行受力分析选用原则：研究系统外的物体对系统整体的作用力时用整体法；研究系统内物体之间的相互作用力时用隔离法.通常整体法和隔离法交替使用.1.受力分析的4种方法高考题型1静态平衡问题高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】转换研究对象法根据牛顿第三定律，例如动力学分析法根据牛顿第二定律，由加速度方向判定合力的方向，从而确定某一个力的方向例如：2.处理静态平衡问题的基本思路例1(2020全国17)如图1，悬挂甲物体的
3、细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连.甲、乙两物体质量相等.系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为和.若70，则等于A.45 B.55 C.60 D.70考题示例图图1解析取O点为研究对象，在三力的作用下O点处于平衡状态，对其受力分析如图所示，根据几何关系可得55，故选B.高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】例2用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图2所示.两斜面、固定在车上，倾角分别为
4、30和60.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面、压力的大小分别为F1、F2，则图图2高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】解析分析可知工件受力平衡，将工件受到的重力按照压紧斜面和的效果进行分解，如图所示，结合几何关系可知工件对斜面的压力大小为对斜面的压力大小为F2mgsin 30 mg，选项D正确，A、B、C错误.高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】例3(2020山东卷8
5、)如图3所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行.A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当木板与水平面的夹角为45时，物块A、B刚好要滑动，则的值为图图3高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】解析A、B刚好要滑动时受力平衡，受力分析如图所示.对A：FTmgsin 45mgcos 45对B：2mgsin 45FT3mgcos 45mgcos 45高考物理二轮专题复习课件
6、专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】1.(2020四川泸州市质量检测)如图4所示，三根不可伸长的轻绳一端共同系于O点，A端和B端分别固定在墙壁和地面上，某同学用水平方向的力拉绳OC，三绳绷紧后，OB绳竖直，OC绳水平，OA绳与竖直墙面夹角30.三根绳能承受的最大拉力均为300 N，为保证三根轻绳都不被拉断，则人对OC绳的水平拉力最大不能超过A.100 N B.150 NC.150 N D.300 N命题预测图图4123高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题
7、一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】解析对结点受力分析，如图所示，由边角关系可知OA绳中的拉力最大，由平衡条件得：则三根绳都不会被拉断，知FA300 N，解得：FC150 N，故选B.123高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】2.(2020山东兖州市3月网络模拟)如图5所示，竖直平面内固定的半圆弧轨道两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，不计所有摩擦，重力加速度为g，小球恰好静止在图示位置，下列说法正确的是A.轨道对轻环的
8、支持力大小为mgB.细线对M点的拉力大小为C.细线对轻环的作用力大小为D.N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30图图5123高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】高考物理二轮专题复习课件专题一时力与物体的平衡PPT【PPT实用课件】解析对圆环受力分析；因圆环两边绳子的拉力相等，可知两边绳子拉力与OA夹角相等，设为，由几何关系可知，OMAMAO，则390，30，细线对M点的拉力大小为FTmg，选项B错误；由几何关系可知，N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30，选项D正确.1233.(2020河北省高三二模)某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图6所示，已知球心
9、O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为m，筷子与竖直方向之间的夹角均为，筷子与小球表面间的动摩擦因数为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度为g.每根筷子对小球的压力至少为图图6123解析对小球受力分析如图所示，2Ffcos mg2FNsin FfFN1231.解决动态平衡问题的一般思路化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值.2.三力作用下动态平衡高考题型2动态平衡问题3.四力作用下动态平衡(1)在四力平衡中，如果有两个力为恒力，或这两个力的合力方向确定，为了简便可用这两个力的合力代替这两个力，转化为三力平衡，例如：如图7，qEmg，把挡板缓慢转至水平的过程中，可以
