#2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點題型專題03一共點力的平衡題型一受力分析整體法與隔離法的應(yīng)用題型二三力靜態(tài)平衡題型三動態(tài)平衡問題題型四平衡中的臨界與極值問題題型一受力分析整體法與隔離法的應(yīng)用11高中物理主要研究的九種力種類大小方向重力G口mg（不同高度、 緯度、星球，g不同）口直向下彈簧的彈力FDkx（x為形變量 ）沿彈簧軸線口摩擦力0口Ff靜WFfmax與相對運動趨勢方向相反滑動摩擦力Ff0口時n與相對運動方向相反萬有引力FDGmmr2口質(zhì)點間的連線庫侖力FD遇母r2口點電荷間的連線電場力F電DqE正（口）電荷與電場強(qiáng)度方向相同 （相反）安培力FDBIL當(dāng)B口I時，F(xiàn)D0左手定口，安培力 （洛倫茲力）的方向總是垂直于 B與I（B與v）決定的平面洛倫茲力F洛DqvB當(dāng)B口v時，F(xiàn)洛D02.整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力【例題】 （2019?四川省廣安市、眉山市、內(nèi)江市、遂寧市第三次診斷 ）如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的小球通過兩根輕彈簧 A口B連接，在水平外力 F作用下，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈口實際長度相等口彈簧 A口B的勁度系數(shù)分別為 kA口kBDDDDDDDDD A口B與豎直方向的夾角分別為e與45°.設(shè)A口B中的拉力分別為FADFB?口?口口?ADtan仇CDFAD-3mmgDDFb12mg【答案】【解析】對下面的小球進(jìn)行受力分析，如圖甲所示：mg甲根據(jù)平衡條件得：FDmgtan45°口mg,FdD-m<oD\''2mg；

bcos45°” &對兩個小球整體受力分析，如圖乙所示：2mg乙根據(jù)平衡條件得：mF「口tan仇m，又mg，解得 taneD2,FA1\i'(2mg)2口F2D55mg,0D可知兩彈簧的形變量相等，則有：FAFDDDD罵故A正確，B、C、\：2錯誤D題型二三力靜態(tài)平衡【例題 1】（2019?新課標(biāo)全國口卷）物塊在輕繩的拉動下沿傾角為30°的固定斜面向上勻速運動，口繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度取10m/s2。若輕繩能承受的最大張力為1500N,則物塊的質(zhì)量最大為AD150kgBD100V3kgCD200kg DD200v3kg【答案】A【解析】mm=150kg,故 A選項符合題意。m的勻質(zhì)圓筒狀工件，為使工件I、口固定在車上，傾角分別T=f+mgsin即f=/1N,N=mgcos。,帶入數(shù)據(jù)解得：【例題 2】（2019?新課標(biāo)全國口卷）用卡車運輸質(zhì)量為保持固定，將其置于兩光滑斜面之間，如圖所示?？诳诿鏋?0°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車沿平直公路勻速行駛時，圓筒對斜面I、口壓力的大小分別為FJF2,則F=上3mg1F=上2mg13 22"1…巨F二—mg,F=——mg

2> 2>F1=F1=mgDmgDF2=mgF2=12mg【答案】【解析】對圓筒進(jìn)行受力分析知圓筒處于三口平衡狀態(tài)，受力分析如圖，由幾何關(guān)系可=mgcos30°=mgcos30°,F'=mgsin30°。解得2F'=3mmg口F'

i2 2mg由牛頓第廠 <3 廠1三定律知F=mg,F=—mg，故D正確i2 2 2我國2007年建成的國家大劇院【例題 3】（2019我國2007年建成的國家大劇院外部呈橢球型□為了簡化，將國家大劇院的屋頂近似為半球形，某警衛(wèi)人員在執(zhí)行特殊任務(wù)時，必須在屋頂上向上緩慢爬行，他在爬行的過程中屋頂對他的ADOOOODBD000D0Cl摩擦力變小D1摩擦力變大【答案】【解析】G因為緩慢爬行，合力為零：mgcos。=F支，mgsinp=Ff，向上爬的過程中，夾角…變大， 、"邛變小，所以摩擦力變小，支持力變大，ABD錯誤，C正確。