1、专题一 力与运动 考情分析备考定向 命题热点 考题统计 命题规律 第 1讲 力与物体的平衡 热点一 物体的受力分析及静态平衡 2016卷,19;2016卷,17;2017卷,17 近几年高考命题点主要有:匀变速直线运动规律及其公式、图象。力的合成与分解、共点力的平衡。牛顿运动定律与匀变速直线运动规律及其公式、图象的综合。牛顿运动定律、力的合成与分解、抛体运动和圆周运动的综合。万有引力定律及其应用。主要以选择题的形式出现。近几年对万有引力、宇宙速度的直接考查不是很多,但作为高中物理的基础性内容,备考时应予以重视。热点二 共点力作用下物体的动态平衡 2016卷,14;2017卷,21 热点三 在电
2、场力、磁场力作用下的平衡 2015卷,24 命题热点 考题统计 命题规律 第 2讲 力与物体的直线运动 热点一 连接体的求解方法 2015卷,20 近几年高考命题点主要有:匀变速直线运动规律及其公式、图象。力的合成与分解、共点力的平衡。牛顿运动定律与匀变速直线运动规律及其公式、图象的综合。牛顿运动定律、力的合成与分解、抛体运动和圆周运动的综合。万有引力定律及其应用。主要以选择题的形式出现。近几年对万有引力、宇宙速度的直接考查不是很多,但作为高中物理的基础性内容,备考时应予以重视。热点二 匀变速直线运动的规律及应用 2011 卷,15;2011卷,24;2014卷,14;2015卷,20;201
3、6卷,21 热点三 牛顿运动定律与运动学的综合应用 2013卷,19;2015卷,20;2015卷,25;2015卷,25;2016卷,18;2017卷,24 命题热点 考题统计 命题规律 第 3讲 力与物体的曲线运动 热点一 运动的合成与分解 2011 卷,20;2015卷,24 近几年高考命题点主要有:匀变速直线运动规律及其公式、图象。力的合成与分解、共点力的平衡。牛顿运动定律与匀变速直线运动规律及其公式、图象的综合。牛顿运动定律、力的合成与分解、抛体运动和圆周运动的综合。万有引力定律及其应用。主要以选择题的形式出现。近几年对万有引力、宇宙速度的直接考查不是很多,但作为高中物理的基础性内容
4、,备考时应予以重视。热点二 平抛(类平抛)运动的规律 2012 卷,15;2015卷,18;2017卷,15 热点三 圆周运动问题 2014卷,20;2017卷,14 命题热点 考题统计 命题规律 第 4讲 万有引力与航天 热点一 天体运动问题 2011 卷,19;2014卷,19;2015卷,21;2016卷,17;2017卷,19 近几年高考命题点主要有:匀变速直线运动规律及其公式、图象。力的合成与分解、共点力的平衡。牛顿运动定律与匀变速直线运动规律及其公式、图象的综合。牛顿运动定律、力的合成与分解、抛体运动和圆周运动的综合。万有引力定律及其应用。主要以选择题的形式出现。近几年对万有引力、
5、宇宙速度的直接考查不是很多,但作为高中物理的基础性内容,备考时应予以重视。热点二 中心天体质量和密度的估算 2014卷,18 热点三 航天器的运行及变轨问题 2013卷,20;2015卷,16;2017卷,14 第1讲 力与物体的平衡 核心梳理-7-知识脉络梳理 规律方法导引 核心梳理-8-知识脉络梳理 规律方法导引 1.知识规律(1)受力分析四关键。选对象:首先要选定研究对象,将其从系统中隔离出来。定顺序:先分析场力,后分析接触力。明规律:只分析性质力,不分析效果力。找关系:两物体之间存在摩擦力,一定存在相互作用的弹力。(2)物体受力平衡三要点。平衡状态:物体静止或匀速直线运动。平衡条件:F
6、合=0或Fx=0,Fy=0。平衡关系:物体受到的任一个力都和其余力的合力等大反向。核心梳理-9-知识脉络梳理 规律方法导引 2.思想方法(1)物理思想:等效思想、分解思想。(2)物理方法:假设法、矢量三角形法、整体与隔离法、正交分解法、合成法、转换研究对象法。高频考点-10-命题热点一 命题热点二 命题热点三 物体的受力分析及静态平衡 常以选择题的形式考查整体与隔离法的应用,常考查涉及摩擦力的受力分析。例1如图所示,放在桌面上的A、B、C三个物块重均为100 N,小球P重20 N,作用于B的水平力F=20 N,整个系统静止,则()A.A和B之间的摩擦力是20 N B.B和C之间的摩擦力是20
7、N C.物块C受六个力作用 D.C与桌面间摩擦力为20 N B 高频考点-11-命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 结点受P的拉力及两绳子的拉力,如图所示,由几何关系可知,绳子对C的拉力F1=GP=20 N。对A、B、C整体受力分析,整体受重力和支持力以及两大小相等、方向相反的拉力,两拉力的合力为0,整体在水平方向没有运动的趋势,故C与桌面间的摩擦力为0,D项错误。对A用隔离法受力分析,根据平衡条件知水平方向不受外力,即A、B之间没有摩擦力,所以A项错误。对B用隔离法进行受力分析,根据平衡条件,B受C对它的摩擦力Ff=F=20 N,根据牛顿第三定律知B对C的摩擦力也等于20N,所以B项正