10、用重力与电场力的合力mgqE代替重力与电场力.图图7如图8，物体在拉力F作用下匀速运动，改变大小，求拉力的最小值，可以用支持力与摩擦力的合力F代替支持力与摩擦力.其中F与竖直方向的夹角，满足tan .图图8(2)对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法.例4(多选)如图9，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45.已知M始终保持静止，则在此过程中A.水平拉力的大小可能保持不变B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一
11、定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加考题示例图图9解析对N进行受力分析如图所示，因为N的重力与水平拉力F的合力和细绳的拉力FT是一对平衡力，从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增大，细绳的拉力也一直增大，选项A错误，B正确；M的质量与N的质量的大小关系不确定，设斜面倾角为，若mNgmMgsin，则M所受斜面的摩擦力大小会一直增大，若mNgmamc，选项B正确.7.(2020安徽蚌埠市高三月考)如图15所示，放在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电的小球A、B，A位于筒底靠在左侧壁处，B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止状态.若A的电荷量保持不变，B由于漏电而下降少许重新平衡，下
12、列说法中正确的是 A.小球A对筒底的压力变小B.小球B对筒壁的压力变大C.小球A、B间的库仑力变小D.筒壁对小球A的弹力变小命题预测78图图1578解析以整体为研究对象可知，圆筒底部对A球的支持力大小等于A、B两球的总重力，由牛顿第三定律可知A对筒底的压力大小也等于A、B两球的总重力，小球A对筒底的压力不变，故A错误；对B球受力分析如图所示根据平衡条件有FNmgtan 球B由于漏电而下降少许重新平衡，角变大，因此筒壁给球B的支持力FNmgtan 增大，78根据牛顿第三定律可知B球对筒壁的压力变大，故B正确；小球A、B间的库仑力为角变大，cos 变小，库仑力F变大，故C错误；以AB两球整体为研究
13、对象，筒壁对B的弹力等于筒壁对A的弹力，所以筒壁对A的弹力增大，故D错误.8.(2020山西吕梁市期末)如图16所示，在磁感应强度B1.0 T、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成37角的导电滑轨，滑轨上垂直放置着一个可自由移动的金属杆.已知接在滑轨中的电源电动势E16 V，内阻r1.ab杆长L0.5 m，质量m0.2 kg，杆与滑轨间的动摩擦因数0.5，滑轨与ab杆的电阻忽略不计.求要使杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图图1678答案1 R21 解析分别画出ab杆在恰
14、好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示.78当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示.由平衡条件得：沿滑轨方向：mgsin Ff1F安1cos，垂直滑轨方向：FN1mgcos F安1sin，解得：R121 78当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示，由平衡条件得：沿滑轨方向：mgsin Ff2F安2cos 垂直滑轨方向：FN2mgcos F安2sin 解得R21；所以，要使杆在滑轨上保持静止，R的阻值的取值范围是1 R21.1.(多选)(2020哈尔滨师大附中联考)如图1所示为形状相同的两个劈形物体，它们之间的接触面光滑，两物体与水平地面的接触面均粗糙，现对A施加水平向右的力F，两物体均保持
15、静止，则物体B的受力个数可能是A.2个 B.3个C.4个 D.5个保分基础练123456789 1011121314图图1专题强化练15解析对A受力分析可知，当F小于或等于A所受的最大静摩擦力时，A、B之间没有弹力，当F大于A所受的最大静摩擦力时，则A、B之间有弹力.当A对B没有弹力时，B受到重力和地面的支持力2个力；当A对B有弹力时，B还受到重力、地面的支持力与摩擦力，共4个力，故A、C正确，B、D错误.123456789 1011121314 152.(2020福建莆田市检测)如图2，某同学将一足球静止摆放在收纳架上.他估测得足球的直径约为20 cm，质量约为0.48 kg，收纳架两根平行
16、等高的横杆之间的距离d约为12 cm.忽略足球的形变以及球与横杆之间的摩擦，重力加速度g取10 m/s2，则可估算出一根横杆对足球的弹力约为A.2.4 N B.3.0 N C.4.0 N D.4.8 N123456789 1011121314图图215123456789 10111213解析对足球受力分析如图所示，设每根横杆对足球的弹力方向与竖直方向夹角为，由几何关系可知14对足球，竖直方向有2FNcos mg解得FN3.0 N故选B.153.(2020广东茂名市测试)如图3所示，质量分别为3m和m的两个可视为质点的小球a、b，中间用一细线连接，并通过另一细线将小球a与天花板上的O点相连，为使
17、小球a和小球b均处于静止状态，且Oa细线向右偏离竖直方向的夹角恒为37，需要对小球b朝某一方向施加一拉力F.若已知sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小为g，则当F的大小达到最小时，Oa细线对小球a的拉力大小为A.2.4mg B.3mgC.3.2mg D.4mg123456789 10111213图图314 15解析以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力作出F在三个方向时整体的受力图如图所示，根据平衡条件得F与FT的合力与总重力总是大小相等、方向相反的，由力的合成图可知当F与绳子Oa垂直时F有最小值，即图中2位置，123456789 1011121314此时Oa细线对小球a的
