1、第1页专题一 力与物体的平衡 第2页高考命题方向 第3页近三年高考考点分布考点鸟瞰2017 年2018 年2019 年考 点 一：受 力 分析、一般平衡全国卷 16无命题全国卷 16 全国卷 16考点二：电磁学中的平衡全国卷 16无命题全国卷 15第4页考点五：动态平衡全国卷 21无命题全国卷 19考点六：平衡中临界、极值无命题无命题全国卷 16第5页高考分类调研 第6页考点过关筛查表说明：(熟练掌握“”；需要拓展“”；没掌握“”)核心素养考点鸟瞰考点热度考点掌握自查考点一：受力分析、一般平衡物理观念考点二：电磁学中的平衡提炼方法考点三：整体法、隔离法考点四：“绳打结”与“绳绕滑轮”考点五：动
2、态平衡模型建构考点六：平衡中的临界、极值第7页核心素养之物理观念 第8页高考热点一：受力分析、一般平衡1受力分析基本思路第9页2解平衡问题常用的三种方法方法适用条件解题步骤正交分解法三力或多力平衡(1)确定研究对象受力分析(2)建轴(建轴时尽量让更多的力在坐标轴上)(3)将不在轴上的力进行正交分解(4)据平衡条件F0，正交分解得Fx0，Fy0第10页矢量三角形法三力平衡(1)对研究对象进行受力分析(2)将力平移至一个三角形中，将已知的角度平移至该力的三角形中(3)三角形可能是直角三角形、等腰三角形和一般三角形，直角三角形可以直接利用边角关系，等腰三角形可做底边的垂线，使问题简化，一般三角形可直
3、接采用正弦定理、余弦定理相似三角形法三力平衡(1)确定研究对象受力分析(2)将力平移至一个三角形，将已知的角度平移进该力的三角形(3)构建的力的三角形与图中几何三角形相似(4)利用对应边成比例列方程求解第11页1(2019课标全国)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，如图所示两斜面、固定在车上，倾角分别为 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()AF1 33 mg，F2 32 mgBF1 32 mg，F2 33 mgCF112mg，F2 32 mgDF1 32 mg，F212mg第1
4、2页答案 D解析 对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，F1mgcos30，F2mgsin30.解得 F1 32 mg，F212mg，由牛顿第三定律知 F1 32 mg，F212mg，故 D 项正确 第13页2.如图所示，物块 A、B 置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为 33，物体 A、B 用跨过光滑动滑轮的细绳相连，在竖直平面内用逐渐增大的力斜向上提动滑轮，某时刻拉 A 物体的绳子与水平面成 60角，拉 B 物体的绳子与水平面成 30角，A、B 两个物体仍处于平衡状态，此时若继续增大斜向上的力，A、B 两个物体将同时开始在水平面内运动，则 A、B 两个
5、物体的质量之比为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.32 B2 3C.2 3D.3 2第14页答案 A解析 对 A、B 分别受力分析，如图所示：对 A：Tcos60(mAgTsin60)，得：mA0.5T 32 Tg.第15页对 B：Tcos30(mBgTsin30)，得：mB32 T0.5Tg.联立解得：mAmB 32，故 A 项正确，B、C、D 三项错误故选 A 项第16页高考热点二：电磁学中的平衡1电磁学中常见的力第17页2处理电学平衡问题的一般思路第18页3带电粒子在复合场中平衡的隐含条件由于洛伦兹力的方向始终与 B 和 v 垂直，因此带电粒子在复合场内做直线运动时一定是匀速直线运
6、动，因为一旦速度变就会造成洛伦兹力变，就会打破原有的平衡这种平衡一般是重力、电场力、洛伦兹力的合力为零，常作为综合性问题的隐含条件第19页4通电导体棒或线框的平衡通电导线(或导体棒)切割磁感线时的平衡问题，一般要综合应用受力分析、法拉第电磁感应定律，左、右手定则和电路的知识在这类问题中，感应电流的产生和磁场对电流的作用这两种现象总是相互联系的，而磁场力又将电和力这两方面问题联系起来第20页1.(多选)如图，在水平面上 A、B、C 三点固定着三个电荷量为 3Q 的正点电荷，将另一质量为m 的带正电的小球(可视为点电荷)放置在 O 点，OABC 恰构成一棱长为 L 的正四面体已知静电力常量为 k，
