1、菜单高三总复习 物理高频考点强化卷阶段升华微专题(二)平衡类问题的处理方法 菜单高三总复习 物理高频考点强化卷专题归纳专题一 受力分析的常用方法1状态法确定受力进行受力分析时，有些力的大小和方向不能准确确定，必须根据物体受到的能够确定的几个力的情况和物体的运动状态进行判断，如静摩擦力、轻杆的弹力等菜单高三总复习 物理高频考点强化卷2转换法确定受力当某个力不易直接分析时，可根据牛顿第三定律找出该力的反作用力，通过分析这个反作用力来确定所求力的大小和方向3整体法确定受力若系统内某个物体的受力可看成系统所受的外力时，用整体法分析该力一般比用隔离法分析更方便菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【例 1】
2、如图 1 所示，在粗糙水平面上，建立一直角坐标系 xOy，在坐标原点处有一物体，质量 m5 kg，物体和水平面间的动摩擦因数 0.08(最大静擦力等于滑动摩擦力)，物体受到沿坐标轴的三个恒力 F1、F2、F3 的作用而静止于水平面其中 F13 N，方向沿 x 轴正方向；F24 N，方向沿 y 轴正方向；F3 沿 x 轴负方向，取 g10 m/s2，则下列说法正确的是()菜单高三总复习 物理高频考点强化卷图 1AF3 的大小可能大于 4 NBF3 的大小可能小于 3 NC地面摩擦力大小一定等于 4 N，方向沿 y 轴负方向D地面摩擦力大小可能小于 4 N，方向沿 y 轴负方向菜单高三总复习 物理
3、高频考点强化卷【解析】物体所受地面的最大静摩擦力 fmmg4 N，由平衡条件可知，F1、F2、F3 的合力必须小于或等于 4 N，其中 F24 N，F1 与 F3 反向，只有当 F1F3 时，三力合力才等于 4 N，否则一定大于 4 N，因此 F33 N，静摩擦力 ffm4 N，方向与 F2相反，即沿 y 轴负方向，C 项正确【答案】C菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【例 2】(多选)(2015山东滨州质检)完全相同的两物体P、Q，质量均为 m，叠放在一起置于水平面上，如图 2 所示现用两根等长的细线系在两物体上，在细线的结点处施加一水平拉力 F，两物体始终保持静止状态，则下列说法正确的是(
4、重力加速度为 g)()菜单高三总复习 物理高频考点强化卷图 2A物体 P 受到细线的拉力大小为 Fcos B两物体间的摩擦力大小为F2C物体 Q 对地面的压力大小为 2mgD地面对 Q 的摩擦力为 F菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】隔离三绳的结点 O 受力分析如图甲，由平衡条件得 FTF2cos，A 项错；隔离物体 P 受力如图乙，由平衡条件得 Ff1FTcos F2，B 项正确；选 PQ 及两绳整体为研究对象，受力如图丙，由平衡条件和牛顿第三定律得：Q 对地面的压力 FNFN2mg，C 项正确；FfF，D 项正确【答案】BCD菜单高三总复习 物理高频考点强化卷专题二 求解共点力平衡
5、问题的技巧1处理受力的方法(1)合成法：常用于解决 3 个共点力的平衡可将三力平衡转化为二力平衡，然后解力的三角形即可菜单高三总复习 物理高频考点强化卷(2)分解法效果分解法：常用于解决 3 个共点力的平衡即将某个力按效果沿另两个力的反方向分解正交分解法：常用于解决多个共点力的平衡把各力分别分解到 x 轴和 y 轴上，运用坐标轴方向上合力等于零的条件求解(3)图解法：当物体所受的某一个力发生变化而物体又处于平衡状态时，可根据力的变化特点作出动态平行四边形或三角形，从而定性分析其他力的变化菜单高三总复习 物理高频考点强化卷2常用的数学工具(1)力的三角形为直角三角形：三角函数、勾股定理等(2)力
6、的三角形为斜三角形：三角形相似，正、余弦定理等菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【例 3】(多选)如图 3 所示，为使一个重为 G 的物体静止在倾角为 的光滑斜面上，需给物体施加一个外力 F，大小等于 G.那么下列说法正确的是()图 3菜单高三总复习 物理高频考点强化卷A外力 F 有任意个可能的方向B外力 F 只有两个可能的方向C斜面对物体的支持力大小可能为 GD斜面对物体的支持力大小不可能大于 G菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】外力 F 大小为 G，则当物体受外力 F 和重力 G 平衡时，外力 F 方向竖直向上，此时斜面支持力为零；当斜面支持力不为零时，物体受三个力而平衡，由于 F