18、拉力大小为FT4mgcos 373.2mg，故C正确，A、B、D错误.154.(2020天津高三一模)如图4所示，两个可视为质点的小球A、B通过固定在O点的光滑滑轮用轻绳相连，小球A置于光滑半圆柱上，小球B用水平轻绳拉着，水平轻绳另一端系于竖直板上，两球均处于静止状态.已知O点在半圆柱横截面圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30角、其长度与半圆柱横截面的半径相等，OB与竖直方向成60角，则123456789 1011121314A.轻绳对球A的拉力与球A所受弹力的合力大小相等B.轻绳对球A的拉力与半圆柱对球A的弹力大小不相等C.轻绳AOB对球A的拉力与对球B的拉力大小之比为D.球A与球B的质量
19、之比为2 1图图415解析设轻绳中拉力为FT，对球A受力分析如图所示，所受弹力的合力为绳对A的拉力和半圆柱对球A的弹力的合力，与重力等大反向，大于FT，故A错误；对球A受力分析可得FTsin 30FNsin 30，FTcos 30FNcos 30mAg轻绳对A的拉力与对球B的拉力都等于FT，故C错误；对球B有：FTcos 60mBg，则FT2mBg123456789 1011121314 155.(多选)(2020北京市十一学校高三月考)如图5所示，木块在垂直于倾斜天花板方向的推力 F 作用下处于静止状态，下列判断正确的是A.天花板与木块间的弹力可能为零B.天花板对木块的摩擦力一定不为零C.逐
20、渐增大 F，木块将始终保持静止状态D.逐渐增大 F，木块受到天花板的摩擦力也随之增大123456789 1011121314图图515对木块受力分析如图所示.根据平衡条件得FFNGcos，FfGsin，当逐渐增大F的过程，FN增大，最大静摩擦力增大，而木块受到的静摩擦力Ff不变，木块将始终保持静止，故C正确，D错误.123456789 1011121314解析木块在重力作用下，有沿天花板下滑的趋势，一定受到静摩擦力，则天花板对木块一定有弹力，故A错误，B正确；156.如图6所示，用三根轻绳将A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接.然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处
21、于伸直状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态.已知三根轻绳的长度之比为OAABOB345，两球质量关系为mA2mB2m，则下列说法正确的是123456789 1011121314图图615123456789 1011121314解析对球B受力分析，受到重力、OB的拉力，二力方向相反，假设AB绳子有拉力，则拉力的方向一定沿着绳子由B指向A的，球B会偏离竖直方向，与题设矛盾，故AB绳子的拉力为零，故OB绳子的拉力等于球B的重力，大小为mg，故A、D错误；对球A受力分析，受拉力F、重力2mg和AO绳子的拉力FT，157.(2020山东省普通高中学业水平等级模拟考试)如图7所示，有10块完
22、全相同的长方体木板叠放在一起，每块木板的质量为100 g，用手掌在这叠木板的两侧同时施加大小为F的水平压力，使木板悬空水平静止.若手与木板之间的动摩擦因数为0.5，木板与木板之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，则F至少为A.25 N B.20 NC.15 N D.10 N123456789 1011121314图图715123456789 10111213解析先将所有的木板看成一个整体，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有：21F10mg再以除最外侧两块板(中间8块板)为研究对象，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有：22FN8mg，且FNF联立解得F
23、20 N，选项B正确，A、C、D错误.14 158.(多选)如图8，柱体A的横截面是圆心角为 的扇形面，其弧形表面光滑，而与地面接触的下表面粗糙.在光滑竖直墙壁与柱体之间放置一质量为m的球体，系统处于平衡状态.若使柱体向左移动稍许，系统仍处于平衡状态，则A.球对墙的压力增大B.柱体与球之间的作用力增大C.柱体所受的摩擦力减小D.柱体对地面的压力减小123456789 10111213图图81415解析先对球受力分析，球受重力、柱体A对球的支持力FN1和墙壁对球的支持力FN2，如图甲所示，123456789 1011121314再对整体受力分析，受重力、地面支持力FN、墙壁对其向左的支持力FN2
24、和地面对其向右的摩擦力Ff，如图乙所示，根据共点力平衡条件，有：FfFN2，FN(Mm)g，故有：Ffmgtan，若使柱体向左移动稍许，系统仍处于平衡状态，变大，15123456789 1011121314故Ff变大，FN2变大，FN不变，根据牛顿第三定律可知柱体对地面的压力不变，FN1变大，根据牛顿第三定律可知球对墙的压力增大，故选项A、B正确，C、D错误.15123456789 10111213149.(2020陕西渭南市富平县高三期末)粗细均匀的导体棒ab悬挂在两根相同的轻质弹簧下，ab恰好在水平位置，如图9所示.已知ab的质量m2 g，ab的长度L20 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强