7、重力加速度为 g，为使小球能静止在 O 点，则关于小球所受库仑力的合力方向和所带的电荷量，下列说法中正确的是()第21页A所受库仑力的合力方向竖直向上B所受库仑力的合力方向竖直向下C电荷量为 6mgL29kQD电荷量为 6mgL218kQ第22页答案 AD解析 对小球受力分析可知，重力与库仑力平衡，所以小球受到三个库仑力的合力的方向与重力方向相反，A 项正确，B 项错误；将 A、B、C 处正点电荷对小球施加的库仑力正交分解到水平方向和竖直方向，设 是 A、B、C 处正点电荷对小球施加的库仑力方向与竖直方向的夹角，根据平衡条件在竖直方向上得3Fcosmg，又由库仑定律得 Fk3QqL2，第23页
8、再由图可知，CAO30，则 AO 3L3，OO 63 L，所以得 cos 63，联立以上各式解得 q 6mgL218kQ，C 项错误，D 项正确第24页2.如图所示，一劲度系数为 k 的轻质弹簧，下面挂有匝数为 n 的矩形线框 abcd.bc 边长为 l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里线框中通以电流 I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态令磁场反向，磁感应强度的大小仍为 B，线框达到新的平衡则在此过程中线框位移的大小 x 及方向是()第25页A x2nIlBk，方向向上 B x2nIlBk，方向向下C xnIlBk，方向向上D x
9、nIlBk，方向向下第26页答案 B解析 线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力处于平衡，安培力为 FnBIl，且开始的方向向上，然后方向向下，大小不变设在电流反向之前弹簧的伸长量为 x，则反向之后弹簧的伸长量为(xx)，则有 kxnBIlG0，k(xx)nBIlG0，解之可得x2nIlBk，且线框向下移动故选 B 项第27页3.如图所示，坐标系 Oxy 位于竖直平面内，在该区域有场强 E12 N/C，方向沿 x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为 B2 T，沿水平方向且垂直于 Oxy 平面指向纸里的匀强磁场一个质量 m4105 kg，电荷量 q2.5105 C 的带正电微粒，在 Oxy 平面内
10、做匀速直线运动，运动到原点 O 时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了 x 轴上的P 点(g10 m/s2)，求：(1)P 点到原点 O 的距离；(2)带电微粒由原点 O 运动到 P 点的时间第28页答案(1)15 m(2)1.2 s解析 匀速直线运动时：受力平衡，F 洛2G2F 电2 Gmg，F 电Eq，F 洛Bqv 得：v10 m/s，与 x 轴正方向成 37角斜向右上 撤去磁场后受 2 个力，结合速度方向可知微粒做类平抛运动沿 v 方向：OPcos37vt 垂直于 v 方向：OPsin3712F电2G2mt2 联立得：OP15 m，t1.2 s.第29页核心素养之提炼方法 第30页
11、高考热点三：整体法、隔离法整体法、隔离法对比分析运用隔离法选择研究对象分析物体受力时，应按照由易到难的原则整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法第31页1.如图所示，将某均匀长方体锯成 A、B 两块后，在水平桌面上并对放在一起，现用水平力 F 推 B，使 A、B 整体保持沿 F 的方向匀速运动，则()AA 在水平方向受到三个力的作用，且合力为零BA 在水平方向受到五个力的作用，且合力为零CA 对 B 的作用力方向与 A、B 接触面垂直DB 对 A 的弹力大于桌面对 A 的摩擦力第32页答案 A解析 对 A 受力分析，在水平方向上受 B对
12、A 的弹力，桌面的滑动摩擦力，B 对 A 的静摩擦力，在三个力的作用下处于平衡，受力如图，故 A 项正确，B 项错误；B 对 A 的弹力和静摩擦力的合力与桌面的滑动摩擦力等值反向，与 F 的方向相同，根据牛顿第三定律可知，A 对 B 的作用力方向与 F 的方向相第33页反，不是与 A、B 接触面垂直，故 C 项错误；因为 B 对 A 的弹力与 B 对 A 的摩擦力垂直，二者的合力大小等于桌面对 A 的摩擦力大小，所以 B 对 A 的弹力小于桌面对 A 的摩擦力，故 D 项错误故选 A 项第34页2如图所示，a、b 两个质量相同的球用线连接，a 球用线挂在天花板上，b 球放在光滑斜面上，系统保持
