1、物理 第1部分 专题突破方略 专题一 力与运动第1讲 力与物体的平衡01典题感悟 透析考情02 热考核心 高效突破03课后演练 强化提能典题再现1(多选)(2019高考全国卷)如图，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解析：选 BD.对 N
2、 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 T 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 mNgmMgsin，则 M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大，选项 D 正确，C 错误.考情分析典题再现2.(2020山东等级考模拟)如图甲所示，在高速公路的连续下坡路段通常会设置避险车道，供发生紧急情况的车辆避险使用，本题中避险车道是主车道旁的一段上坡路面一辆货车在行驶过程中刹车失灵，以 v0
3、90 km/h 的速度驶入避险车道，如图乙所示设货车进入避险车道后牵引力为零，货车与路面间的动摩擦因数 0.30，取重力加速度大小 g10 m/s2.(1)为了防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该避险车道上坡路面的倾角 应该满足什么条件？设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果用 的正切值表示.(2)若避险车道路面倾角为 15，求货车在避险车道上行驶的最大距离(已知 sin 150.26，cos 150.97，结果保留 2 位有效数字)解析：(1)当货车在避险车道停下后，有 fmmgsin 货车所受的最大摩擦力 fmNmgcos 联立可解得 tan 0.30.(2)货车在避险车道上行驶时加速度
4、大小 amgsin mgcos m5.51 m/s2 货车的初速度 v025 m/s 则货车在避险车道上行驶的最大距离为 xv202a57 m.答案：见解析 考情分析命题研究 近几年全国卷对该部分的考查较多，基本属于必考题，并且动态分析是考查热点，其中整体法与隔离法的受力分析方法，力的合成与力的分解等知识是力学的基础；而本次山东物理模考对该部分的考查相对较少，选择题中未体现，只在计算题中体现本次模考只是给出备考方向，但在复习中也不能掉以轻心尤其要注重“整体法、隔离法”在连接体受力分析中的应用，物体的“动态平衡”问题在复习中应引起重视，同时要注重与数学知识相结合来处理问题 受力分析与静态平衡【高
5、分快攻】1受力分析的 4 种方法假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在整体法将加速度相同的几个相互关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分离出来，单独进行受力分析动力学 分析法对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析求解2.处理静态平衡问题的基本思路3两大思维方法对比【典题例析】(2019高考全国卷)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
6、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解析 分析可知工件受力平衡，对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F1mgcos 30 32 mg、对斜面的压力大小为 F2mgsin 3012mg，选项 D 正确，A、B、C 均错误答案 D【题组突破】角度 1 受力分析的方法1如图，一个 L 形木板(上表面光滑)放在斜面体上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的木块相连斜面体放在
7、平板小车上，整体一起沿水平向右的方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则关于各物体的受力情况，下列说法正确的是()AL 形木板受 4 个力的作用B斜面体可能只受 2 个力作用C木块受 2 个力作用D斜面体不可能受平板小车对它的摩擦力作用解析：选 D.先把 L 形木板、木块、斜面体看成一个整体进行受力分析，受重力、小车的支持力，选项 D 正确；隔离木块进行受力分析，其受重力、L 形木板的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向上)三个力作用处于平衡状态，选项 C 错误；隔离 L 形木板进行受力分析，其受重力、斜面体的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向下)、木块的压力、斜面体对它的摩擦力 5个力作用，选项 A 错误；隔
8、离斜面体进行受力分析，其受 4 个力作用，选项 B 错误角度 2 解决共点力平衡的方法2(2019高考天津卷)2018 年 10 月 23 日，港珠澳跨海大桥正式通车为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，其索塔与钢索如图所示下列说法正确的是()A增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布解析：选 C.增加钢索的数量，索塔受到的向下的压力增大，A 错误；当索塔受到的力 F 一定时，降低索塔的