25、磁场的磁感应强度B0.1 T，电池的电动势为12 V，电路总电阻为12.当开关闭合时A.导体棒ab所受的安培力方向竖直向上B.能使两根弹簧恰好处于自然状态C.导体棒ab所受的安培力大小为0.02 ND.若系统重新平衡后，两弹簧的伸长量均与闭合开关前相比改变了0.5 cm，则弹簧的劲度系数为5 N/m图图915123456789 1011121314解析当开关闭合时，由左手定则可知，导体棒ab所受的安培力方向竖直向下，弹簧处于拉伸状态，选项A、B错误；则ab所受的安培力大小为F安BIL0.110.2 N0.02 N，选项C正确；选项D错误.15123456789 101112131410.(20
26、20内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区高考模拟)吊兰是常养的盆栽植物之一，如图10所示是悬挂的吊兰盆栽，四条等长的轻绳与竖直方向夹角均为30，花盆总质量为2 kg，取g10 m/s2，则每根绳的弹力大小为A.5 N B.N C.10 N D.20 N图图10争分提能练15123456789 1011121314解析根据对称性可知，每根绳的拉力大小相等，设每根绳的拉力大小为F.在竖直方向，由平衡条件得：4Fcos 30mg，15123456789 101112131411.(多选)(2020百校联盟必刷卷三)如图11所示，光滑圆环固定在竖直面内，一个小球套在环上，用穿过圆环顶端光滑小孔的细线连接，现用水平
27、力F拉细线，使小球缓慢沿圆环向上运动，此过程中圆环对小球的弹力大小为FN，则在运动过程中A.F增大 B.F减小C.FN不变 D.FN增大图图1115123456789 1011121314解析小球沿圆环缓慢上移，对小球进行受力分析，小球受重力G、F、FN三个力，满足受力平衡.作出受力分析图如图所示；由图可知OABGFNF，即：小球沿圆环缓慢上移时，半径不变，重力G不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，故选B、C.1512.如图12，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑.已知A与B间的动摩擦因数为1，A与地面间的动摩擦因数为
28、2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A与B的质量之比为123456789 1011121314图图1215123456789 1011121314解析对滑块A、B整体在水平方向上有F2(mAmB)g，对滑块B在竖直方向上有1FmBg，15123456789 101112131413.(多选)(2020广东肇庆市第二次统考)如图13所示，斜面体置于粗糙水平地面上，斜面体上方水平固定一根光滑直杆，直杆上套有一个滑块.滑块连接一根细线，细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球.最初斜面体与小球都保持静止，现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A点，如果整个过程斜面体保持静止，小球未滑离斜面，滑块滑
29、动到A点时细线恰好平行于斜面，则下列说法正确的是A.斜面对小球的支持力逐渐减小B.细线对小球的拉力逐渐减小C.滑块受到的水平向右的外力逐渐增大D.水平地面对斜面体的支持力逐渐减小图图1315123456789 1011121314解析以小球为研究对象，利用图解法可知，斜面对小球的支持力逐渐增大，细线对小球的拉力减小，故选项A错误，B正确；以滑块为研究对象，水平拉力F等于细线拉力的水平分力，细线拉力的水平分力逐渐增大，故水平力F逐渐增大，选项C正确；以斜面体为研究对象，由于斜面与小球间弹力逐渐增大，斜面受到的压力也逐渐增大，故水平地面对斜面体的支持力逐渐增大，选项D错误.15123456789
30、101112131414.(多选)如图14所示装置，两根细绳拴住一小球，保持两细绳间的夹角120不变，若把整个装置在纸面内顺时针缓慢转过90，则在转动过程中，CA绳的拉力F1、CB绳的拉力F2的大小变化情况是A.F1先变小后变大B.F1先变大后变小C.F2一直变小D.F2最终变为零图图1415123456789 1011121314解析画小球的受力分析图，构建力的三角形，由于这个三角形中重力不变，另两个力间的夹角(180)保持不变，这类似于圆周角与对应弦长的关系，作初始三角形的外接圆(任意两边的中垂线交点即外接圆圆心)，然后让另两个力的交点在圆周上按F1、F2的方向变化规律滑动，力的三角形的外
31、接圆正好是以初态时的F2为直径的圆周，知F1先变大后变小，F2一直变小，最终CA沿竖直方向，此时F1mg，F2变为零，B、C、D正确，A错误.1515.(多选)(2020湖北荆州市高三上学期质量检测)如图15所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个物体，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆，OA为橡皮筋的自然长度.已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平地面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力，下列说法正确的是A.物体所受水平地面的摩擦力保持不变B.物体所受水平地面的支持力变小C.水平拉力F逐渐增大D.物体所受的合力逐渐增大123456789 1011121314图图1515解析设开始时A离物体上表面的高度为L，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为，123456789 1011121314其竖直向上的分力：FyFTcos kL，故物体所受水平地面的支持力大小为FNmgkL，所以物体所受水平地面的支持力保持不变；又因为FfFN，所以物体所受水平地面的摩擦力也保持不变，故A正确，B错误；15123456789 1011121314水平拉力FFfFTsin FfkLtan，随着的增大，水平拉力F逐渐增大，故C正确；物体始终处于平衡状态，其所受合力始终为零，故D错误.15本课结束