8、确。对C用隔离法受力分析,受重力、桌面的支持力、B对它的压力、B对它的摩擦力、绳子拉力共五个力的作用,所以C项错误。高频考点-12-命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 规律方法1.两物体间有摩擦力,一定有弹力。静摩擦力总与接触面平行,且与相对运动趋势方向相反。2.解题的关键是把研究对象从系统中隔离出来,注意整体与隔离法的运用,受力分析时要先分析场力后分析接触力。高频考点-13-命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练1如图所示,重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点。B放在粗糙的水平桌面上,O是三根线的结点,bO水平拉着B物体,aO、bO与cO夹角
9、如图所示。细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态。若悬挂小滑轮的细线OP的张力是20 N,则下列说法错误的是(g取10 m/s2)()A.重物A的质量为2 kg B.桌面对B物体的摩擦力为10 N C.重物C的质量为1 kg D.OP与竖直方向的夹角为60 3 3 D高频考点-14-命题热点一 命题热点二 命题热点三 共点力作用下物体的动态平衡 常以选择题形式考查物体所受某几个力的大小变化情况。例2如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转
10、到水平位置。不计摩擦,在此过程中()A.FN1始终减小,FN2始终增大 B.FN1始终减小,FN2始终减小 C.FN1先增大后减小,FN2始终减小 D.FN1先增大后减小,FN2先减小后增大 B高频考点-15-命题热点一 命题热点二 命题热点三 甲乙解析 对小球进行受力分析(图甲),重力大小方向始终不变,FN1方向不变,始终垂直墙面过小球球心向外;FN2则垂直木板过小球球心斜向上(此FN2指木板对小球的支持力,与题中的FN2为一对相互作用力,大小相等,方向相反)。由于在任意时刻,小球都可以看作受力平衡,则满足矢量三角形原则(图乙),mg大小、方向不变,FN1方向不变,角A在逐渐变小,则FN1逐
11、渐变小直至为0,FN2也在变小,直至木板水平时,FN2减小为mg。本题也可以利用力的合成求出FN1=mgtan,其中为FN2与竖直方向的夹角,木板缓慢下放的过程中,逐渐减小,可知FN1、FN2都减小。FN2=cos 高频考点-16-命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 高频考点-17-命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法分析动态平衡问题的三个常用方法 1.解析法:一般把力进行正交分解,两个方向上列平衡方程,写出所要分析的力与变化角度的关系,然后判断各力的变化趋势。2.图解法:能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征:一、物体一般受三个力作用;二、其中有一个大小、方向都不变的力
12、;三、还有一个方向不变的力。3.相似三角形法:物体一般受三个力作用而平衡,系统内一定总存在一个与矢量三角形相似的三角形,这种情况下采用相似三角形法解决问题简单快捷。高频考点-18-命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练2(多选)(2017全国卷)如图所示,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为()。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中()A.MN上的张力逐渐增大 B.MN上的张力先增大后减小 C.OM上的张力逐渐增大 D.OM上的张力先增大后减小 2 AD高频考点-19
13、-命题热点一 命题热点二 命题热点三 在电场力、磁场力作用下的平衡 常以选择题的形式考查导体棒受到的安培力,带电体受到的电场力、洛伦兹力。高频考点-20-命题热点一 命题热点二 命题热点三 例3(多选)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q=3.010-6 C 的正电荷。两线夹角为120,两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2;静电力常量k=9.0109Nm2/C2,A、B球可视为点电荷),则()A.支架对地面的压力大小