9、高度，钢索与水平方向的夹角 减小，则钢索受到的拉力将增大，B 错误；如果索塔两侧的钢索对称且拉力大小相同，则两侧拉力在水平方向的合力为零，钢索的合力一定竖直向下，C 正确；索塔受到钢索的拉力合力竖直向下，当两侧钢索的拉力大小不等时，由图可知，两侧的钢索不一定对称，D 错误角度 3“动杆”“定杆”和“死结”“活结”问题3(2019济南二调)如图甲所示，轻杆 OB 可绕 B 点自由转动，另一端 O 点用细绳 OA 拉住，固定在左侧墙壁上，质量为 m 的重物用细绳 OC 悬挂在轻杆的 O 点，OA 与轻杆的夹角BOA30.乙图中水平轻杆 OB 一端固定在竖直墙壁上，另一端 O 装有小滑轮，用一根绳跨
10、过滑轮后悬挂一质量为 m 的重物，图中BOA30，求：(1)甲、乙两图中细绳 OA 的拉力各是多大？(2)甲图中轻杆受到的弹力是多大？(3)乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大？解析：(1)由于甲图中的杆可绕 B 转动，是转轴杆(是“活杆”)，故其受力方向沿杆方向，O 点的受力情况如图(a)所示，则 O 点所受绳子 OA 的拉力 FT1、杆的弹力 FN1 的合力与物体的重力是大小相等、方向相反的，在直角三角形中可得，FT1mgsin 302mg；乙图中是用一细绳跨过滑轮悬挂物体的，由于 O 点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向，并未改变力的大小，且 AOC 是同一段绳子，而同一段绳上的力处处相等，故乙
11、图中绳子拉力为 FT1FT2mg.(2)由图(a)可知，甲图中轻杆受到的弹力为 FN1FN1mgtan 30 3mg.(3)对乙图中的滑轮受力分析，如图(b)所示，由于杆 OB 不可转动，所以杆所受弹力的方向不一定沿 OB 方向即杆对滑轮的作用力一定与两段绳的合力大小相等，方向相反，由图(b)可得，F22mgcos 60mg，则所求力 FN2F2mg.答案：(1)2mg mg(2)3mg(3)mg 角度 4 平衡中的临界与极值问题4(多选)(2019济宁二模)如图，弹性轻绳一端固定于 O 点，另一端连有一质量为 m 的小球 a，小球 a 通过不可伸长的细绳连接质量相同的小球 b，两小球均处于静
12、止状态现给小球 b 施加一个力 F，使弹性轻绳与竖直方向成 30角，两球依然保持静止下列说法正确的是()A弹性绳的长度一定增加Ba、b 间细绳上的张力可能减小C力 F 的值可能大于 mgD力 F 的值可能小于12mg解析：选 BC.以小球 a 为研究对象，进行受力分析，如图甲，根据作图法分析得到，a、b 间细绳上的张力可能减小，故 B 正确；以 a、b 整体为研究对象，进行受力分析如图乙，根据作图法分析得到，弹性绳的张力可能减小，所以弹性绳的长度可能减小；当小球施加的力 F 与弹性轻绳垂直时，所用的力 F 最小，Fmin2mgsin 30mg，故 C 正确，A、D 错误 命题角度解决方法易错辨
13、析连接体的受力分析整体法与隔离法的应用不能灵活选取研究对象杆中的受力分析根据受力平衡条件确定杆的方向注意杆端有无铰链绳中的受力特点力沿绳方向且只能收缩绳中有无结点是绳中力改变的关键点平衡中的临界问题极限法或假设法不能找准临界状态的条件 平衡中的极值问题图解法或数学表达式法不能分析极值出现的时机 动态平衡问题【高分快攻】解决动态平衡问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”，动态平衡问题的分析过程与处理方法如下：注意：(1)如果物体所受的力较少，可以采用合成的方法(2)如果物体受到三个力的作用而处于动态平衡，若其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力的三角形与
14、几何三角形相似的方法求解(3)如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，并且还有另一个力的方向不变，此时可用图解法分析，即可以通过画出多个平行四边形来分析力的变化【典题例析】(2019龙岩市上学期期末)如图，竖直轻杆 AB 下端放在光滑水平面上，在两根细绳AC 和 AD 的拉力作用下处于平衡若减小 AC 的长度，使 C 点右移，AB 仍保持平衡状态细绳 AC 上拉力 T 和杆 AB 对地面的压力 N 与原先相比，下列说法正确的是()AT 增大，N 减少 BT 减少，N 增大CT 和 N 都减少DT 和 N 都增大解析 若减小 AC 的长度，由于悬挂的重物质量不变，水平拉力不变，分
15、析结点 A 处受力情况，细绳 AC 上拉力 T 在水平方向分力大小等于悬挂的重物重力，在竖直方向分力等于 AB受到的压力，若 AC 减小，使 C 点右移，AB 仍保持平衡状态，显然 T 和 N 都增加，故 D 正确答案 D【题组突破】角度 1 解析法的应用1.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 逐渐变小解析：选 A.以 O 点为研究对象，设绳 OA 与竖直方向的夹角为