【例題 4】如圖所示，質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿，A端用鉸鏈固定，滑輪在輪大小及摩擦均可不計）,B端口一重物口現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端，用拉力為小，A點正上方 （口F將B端口口上拉，在AB桿達(dá)到豎直前A1繩子拉力不變B1繩子拉力減小C口AB桿受力增大D口AB桿受力不變【答案】BD【解析】以B點為研究對象，分析受力情況：重物的拉力FT1（等于重物的重力G）、輕桿的支持力FN和繩子的拉力FT2,作出受力圖如圖所示:由平衡條件得，由平衡條件得，F(xiàn)N和FT2的合力與 %大小相等、方向相反，根據(jù)三角形相似可得:解得：ABfnABfn口AO?G，川口BAO緩慢變小時，BOGAO'GAB口AO保持不變， BO變小，則 FN保持不變， F變小，口選項 B、D正確口題型三動態(tài)平衡問題11動態(tài)平衡動態(tài)平衡就是通過控制某一物理量， 使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化， 但變化過程中的每一個狀態(tài)均可視為平衡狀態(tài)，所以叫動態(tài)平衡口21常用方法(1)平行四邊形定則法：但也要根據(jù)實際情況采用不同的方法，若出現(xiàn)直角三角形，常用三角函數(shù)表示合力與分力的關(guān)系口(2)圖解法：圖解法分析物體動態(tài)平衡問題時，一般是物體只受三個力作用，且其中一個力大小、方向均不變，另一個力的方向不變，第三個力大小、方向均變化口(3)矢量三角形法①若已知F合的方向、 大小及一個分力 F1的方向， 則另一分力 F2的最小值的條件為F1口F2；口若已知F合的方向及一個分力 F1的大小、 方向，則另一分力 F2的最小值的條件為F2口F□□【例題1口(2017?全國卷口 )如圖，柔軟輕繩 ON的一端 O固定，其中間某點M拴一重物，n用手拉住繩的另一端 N,初始時， OM豎直且 MN被拉直， OM與MN之間的夾角為 a(aD2)口現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角 a不變□在OM由豎直被拉到水平的過程中 ( )0TA口MN上的張力逐漸增大BDMN上的張力先增大后減小C口OM上的張力逐漸增大DDOM上的張力先增大后減小【答案】AD【解析】 以重物為研究對象，受重力三個力的合力始終為零，矢量三角形如圖所示，的過程中，矢量三角形在同一外接口上，由圖可知，mgDOM繩上拉力F2、MN上拉力阡由題意知，F(xiàn)1、F2的夾角為 幾口a不變，在F2轉(zhuǎn)至水平MN上的張力 F1ODDO, OM上的張力F2先增大后減小，所以ADD正確，BDC錯誤D【例題 2】12019?新課標(biāo)全國口卷）如口，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N。另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛 M細(xì)繩與豎直方向成45°。已知 M始終保持靜止，則在此過程中AD水平拉力的大小可能保持不變BDM所受細(xì)繩的拉力大小一定一直增加CDM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加DDM所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加【答案】BD【解析】如圖所示，以物塊直至細(xì)繩與豎直方向夾角為N為研究對象，它在水平向左拉力F作用下，緩慢向左移動45°的過程中，水平拉力FODDO,繩子拉力TODDO；對M受力分析可知，若起初 M受到的摩擦力f沿斜面向下，則隨著繩子拉力 T的增加，則摩擦力f也逐漸增大；若起初 M受到的摩擦力 f沿斜面向上，則隨著繩子拉力 T的增加，摩擦力f可能先減小后增加。故本題選 BD。【例題 3】（2018?江西省橫峰中學(xué)、鉛山一中等校聯(lián)考 ）有甲、乙兩根完全相同的輕繩，甲繩A口B兩端按圖甲的方式固定， 然后將一口有質(zhì)量為 M的重物的光滑輕質(zhì)動滑輪掛于甲輕繩上，當(dāng)滑輪靜止后，口甲繩子的張力大小為 FT1；OD D口E兩端按圖乙的方式固定，然后將同樣的定滑輪且掛有質(zhì)量為 M的重物掛于乙輕繩上，當(dāng)滑輪靜止后，設(shè)乙繩子的張力大小為FT2小為FT2.