14、为2.0 N B.两线上的拉力大小F1=F2=1.9 N C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225 N,F2=1.0 N D.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866 N BC 高频考点-21-命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 由库仑定律得 F 库=k 22=0.9 N,支架对地面压力 F 压=Fa=mBg-F 库=1.1 N,A 项错误;取小球 A 为研究对象,则 2F1cos60=mAg+F 库,解得 F1=1.9 N=F2,B 项正确;若将小球 B 移至无穷远,则 2F1cos 60=mAg,解得 F1=F2=1 N,D 项
15、错误;将 B 右移,使 M、A、B 共线,则 AB 间距lAB=0.6 m,F 库=库4=0.225 N,取小球A为研究对象,则水平方向上 F1cos 30=F2cos 30+F 库cos 30,竖直方向上F1sin 30+F2sin 30=mAg+F 库sin 30,以上两式联立得F1=1.225 N,F2=1.0 N,C 项正确。高频考点-22-命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 高频考点-23-命题热点一 命题热点二 命题热点三 例4(多选)如图所示,在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为l,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向
16、下。有两根质量均为m的金属棒a、b,先将a棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直导轨放置,a、c此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上。a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨接触良好,导轨电阻不计。则()A.物块c的质量是2msin B.回路中电流方向俯视为顺时针 C.b棒放上后,a棒受到的安培力为2mgsin D.b棒放上后,a棒中电流大小是 sin AD高频考点-24-命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 由右手定则可知回路中电流方向俯视为逆时针,B错误。因为a、b、c都处于平衡状态,分别列三个平衡方程F
17、T=mgsin+F安a,F安b=mgsin,FT=mcg,而且a、b中电流相等,所以F安a=F安b=BIl,联立解以上四个方程,可得F安a=F安b=mgsin,mc=2msin,电流大小为,所以A、D正确,C错误。sin 高频考点-25-命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 高频考点-26-命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法(1)电荷在电场中一定受到电场力作用,电流或电荷在磁场中不一定受磁场力作用。(2)分析电场力和洛伦兹力时,注意带电体的电性。(3)分析带电粒子受力时,要注意判断重力是否考虑。高频考点-27-命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练3如图,一长为10 c
18、m 的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1 T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连,电路总电阻为2 。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm。重力加速度大小取10 m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。答案 开关闭合后金属棒所受安培力方向竖直向下 金属棒质量为0.01 kg 高频考点-28-命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 依题意,开关闭合后,电流方向从b到a,由左手
19、定则可知,金属棒所受的安培力方向竖直向下。开关断开时,两弹簧各自相对于其原长伸长为l1=0.5 cm。由胡克定律和力的平衡条件得 2kl1=mg 式中,m为金属棒的质量,k是弹簧的劲度系数,g是重力加速度的大小。开关闭合后,金属棒所受安培力的大小为F=IBl 式中,I是回路电流,l是金属棒的长度。两弹簧各自再伸长了l2=0.3 cm,由胡克定律和力的平衡条件得 2k(l1+l2)=mg+F 由欧姆定律有E=IR 式中,E是电池的电动势,R是电路总电阻。联立式,并代入题给数据得m=0.01 kg。-29-1234561.(多选)(2016全国卷)如图所示,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点;另一