13、静止，以下图示哪个是正确的()第35页答案 B解析 对 b 球受力分析，受重力、斜面对其垂直向上的支持力和细线的拉力，由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故细线拉力向右上方，故 A 图错误；再对 a、b 两个球整体受力分析，受总重力、斜面垂直向上的支持力和上面细线的拉力，再次根据共点力平衡条件判断上面的细线的拉力方向为斜向右上方，故 C、D 两图均错误故选 B 项第36页3如图所示，在粗糙水平地面上静止放置一个截面为三角形的斜劈，其质量为 M，两侧面的倾角分别为、，两个质量分别为 m1 和 m2 的小物块恰好能沿斜劈的两侧面匀速下滑若现在对两物块同时分别施加一个平
14、行于斜劈侧面的恒力 F1 和 F2，且 F1F2，重力加速度为 g，则在两个小物块沿斜劈侧面下滑的过程中，下列说法中正确的是()第37页A斜劈可能向左运动B斜劈受到地面向右的摩擦力作用C斜劈对地面的压力大小等于(Mm1m2)gD斜劈对地面的压力大小等于(Mm1m2)gF1sin F2sin第38页答案 C解析 在施加恒力之前，三个物体都处于平衡状态，对三个物体组成的整体受力分析，其受重力和支持力，故支持力为(Mm1m2)g，没有摩擦力；施加恒力之后，两个物块对斜劈的压力和摩擦力不变，故斜劈的受力情况不变，斜劈仍保持静止，斜劈对地面的压力大小等于(Mm1m1)g，与地面间没有摩擦力，C 项正确第
15、39页核心素养之模型建构 第40页高考热点四：“绳打结”与“绳绕滑轮”“绳打结”与“绳绕滑轮”比较分析项目绳打结绳绕滑轮两者区别“绳打结”可理解为绳子分为两段，结点不能沿绳移动“绳绕滑轮”或绳上挂一光滑挂钩，因为只是绕过，因此是一根绳两段绳上的力结点两侧的绳因结点变为两根独立的绳因此由结点分开的两段绳上的弹力不一定相同“绳绕滑轮”两端绳上拉力的大小相等，两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线第41页1(2017天津)(多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆 M、N上的 a、b 两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态如果人为只改变一个条件，当衣架静止时，下
16、列说法正确的是()A绳的右端上移到 b，绳子拉力不变B将杆 N 向右移一些，绳子拉力变大C绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移第42页答案 AB解析 如图所示，两段绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的假设绳子的长度为 x，则 xcosL，绳子一端在上下移动的时候，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则 角度不变；两段绳子拉力的合力向上，大小等于衣服的重力，由于夹角不变，所以绳子的拉力不变，故 A 项正确，C 项错误；当杆向右移动后，根据 xcosL，即 L 变大，绳长不变，所以 角度第43页减小，绳子与竖直方向的夹角变大，绳子的拉力变大，故 B 项正确；绳
17、长和两杆距离不变的情况下，不变，所以挂的衣服质量变化不会影响悬挂点的移动，故 D 项错误故选 A、B 两项 第44页2将一光滑轻杆固定在地面上，杆与地面间的夹角为，一光滑轻环套在杆上一个大小和质量都不计的滑轮用轻绳 OP 悬挂在天花板上，用另一轻绳通过滑轮系在轻环上，用手拉住轻绳另一端并使 OP 恰好在竖直方向，如图所示现水平向右拉绳，当轻环重新静止不动时，OP 绳与天花板之间的夹角为()A90 B45CD452第45页答案 D解析 对轻环 Q 进行受力分析如图甲，只有绳子的拉力垂直于杆时，绳子的拉力在沿杆的方向没有分力，轻环重新静止不动，由几何关系可知，PQ 绳与竖直方向之间的夹角为.对滑轮