7、G，因此外力 F 与重力G 这两个力跟斜面支持力间的夹角相等且为，即力 F 与重力 G 成 2 夹角，如图所示，A 错误，B 正确；而当 60时，三力互成 120夹角，三力大小相等，C 项正确；当 60时，斜面支持力 FN2Gcos G，D 错误【答案】BC菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【例 4】(2014贵州六校联盟联考)光滑竖直墙壁和粗糙水平地面上分别静止着 A、B 两个可认为是质点的小球，两小球质量、电荷量均相同，现缓慢地把小球 B 稍向右移(两小球电荷量不变)，系统仍处于静止状态，则下列说法正确的是()图 4菜单高三总复习 物理高频考点强化卷AB 球受地面的摩擦力方向向左，大小增大
8、B两小球之间的库仑力是排斥力，大小减小CB 小球可能只受三个力作用D小球 A 对墙壁的弹力减小菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】A、B 受力如图所示：B 右移后，A再次平衡，受到的 FNA 和 F都增大，对整体分析：fFNA，FNBmAgmBg，A 正确，B、D 错误；B 一共受四个力作用，C 项错误【答案】A菜单高三总复习 物理高频考点强化卷反思总结图解三力动态平衡的方法(1)闭合矢量三角形法：一个力恒定、另一个力的方向恒定时可用此法挡板 P 由竖直位置向水平位置变化时小球受力的变化菜单高三总复习 物理高频考点强化卷(2)相似三角形法：一个力恒定、另外两个力的方向同时变化，但所作矢量
9、三角形与空间的某个几何三角形总相似时用此法菜单高三总复习 物理高频考点强化卷学以致用1(2015咸海检测)如图 5 所示，物体 M 在竖直向上的拉力 F 的作用下能静止在斜面上，关于 M 受力的个数，图 5菜单高三总复习 物理高频考点强化卷下列说法中正确的是()AM 一定是受两个力作用BM 一定是受四个力作用CM 可能受三个力作用DM 不是受两个力作用就是受四个力作用菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】对 M 受力分析，拉力 F 是已知的；地球表面附近的物体一定受到地球的重力，故一定受到向下的重力；如果拉力与重力平衡，物体 M 对斜面体没有压力，故物体只受 2 个力；如果拉力 F 小于重
10、力，会与斜面体相互挤压，故物体还会受到支持力和沿斜面向上的静摩擦力，即共受 4 个力故选 D.【答案】D菜单高三总复习 物理高频考点强化卷2如图 6 甲所示，用力 F 将质量为 m 的物块压在竖直墙上，从 t0 时刻起，测得物块所受墙壁的摩擦力随时间按如图 6 乙所示规律变化，则下列判断正确的是()甲 乙图 6菜单高三总复习 物理高频考点强化卷A0t2 时间内为静摩擦力，t2 时刻之后为滑动摩擦力B0t1 时间内物块沿墙壁加速下滑，t2 时刻物块的速度为 0 C压力 F 一定随时间均匀增大D压力 F 恒定不变菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】物块受到重力 mg、水平压力 F、墙面支持力
11、 N和墙面摩擦力 f，t0 时摩擦力 f0，因此物块沿墙壁下滑，物块受到滑动摩擦力，必满足 fFN，而 FNF，所以在 0t2时间内是滑动摩擦力，且随压力 F 的增大而增大，A 项错误；t1 时刻，fmg，合力为 0，加速度为 0，所以 0t1 时间内物块加速下滑，t1t2 时间内减速下滑，t2 时刻之后摩擦力恒定且等于 mg，是静摩擦力，故 t2 时刻物块的速度为 0，B 项正确；由0t2时间内 fkt 及 fF 可知，0t2时间内压力 F 随时间均匀增大，t2 时刻后 F 可能继续增大，也可能保持不变，C、D 错误【答案】B菜单高三总复习 物理高频考点强化卷3.(2014江西重点中学联盟第
12、二次联考)如图 7 所示，由两种材料做成的半球面固定在水平地面上，球右侧面是光滑的，左侧面粗糙，O 点为球心，A、B 是两个相同的小物块(可视为质点)，物块 A 静止在左侧面上，物块 B 在图示水平力 F作用下静止在右侧面上，A、B 处在同一高度，AO、BO 与竖直方向的夹角均为，则 A、B 分别对球面的压力大小之比为()菜单高三总复习 物理高频考点强化卷图 7Asin21Bsin 1Ccos21Dcos 1菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】设小物块的质量为 m，对 A、B 进行受力分析，如图，由于 A、B 物体均处于静止状态，由受力分析图和物体的平衡条件知，A 物体对球面的压力大小为
13、 FNAmgcos；B 物体对球面的压力大小为 FNB mgcos，则 A、B 物体对球面的压力大小之比为 FNAFNBcos21，所以正确选项为 C.【答案】C菜单高三总复习 物理高频考点强化卷4(2015泉州四校联考)A、B、C 三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态如图 8 所示，C 是一箱沙子，沙子和箱的重力都等于 G，动滑轮的质量不计，打开箱子下端开口，使沙子均匀流出，经过时间 t0 流完，由下图中哪个图线表示在这过程中桌面对物体 B 的摩擦力 Ff随时间的变化关系()菜单高三总复习 物理高频考点强化卷图 8菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】选择 A、B 整体作为研究
