【高考领航】2017届高三物理二轮复习(课件+训练)第1部分 专题讲练突破-专题一 力与运动第1讲

第1页返回导航物理高频考点二物体的动态平衡问题第2页返回导航物理知能必备1.动态平衡问题的特点及引起动态变化的常见形式．2.处理动态平衡问题的常用方法.第3页返回导航物理[命题视角]视角1“图解法”分析动态平衡问题[例1](名师改编)如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置绕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()第4页返回导航物理A．F1先增大后减小，F2一直减小B．F1先减小后增大，F2一直减小C．F1和F2都一直在增大D．F1和F2都一直在减小思路探究(1)小球处于静止状态时受哪几个力的作用？(2)如何理解“缓慢”两字？(3)在转至水平位置的过程中所受各力的方向如何变化？尝试解答__________第5页返回导航物理解析小球初始时刻的受力情况如图甲所示，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乙所示(重力的大小方向均不变、斜面对小球的支持力的方向始终不变)，由图可知此过程中斜面对小球的支持力不断减小，挡板对小球的弹力先减小后增大，由牛顿第三定律可知选项B正确．第6页返回导航物理答案B第7页返回导航物理视角2“解析法”分析动态平衡问题[例2](2016·河南开封二模)一铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直．现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止．则在这一过程中()第8页返回导航物理A．水平拉力F变小B．细线的拉力不变C．铁架台对地面的压力变大D．铁架台所受地面的摩擦力变大思路探究(1)试画出小球静止时的受力分析图，并写出各力的数学表达式．(2)小球运动过程中表达式中各物理量如何变化？尝试解答__________第9页返回导航物理解析对小球受力分析，受拉力、重力、F，根据平衡条件，有：F＝mgtanθ，θ逐渐增大则F逐渐增大，故A错误；由图可知，细线的拉力T＝mgcosθ，θ增大，T增大，故B错误；以整体为研究对象，根据平衡条件得Ff＝F，则Ff逐渐增大．FN＝(M＋m)g，FN保持不变．故C错误，D正确．答案D第10页返回导航物理视角3“相似三角形法”分析动态平衡问题[例3](2017·陕西宝鸡高三质检)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，杆的A端用铰链固定，光滑轻质小滑轮在A点正上方，杆的B端吊一重力为G的重物，现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉，在杆达到竖直前(杆和绳均未断)，关于绳子的拉力F和杆受到的弹力FN的变化，下列判断正确的是()第11页返回导航物理A．F变大B．F变小C．FN变大D．FN变小思路点拨分析B端的受力情况→将三力构成力矢量三角形→力三角形与几何三角形相似→找出相似中的数学关系→判断力的变化情况．尝试解答__________第12页返回导航物理解析在用拉力将B端缓慢上拉的过程中，B点受轻绳向下的拉力(其大小等于G)、沿OB方向的拉力F′(F′＝F)以及轻杆对B点的弹力FN′(FN′＝FN)的作用，由于B点处于动态平衡状态，且F′和FN′的大小和方向均在发生变化，故可用力三角形与几何三角形相似的方法进行解决．第13页返回导航物理受力分析如图所示，由图可知，力三角形与几何三角形AOB相似，即GAO＝FN′AB＝F′OB，由于重力G和O、A两点间的距离以及AB的长度均不变，故弹力FN′不变，拉力F′减小，FN不变，F减小．答案B第14页返回导航物理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，并且还有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：此法是图解法的特例，一般研究对象受绳(杆)、或其它物体的约束，且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．第15页返回导航物理[题组冲关]1．如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中()第16页返回导航物理A．N1始终减小，N2始终增大B．N1始终减小，N2始终减小C．N1先增大后减小，N2始终减小D．N1先增大后减小，N2先减小后增大第17页返回导航物理解析：选B.对小球进行受力分析，如图所示，设板与墙夹角为θ，转到水平位置过程中θ逐渐增大，N1＝mgcotθ，N2′＝N2，N2＝mgsinθ，而在第一象限内sinθ为增函数，cotθ为减函数，可知随着θ增大，N1和N2都减小，则只有B正确．第18页返回导航物理2．(多选)如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA，光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动，现将一质量为m的圆球放在斜面与挡板之间，挡板与水平面的夹角θ＝60°，下列说法正确的是()第19页返回导航物理A．若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°，则球对斜面的压力逐渐增大B．若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°，则球对挡板的压力逐渐减小C．若保持挡板不动，则球对斜面的压力大小为mgD．若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零第20页返回导航物理解析：选CD.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°，根据图象可知，FB先减小后增大，根据牛顿第三定律可知，球对挡板的压力先减小后增大，故选项A、B错误；球处于静止状态，受力平衡，对球进行受力分析，如图所示，FA、FB以及G构成的三角形为等边三角形，根据几何关系可知，FA＝FB＝mg，故选项C正确；若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，当FA和重力G的合力正好提供加速度时，球对挡板的压力为零，故选项D正确．第21页返回导航物理3．(名师原创)如图所示，半径为R的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小定滑轮，滑轮到球面B的距离为h，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的A点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止．现缓慢拉绳，则在使小球从A运动到B的过程中，半球形物体对小球的支持力FN和轻绳对小球的拉力F的变化情况是()第22页返回导航物理A．FN不变，F变小B．FN不变，F先变大后变小C．FN变小，F先变小后变大D．FN变大，F变大第23页返回导航物理解析：选A.对小球进行受力分析可知，小球受重力G、半球形物体对其的支持力FN和轻绳对其的拉力F这三个力的作用，由题意可知，在小球从A点缓慢运动到B点的过程中，支持力FN和拉力F的方向均第24页返回导航物理在发生变化，只有小球的重力大小和方向均不变，故用力三角形与几何三角形相似的方法进行求解．小球的受力分析如图所示，设连接小球A和定滑轮之间的轻绳长为l，则由力三角形与几何三角形相似可得：FNR＝Gh＋R＝Fl，故可得FN不变，F逐渐减小．