18、进行受力分析如图乙，由于滑轮的质量不计，则 OP 对滑轮的拉第46页力与滑轮两边细绳拉力的合力等大反向，由于滑轮两边细绳拉力大小相等，故 OP 沿两绳夹角的角平分线，OP 与水平天花板之间的夹角 为两绳间夹角的一半，即 12(90)452，故 D 项正确 第47页高考热点五：动态平衡动态平衡问题动态平衡问题动态平衡问题的特点(1)题目中一般出现“缓慢”字眼(2)选项中一般需要研究力的大小如何变化图象法(1)确定研究对象，受力分析(2)在初始位置构建力的三角形(3)确定三角形中哪个要素不变，哪个要素变(4)据变化情况，在初位置到末位置之间画出变化的动态图象解动态平衡问题的思路解析法(1)确定研究
19、对象，受力分析(2)建轴正交分解(3)利用平衡条件列函数方程，注意谁是自变量谁是函数(4)将动态平衡问题转化为数学的函数增减性问题来讨论第48页1(2016课标全国)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 T 表示绳 OA 段拉力的大小，在O 点向左移动的过程中()AF 逐渐变大，T 逐渐变大BF 逐渐变大，T 逐渐变小CF 逐渐变小，T 逐渐变大DF 逐渐变小，T 逐渐变小第49页答案 A解析 作出结点 O 的受力分析矢量图(动态)，可知 F 与 T 的变化情况如图所示，可得：F 逐渐变大，T 逐渐变大，故 A 项正确 第50页2(2
20、019课标全国)(多选)如图所示，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()第51页A水平拉力的大小可能保持不变BM 所受细绳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减小后增加第52页答案 BD解析 如图甲所示，以物块 N 为研究对象，它在水平向左拉力 F 作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为 45的过程中，水平拉力 F 逐渐增大，绳子拉
21、力 T 逐渐增大；第53页如图乙所示，对 M 受力分析可知，若起初 M 受到的摩擦力f 沿斜面向下，则随着绳子拉力 T 的增加，则摩擦力 f 也逐渐增大；若起初 M 受到的摩擦力 f 沿斜面向上，则随着绳子拉力 T的增加，摩擦力 f 可能先减小后增加故选 B、D 两项第54页【方法提炼】第55页高考热点六：平衡中的临界、极值1平衡问题的临界状态是指物体所处的平衡状态将要被破坏而尚未被破坏的状态，可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述第56页2解决共点力平衡中的临界、极值问题“四字诀”第57页1(2019课标全国)物块在轻绳的拉动下沿倾角为 3
22、0的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 33，重力加速度取 10 m/s2.若轻绳能承受的最大张力为 1 500 N，则物块的质量最大为()A150 kg B100 3 kgC200 kg D200 3 kg第58页答案 A解析 Tfmgsin，fN，Nmgcos，代入数据解得：m150 kg，故 A 项符合题意 第59页2.如图所示，光滑圆环竖直固定，A 为最高点，橡皮条上端固定在 A 点，下端连接一套在圆环上的轻质小环，小环位于 B点，AB 与竖直方向夹角为 30，用光滑钩拉橡皮中点，将橡皮条中点拉至 C 点时，钩的拉力大小为 F.为保持小环静止于 B 点
23、，需给小环施加一作用力 F，下列说法正确的是()第60页A若 F沿水平方向，则 F 32 FB若 F沿竖直方向，则 F 33 FCF的最大值为 33 FDF的最小值为 36 F第61页答案 D解析 对结点 C 受力分析可知，橡皮条的弹力满足：2F1cos30F，则 F1 33 F.对小圆环受力分析可知，橡皮条的拉力 F1水平向右，大圆环对小圆环的弹力 N 沿半径方向，若 F沿水平方向，则 N0，此时 FF1 33 F，A 项错误；若 F沿竖直方向，则一定是竖直向上，此时 N 的方向背离圆心，由平衡知识第62页可知，FF1tan3013F，B 项错误；根据平行四边形定则可知 F最大值趋于无穷大，当 F与过 B 点的半径垂直时，有最小值，为 FminF1sin30 36 F，C 项错误，D 项正确请做：专题强化训练（一）