16、，物体的重力为 G，根据共点力的平衡可知，FGtan，TGcos ，随着 O 点向左移，变大，则 F 逐渐变大，T 逐渐变大，A 项正确角度 2 图解法的应用2如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把挡板由竖直位置绕 O 点缓慢转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力 F1 和球对斜面的压力 F2 的变化情况是()AF1 先增大后减小，F2 一直减小BF1 先减小后增大，F2 一直减小CF1 和 F2 都一直在增大DF1 和 F2 都一直在减小解析：选 B.法一(力三角形法)：小球初始时刻的受力情况如图 1 所示，因挡板是缓慢转动的，所以小球处于动态平衡状态，在转动过程中，重
17、力、斜面的支持力和挡板的弹力组成的矢量三角形的变化情况如图 2 所示(重力 G 的大小、方向均不变，斜面对小球的支持力 F2 的方向始终不变)，由图 2 可知此过程中斜面对小球的支持力 F2 不断减小，挡板对小球的弹力 F1 先减小后增大，由牛顿第三定律可知选项 B 正确 法二(解析法)：设斜面倾角为，挡板与竖直方向夹角为，如图 3 所示，则由平衡条件可得：F1sin F2cos G，F1cos F2sin，联立解得 F1Gsin cos（），F2Gcos sin tan.挡板缓慢转至水平位置，由 0 逐渐增大到2，当 时，cos()1，F1 最小，所以 F1 先减小后增大；增大过程中 tan
18、 随之增大，F2 不断减小，故选项 B 正确角度 3 相似三角形法的应用3(2019青岛质检)如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，轻杆A 端用铰链固定，滑轮在 A 点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计)，轻杆 B 端吊一重物 G，现将绳的一端拴在杆的 B 端，用拉力 F 将 B 端缓慢上拉(均未断)，在 AB 杆达到竖直前，以下分析正确的是()A绳子越来越容易断 B绳子越来越不容易断CAB 杆越来越容易断DAB 杆越来越不容易断解析：选 B.以 B 点为研究对象，它受三个力的作用而处于动态平衡状态，其中一个是轻杆的弹力 T，一个是绳子斜向上的拉力 F，一个是绳子竖直向下的拉力
19、F(大小等于物体的重力 G)，根据相似三角形法，可得 FOA TAB FOB，由于 OA 和 AB 不变，OB 逐渐减小，因此轻杆上的弹力大小不变，而绳子斜向上的拉力越来越小，选项 B 正确命题角度解决方法易错辨析一个力不变，另一个力方向不变图解法不能在三角形中找到变化的量 一个力不变，另一个力大小不变画圆法不能准确画出矢量三角形 一个力不变，另一个力大小、方向都变相似三角形法要正确画出力的三角形和边的几何三角形 电学中的共点力平衡问题【高分快攻】1涉及电场力、磁场力的平衡问题的解题思路(1)记忆口诀：一场二弹三摩擦，各力方向准确画(2)思维导图2解题常见误区及提醒(1)安培力方向的判断要先判
20、断磁场方向、电流方向，再用左手定则判断，同时注意立体图转化为平面图(2)电场力或安培力的出现，可能会对压力或摩擦力产生影响(3)涉及电路问题时，要注意闭合电路欧姆定律的使用【典题例析】(2019高考全国卷)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球 P 和 Q 用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则()AP 和 Q 都带正电荷BP 和 Q 都带负电荷CP 带正电荷，Q 带负电荷DP 带负电荷，Q 带正电荷解析 对 P、Q 整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以 P、Q 必带等量异种电荷，选项 A、B 错误；对 P 进行受力分析可知，匀强电
21、场对它的电场力应水平向左，与 Q 对它的库仑力平衡，所以 P 带负电荷，Q 带正电荷，选项 D 正确，C 错误 答案 D如图所示，一长为 10 cm 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解析：依题意，开关闭
22、合后，电流方向从 b 到 a，由左手定则可知，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了 l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得 2k l1mg 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 FIBL 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 l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得 2k(l1 l2)mgF 由欧姆定律有 EIR 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 m0.01 kg.答案：方向竖直向下 0.01 kg 请做：课后演练 强化提能 word部分：点击进入链接 本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放