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- 2021-04-20 发布
专题整合突破
专题一 力与运动
要点解读
1.
力与物体平衡部分：考查物体受力分析和平衡条件，一般以选择题形式命题，注意与静摩擦力有关的临界极值问题。
2
．力与直线运动部分：考查牛顿运动定律与直线运动规律的综合应用，以选择题形式命题为主，注意与运动图象的结合。
3
．力与曲线运动部分：考查抛体运动、圆周运动、直线运动组合情景下的运动问题、受力问题及功能综合问题，命题形式既有选择题，也有计算题。
4
．力与天体运动部分：结合圆周运动规律考查万有引力定律在天体运动与航天中的应用，命题形式一般为选择题。
备考对策
1.
理解各种性质的力的产生、方向、特点和平衡条件，能正确对物体进行受力分析，掌握解决平衡问题的常用方法。
2
．理解运动学公式及适用条件，熟练运用整体法和隔离法解决连接体问题，灵活运用牛顿运动定律和运动学规律处理运动图象及其他综合问题。
3
．运用运动的合成和分解、动力学规律和功能关系解决直线运动、平抛运动和圆周运动的组合性问题，分析衔接点的速度是解决问题的关键。
4
．运用两个模型、两条思路是解决天体运动与航天问题的基础，重点关注我国航天工程的最新成就。
第
1
讲 力与物体的平衡
1
微网构建
2
高考真题
3
热点聚焦
4
复习练案
微 网 构 建
高 考 真 题
1
．
(
多选
)(2018
·
天津，
7)
明朝谢肇淛的
《
五杂组
》
中记载：
“
明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之。
”
游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为
θ
，现在木楔背上加一力
F
，方向如图所示，木楔两侧产生推力
F
N
，则
(
)
A
．若
F
一定，
θ
大时
F
N
大
B
．若
F
一定，
θ
小时
F
N
大
C
．若
θ
一定，
F
大时
F
N
大
D
．若
θ
一定，
F
小时
F
N
大
BC
2
．
(2017
·
全国
Ⅲ
，
17)
一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距
80cm
的两点上，弹性绳的原长也为
80cm
。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为
100cm
；再将弹性绳的两端缓慢移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
．
86cm
B
．
92cm
C
．
98cm
D
．
104cm
B
3
．
(
多选
)(2017
·
天津，
8)
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。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是
(
)
AB
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，则衣架悬挂点右移
热 点 聚 焦
1
．明确六种常见力
热点一 受力分析 物体的平衡
2
．受力分析的顺序
一般按照
“
一重、二弹、三摩擦、四电磁
”
的程序，结合整体法与隔离法分析物体的受力情况。
3
．
处理平衡问题的基本思路
(2018
·
安徽省蚌埠市高三第三次教学质量检测
)
如图所示，一根绳的两端分别固定在两座山的
A
、
B
处，
A
、
B
两点水平距离
BD
＝
16m
，竖直距离
AD
＝
2m
，
A
、
B
间绳长为
20m
。重为
120N
的猴子抓住套在绳子上的滑环在
AB
间滑动，某时刻猴子在最低点
C
处静止，则此时绳的张力大小为
(
绳处于拉直状态
) (
)
A
．
75N
B
．
100N
C
．
150N
D
．
200N
典例
1
B
方法总结
在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，若物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解
〔
类题演练
1〕
(2018
·
浙江省杭州市高三下学期预测卷
)
我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁
(
如图甲所示
)
在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动。图乙为高铁车厢示意图，
A
、
B
两物块相互接触放在车厢里的水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数相同。
A
的质量比
B
的质量大，车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，
AB
相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是
(
)
A
A
．
A
受到
2
个力的作用
B
．
B
受到
3
个力的作用
C
．
A
、
B
均受到桌面向右的摩擦力
D
．
B
受到
A
对它向右的弹力
[
解析
]
车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，此时