14、对象，整体共受到 5个力的作用，即：重力 GGAGB、桌面对 B 的支持力 FN、静摩擦力 Ff、两根绳子的拉力 F1 和 F2，其中 F1F2G.根据力的平衡得：FfF1F22G.所以当沙子均匀流出时，B选项正确【答案】B菜单高三总复习 物理高频考点强化卷5(2015吉林长春调研)如图 9 甲所示，水平地面上固定一倾角为 30的表面粗糙的斜劈，一质量为 m 的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑现对小物块施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑如图 9 乙所示，则 F 大小应为()菜单高三总复习 物理高频考点强化卷 甲 乙图 9A.3mgB.33 mgC.36 mgD.34 mg菜单高三总
15、复习 物理高频考点强化卷【解析】小物体沿斜劈的表面匀速下滑，由平衡条件得mgsin mgcos 0，解得 tan，小物块沿斜面匀速上滑受力如图，由平衡条件，水平方向得FFNcos FNsin 0，竖直方向得FNcos mgFNsin 0.解之得 F 3mg，A 项正确，B、C、D 项错误【答案】A菜单高三总复习 物理高频考点强化卷6(多选)如图 10 所示，重为 G 的球在可绕 A 点自由转动的轻杆和悬点在 B 的细绳共同作用下，静止在倾角为 的光滑斜面上，杆与斜面平行，绳与斜面垂直，用 F、T 和 N分别表示杆、绳和斜面对物体的弹力大小，则以下取值可能的是()图 10菜单高三总复习 物理高频
16、考点强化卷AFGcos TGsin NGsin BFGsin T0 NGcos CFGsin TGcos N0DF0 TGcos NGcos 菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】对小球受力分析，沿斜面和垂直斜面两个方向列平衡方程，FGsin，NTGcos，可知选项 B、C正确【答案】BC菜单高三总复习 物理高频考点强化卷7(多选)(2014山东潍坊市模拟)如图 11 所示，倾角为 的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体 a 放在斜面上，轻质细线一端固定在物体 a 上，另一端绕过光滑的滑轮固定在 c 点，滑轮 2 下悬挂物体 b，系统处于静止状态若将固定点 c 向右移动少许，而 a 与斜劈始终静
17、止，则()菜单高三总复习 物理高频考点强化卷图 11A细线对物体 a 的拉力增大B斜劈对地面的压力减小C斜劈对物体 a 的摩擦力减小D地面对斜劈的摩擦力增大菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】对物体 b 受力分析如图所示：根据力的合成可得细线上的张力 FT mbg2cos，若将固定点 C 右移少许，即 变大，则 FT变大，由同一根绳子各段拉力相等可知，细绳对 a 的拉力增大，A 项正确；菜单高三总复习 物理高频考点强化卷对物体 a 受力分析如图所示(图中还有摩擦力未画出)，若 magsin FT，斜劈对物体 a 的摩擦力沿斜面向下，随 fT 的增大而增大，若 magsin FT，斜劈对物
18、体 a 的摩擦力沿斜面向上，随 FT的增大而减小，故 C 项错误；对斜劈，物体 a、b 整体受力分析，如图所示：菜单高三总复习 物理高频考点强化卷根据平衡条件，有 FN1FTcos m 总g，fFTsin 所以，FN1m总 g12mbg，即 FN1 与 无关，恒定不变，根据牛顿第三定律知，斜壁对地面的压力也不变，B 项错误；而 fFTsin 12mbgtan，f 随 的增大而增大，故 D 项正确【答案】AD菜单高三总复习 物理高频考点强化卷8如图 12 所示，质量为 m15 kg 的滑块，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小为 30 N 的力 F 推滑块，滑块沿斜面向上匀速运动，斜面体质量
19、 m210 kg，且始终静止，取 g10 m/s2，求：图 12(1)斜面对滑块的摩擦力；(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力菜单高三总复习 物理高频考点强化卷【解析】(1)用隔离法：对滑块作受力分析，如图甲所示，在平行斜面的方向上Fm1gsin 30Ff，FfFm1gsin 30(305100.5)N5 N菜单高三总复习 物理高频考点强化卷(2)用整体法：因两个物体均处于平衡状态，故可以将滑块与斜面体当做一个整体来研究，其受力如图乙所示，由图乙可知：在水平方向上有 F 地Fcos 3015 3 N；在竖直方向上有 FN 地(m1m2)gFsin 30135 N.【答案】(1)5 N(2)15 3 N 135 N菜单高三总复习 物理高频考点强化卷高频考点强化卷(二)点击图标进入