20、细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则()A.绳OO的张力也在一定范围内变化 B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 BD-30-1234562.(2016全国卷)如图所示,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为
21、()A.2B.32 mC.mD.2mC-31-1234563.(2017河北保定模拟)如图所示,用大小不变的力F将物体压在粗糙竖直面上,当F从实线位置绕O点沿顺时针方向转至虚线位置时,物体始终处于静止状态,则在这个过程中,物体所受摩擦力Ff和墙壁对物体弹力FN的变化情况是()A.Ff方向可能一直竖直向上 B.Ff先变小后变大 C.FN先变小后变大 D.FN先变小后变大再变小 A-32-1234564.(2017全国卷)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移
22、至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86 cm B.92 cmC.98 cm D.104 cm B-33-1234565.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为m的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移。在移动过程中手对线的拉力F和环对小球的弹力FN 的大小变化情况是()A.F减小,FN 不变B.F不变,FN 减小 C.F不变,FN 增大D.F增大,FN 减小 A-34-1234566.如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于
23、竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球B,则两球静止于图示位置。如果将小球B向左推动少许,两个小球将重新达到平衡,电荷量不变,则两个小球的受力情况与原来相比()A.推力F将增大 B.竖直墙面对小球A的弹力变大 C.地面对小球B的弹力一定增大 D.两个小球之间的距离增大 D怎样得高分-35-共点力作用下的动态平衡问题【典例示范】如图所示,一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端,利用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面),挡板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是()A.F1增大、F2减小 B
24、.F1增大、F2增大 C.F1减小、F2减小D.F1减小、F2增大 怎样得高分-36-分析推理:2.小球处于“动态”平衡状态。3.受力示意图如图所示。小球重力大小、方向均不变;挡板对小球水平向右的推力F1方向不变;半球面对小球的支持力F2大小、方向均变化。选择图解法最简单。怎样得高分-37-思维流程 步骤 1:选择研究对象 小球 步骤 2:受力分析 步骤 3:选取处理力的合成与分解的方法 步骤 4:列力的平衡方程或利用图解法 步骤 5:结论 F1增大,F2增大,选项 B 正确 怎样得高分-38-以题说法本题以“小球”“缓慢移动的挡板”为背景,考查共点力作用下的动态平衡。分析动态平衡问题常用的方
25、法:(1)图解法:确定物体动态受力情况,画出矢量图,明确不变的力,明确变化力的特点,画出动态矢量三角形图。例如典例示范的思维流程解法。(2)解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,根据力的平衡条件,建立平衡方程,进行求解。例如典例示范解法如下:对小球受力分析,受重力、挡板向右的支持力和半球面的支持力,如图所示。根据平衡条件解得F1=mgtan,F2=由于不断增加,故F1增大、F2增大,故选B。cos 怎样得高分-39-针对训练(2016全国卷)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用FT表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()A.F逐渐变大,FT逐渐变大 B.F逐渐变大,FT逐渐变小 C.F逐渐变小,FT逐渐变大 D.F逐渐变小,FT逐渐变小 A怎样得高分-40-解析 由于是缓慢移动,O点处于动态平衡,设任意时刻绳子与竖直方向的夹角为,移动过程中增大,如图所示。将拉力F与重力合成后,合力与绳子拉力等大反向。根据几何关系,可知F=Gtan,FT=F合=,随增大,F和FT都增大。cos