現(xiàn)甲繩的B端—至C點，口口的E端緩慢向右移動至F點，在兩繩的移動過程中，下列說法正確的是 （ ）AA口Ft1DFT2都變大C口FT1、FT2都不變BDFti變大、FT2變小DDFT1不變、Ft2變大【答案】D【解析】 設(shè)繩子總長為L，兩堵豎直墻之間的距離為S，左側(cè)繩長為 L1，右側(cè)繩長為 L2.由于繩子上的拉力處處相等，所以兩繩與豎直方向夾角相等，設(shè)為仇則由幾何知識，得： S口L1sin仇L2sin仇(LJL2)sin仇又 LJL2DL得到sin切外設(shè)繩子的拉力大小為 FT，重物的重力為件得 2FTcos6DG,G解得：ftd2cos_6DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDg.以滑輪為研究對象，根據(jù)平衡條S口L沒有變化，則 6不變，繩子拉力FT1不變；對題圖乙，當(dāng)繩子的右端從E向F移動的過程中，由于繩子的長度不變，所以兩個繩子之間的夾角6口大，cos6減小，口繩子拉力FT2增大，故 A、B、C錯誤，D正確題型四平衡中的臨界與極值問題11臨界問題當(dāng)某物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)或“當(dāng)某物理量變化時，會引起其他幾個物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語言敘述021極值問題平衡物體的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題口31解決極值問題和臨界問題的方法⑴極限法：首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析，找出平衡的臨界點和極值點；臨界條件必須在變化中去尋找，不能停留在一個狀態(tài)來研究臨界問題，而要把某個物理量推向界條件必須在變化中去尋找，不能停留在一個狀態(tài)來研究臨界問題，而要把某個物理量推向(口出函數(shù)圖象)，用數(shù)學(xué)方法求極值(口出函數(shù)圖象)，用數(shù)學(xué)方法求極值(如求二次函數(shù)極值、公式極值、三角函數(shù)極值)0極端，口極大和極小口(2)數(shù)學(xué)分析法：通過對問題的分析，依據(jù)物體的平衡條件寫出物理量之間的函數(shù)關(guān)系(3)物理分析方法：根據(jù)物體的平衡條件，作出力的矢量圖，通過對物理過程的分析，利用平行四邊形定則進(jìn)行動態(tài)分析，確定最大值與最小值0【例題1】如圖所示，質(zhì)量為【例題1】如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在一固定斜面上，當(dāng)斜面傾角為30°時恰能沿斜面勻速下滑0對物體施加一大小為尸□方向水平向右的口力，物體可沿斜面勻速向上滑行勻速下滑0對物體施加一大小為尸□方向水平向右的口力，物體可沿斜面勻速向上滑行0設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當(dāng)斜面傾角增大并超過某一臨界角80時，不論水平恒力多大，都不能使物體沿斜面向上滑行，試求：⑴物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)這一臨界角【答案】80的大小0⑴亍(2)60°(2)這一臨界角【答案】80的大小0⑴亍(2)60°【解析】(1)如圖所示，未施加力F時，對物體受力分析，由平衡條件得mgsin30°口^mgcos30°tan30°口半(2)設(shè)斜面傾角為 a時，受力情況如圖所示，由平衡條件得：Fcosa口mgsina口FfFN'口mgcosa口Fsina解得mgsina口〃mgcosa

cosa口〃sina解得當(dāng)cosa當(dāng)cosa口〃sina10,即tana口飛,5時，F(xiàn)—M即“不論水平恒力F多大，都不能使物體口斜面向上滑行”，此時，臨界角 80口a口60°.【例題 2】(2019?黑龍江省齊齊哈爾市調(diào)研)0000 G的兩個小球A和B用三段輕繩按如圖所示連接后懸掛在O【例題 2】(2019?黑龍江省齊齊哈爾市調(diào)研)0000 G的兩個小球A和B用三段輕繩按如圖所示連接后懸掛在O點上， O口B間的繩子長