AB
均在向右做匀速运动，故
AB
均只受重力和支持力作用，水平方向没有外力，故水平方向均不受摩擦力，同时
AB
间也没有弹力作用，故
A
正确，
B
、
C
、
D
错误。
1
．平衡状态是指物体处于匀速直线运动状态或静止状态，共点力的平衡条件是
F
合
＝
0
。
2
．
两种思维方法对比
(1)
整体法
①选取原则：只涉及系统外力不涉及系统内部物体之间的相互作用力。
②适用条件：系统内各个物体的加速度相同。
③优、缺点：整体法解题一般比较简单，但整体法不能求内力。
热点二 整体法与隔离法在静态平衡中的应用
(2)
隔离法
①选取原则：分析系统内某个物体的受力情况，一般先从受力简单的物体入手。
②优、缺点：系统内物体受到的内力、外力均能求解，但比较麻烦，易出错。
(3)
实际问题中常需要交叉应用整体法与隔离法。
(2018
·
陕西省宝鸡市模拟
)
如图所示，质量为
M
的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上，质量为
m
的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间，且不计圆柱体与正方体之间的摩擦，正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成
θ
角，圆柱体处于静止状态。则
(
)
典例
2
C
〔
类题演练
2〕
2018
·
四川省泸州市高三下学期模拟
)
如图所示，两个轻环
a
和
b
套在位于竖直面内的一段半径为
R
、圆心为
O
(
图中未画出
)
的固定圆弧上，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质量为
M
的小物块。平衡时，
a
、
b
间的距离记为
L
，不计所有摩擦。下列说法正确的是
(
)
B
[
解析
]
平衡时，对
m
受力分析，受重力和拉力，故
T
＝
mg
；对圆环分析，受细线的两个拉力和轨道的支持力，如图所示
1
．
动态平衡
：物体在缓慢移动过程中，可认为其速度、加速度均为零，物体处于平衡状态。
2
．
动态平衡问题常用的一个重要推论：
三个或三个以上的共点力平衡，某一个力与其余力的合力等大反向。
热点三 共点力作用下物体的动态平衡
(2018
·
山西省高三下学期模拟
)
如图所示，质量为
m
的小球用细线拴住放在光滑斜面上，斜面足够长，倾角为
α
的斜面体置于光滑水平面上，用水平力
F
推斜面体使斜面体缓慢地向左移动，小球沿斜面缓慢升高。当线拉力最小时，推力
F
等于
(
)
典例
3
D
方法总结
解决动态平衡问题的常用方法
(1)
图解法：
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，另一个力的方向不变，此时可用图解法，画出不同状态下力的矢量图，判断各个力的变化情况。
(2)
解析法：
如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根据自变量的变化确定因变量的变化。
(3)
相似三角形法：
如果物体受到三个力的作用，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，可以用力三角形与几何三角形相似的方法。
(4)
转圆法：
如果物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向都不变，另外两个力的方向都发生变化，但之间的夹角保持不变，可利用圆中弦确定，对应的圆周角也确定的方法解题。
〔
类题演练
3〕
如图所示，一半球状的物体放在地面上静止不动，一光滑的小球系在轻绳的一端，轻绳绕过定滑轮另一端在力
F
的作用下，拉动小球由图示位置沿球体表面缓慢向上移动。
(
定滑轮位于半球球心的正上方，不计滑轮的摩擦
)
则
(
)
A
．拉力
F
的大小在增大
B
．小球受到球状体的支持力减小
C
．地面对半球体的支持力减小
D
．地面对半球体的摩擦力在减小
D
AD
1
．电磁场中平衡问题的规律
(1)
带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力
——
电场力、安培力或洛伦兹力。力学中用到的图解法和正交分解法等仍然可以用在电场的平衡中。
(2)
如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为
F
洛
⊥
v
。
热点四 电磁学中的平衡问题
典例
4
BD
[
解析
]
对
A
和
B
整体进行受力分析，如图所示：
当电场力和绳
AB
方向垂直时，电场力最小，即电场强度最小，
根据平衡条件：
f
max
＋
Eq
sin
θ
＝
(
m
1
＋
m
2
)
g
，
F
N
＝
Eq
cos
θ
，
f
max
＝
μF
N
，
整理可以得到：
μEq
cos
θ
＋
Eq
sin
θ
＝
(
m
1
＋
m
2
)
g
〔
类题演练
5〕
(2018
·
广东省汕头市高三下学期
4
月模拟
)
如图所示，有两根长均为
L
、质量均为
m
的细导体棒
a
、
b
，其中
a
被水平放置在倾角为
45°
的光滑绝缘斜面上，
b
被水平固定在斜面的右侧，且
a
、
b
在同一水平面上保持相互平行。当两棒通以大小均为
I
的电流时，
a
恰好在斜面上保持静止，重力加速度为
g
，下列关于
b
棒在
a
处产生的磁场的说法中，正确的是
(
)
C