（通用版）2020版高考物理二轮复习 专题一 第一讲 力与物体平衡课件

-2-考情分析备考定向纵览考题,洞悉命题规律分讲考点及题型考题统计2020考情预测第一讲力与物体平衡考点一物体的受力分析及静态平衡考法1整体法与隔离法的应用(H)2016卷Ⅲ17考法2受力分析及共点力平衡条件的应用(M)2017卷Ⅱ16;2019卷Ⅲ16考点二共点力作用下物体的动态平衡及临界、极值问题2016卷Ⅱ14;2016卷Ⅰ192017卷Ⅰ21;2019卷Ⅰ19-3-分讲考点及题型考题统计2020考情预测第二讲力与直线运动考点一运动学基本规律的综合应用考法1基本规律应用(M)2019卷Ⅰ18考法2图象和追及、相遇问题(M)2015卷Ⅰ20;2016卷Ⅰ212018卷Ⅱ19;2018卷Ⅲ182019卷Ⅲ20考点二动力学基本规律的理解及应用考法1连接体问题(M)2015卷Ⅱ20考法2传送带问题(L)考法3“滑块—滑板”模型(H)2015卷Ⅰ25;2015卷Ⅱ252017卷Ⅲ25考法4动力学中的临界极值问题(含弹簧问题)(M)2016卷Ⅰ25;2016卷Ⅱ252018卷Ⅰ15;2019卷Ⅰ21-4-分讲考点及题型考题统计2020考情预测第三讲力与曲线运动考点一曲线运动及运动的合成与分解(M)2015卷Ⅱ24考点二平抛运动的规律及其应用(H)2015卷Ⅰ18;2017卷Ⅰ152018卷Ⅲ17考点三圆周运动问题考法1圆周运动的动力学问题(H)2016卷Ⅱ16;2016卷Ⅲ20考法2平抛运动与圆周运动的组合问题(L)2017卷Ⅱ17-5-分讲考点及题型考题统计2020考情预测第四讲万有引力定律及其应用考点一万有引力定律及天体质量和密度的求解(H)2015卷Ⅰ21;2018卷Ⅱ16考点二卫星的定轨和变轨问题考法1卫星运行参量的分析(H)2015卷Ⅱ16;2016卷Ⅰ172017卷Ⅱ19;2017卷Ⅲ142018卷Ⅲ15;2019卷Ⅰ142019卷Ⅲ15考法2卫星的变轨与对接(L)考点三双星与多星问题(L)2018卷Ⅰ20-6-专题复习研究本专题考纲有10个Ⅱ级考点,分别是位移、速度和加速度,匀变速直线运动及其公式、图象,力的合成和分解,共点力的平衡,牛顿运动定律及其应用,运动的合成与分解,抛体运动,匀速圆周运动的向心力,万有引力定律及其应用,环绕速度。有9个Ⅰ级考点,分别是参考系、质点,滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力,形变、弹性、胡克定律,矢量和标量,超重和失重,匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度,离心现象,第二宇宙速度和第三宇宙速度,经典时空观和相对论时空观。近五年高考命题点主要集中在:1.物体的受力分析及静态平衡(3次)。2.共点力作用下物体的动态平衡(4次)。3.运动学及动力学图象的理解及应用(6次)。4.“滑块—滑板”模型(3次)。5.临界极值及弹簧类问题(4次)。6.平抛运动的规律及其应用(3次)。7.圆周运动问题(3次)。8.万有引力定律及天体质量和密度的求解(2次)。9.卫星运行参量的分析(7次)。通过考题和考点的对照来看,命题者特别重视Ⅱ级考点的考查。本专题命题点较多,题型多变,在复习备考时要舍得花时间,复习时要做到Ⅱ级考点面面俱到的复习说明:统计分析近五年高考全国卷命题规律,对考查频率较高的题型标注字母H,中等的标注M,考查较少的标注L。-7-网络构建策略指导在复习中应进一步强化连接体的受力分析和动态平衡问题,注意整体与隔离的受力分析方法,强化平衡问题与生活实际的联系,注重与数学知识相结合来求解问题。-8-高考真题1.(2016全国Ⅲ卷)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;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小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为()A.𝑚2B.32mC.mD.2m考点定位:共点力平衡条件的应用解题思路与方法:确定圆弧的圆心,利用几何关系分析悬挂点的角度是解题关键。答案解析解析关闭由几何关系知,△Oab为等边三角形,故∠AaO=θ1=30°;设细线中的张力为FT,同一根绳子中的张力大小处处相等,故FT=mg,对a处受力分析知,θ1=θ2=30°,则θ3=30°,故α=60°,对结点C分析可知,2FTcosα=m物g,解得m物=m,选项C正确。答案解析关闭C-9-2.(多选)(2017全国Ⅰ卷)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中()A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小ααπ2。考点定位:动态平衡的解法解题思路与方法:以重物为研究对象,所受三个力的合力始终为零,画出矢量三角形是解题的突破口。-10-答案:AD解析:方法一:受力分析如图。设OM与竖直方向夹角为θ,M点绕O点做圆周运动,沿切线方向:FMNcos(α-90°)=mgsinθ,沿半径方向:FOM=FMNsin(α-90°)+mgcosθ,故FMN=𝑚𝑔sin𝜃cos(𝛼-90°),随θ增大而增大,A正确。FOM=𝑚𝑔sin𝜃cos(𝛼-90°)·sin(α-90°)+mgcosθ=𝑚𝑔sin𝜃sin(𝛼-90°)+𝑚𝑔cos𝜃·cos(𝛼-90°)cos(𝛼-90°)=𝑚𝑔cos(𝛼-90°)·cos(α-90°-θ),当θ=α-90°时存在极大值,故FOM先增大再减小,D项正确。-11-方法二:利用矢量圆,如图重力保持不变,是矢量圆的一条弦,FOM与FMN夹角即圆周角保持不变,由图知FMN一直增大到最大,FOM先增大再减小,当OM与竖直夹角为θ=α-90°时FOM最大。-12-3.(2019全国Ⅱ卷)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°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10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1500N,则物块的质量最大为()A.150kgB.1003kgC.200kgD.2003kg考点定位:平衡中的临界问题解题思路和方法:根据平衡条件列方程即可。答案解析解析关闭本题考查物体的平衡及临界问题。因为物块在拉力作用下沿斜面向上做匀速运动,所以F-mgsinθ-μmgcosθ=0,而F≤1500N。因此m=𝐹𝑔sin𝜃+𝜇𝑔cos𝜃≤150kg,即A正确,B、C、D错误。答案解析关闭A-13-4.(2019全国Ⅲ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Ⅰ、Ⅱ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Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则()A.F1=33mg,F2=32mgB.F1=32mg,F2=33mgC.F1=12mg,F2=32mgD.F1=32mg,F2=12mg考点定位:平衡问题解题思路和方法:选圆筒为研究对象,受力分析后,应用正交分解法,根据平衡条件列方程即可。也可用分解法——直接将重力分解求解。答案解析解析关闭圆筒做匀速直线运动,所受的合外力为零。对圆筒受力分析,圆筒受两个斜面的支持力与地球的重力,有FN1sin30°=FN2sin60°,FN1cos30°+FN2cos60°=mg,联立求得FN1=32mg,FN2=12mg。根据牛顿第三定律得,F1=FN1=32mg,F2=FN2=12mg,故A、B、C错误,D正确。答案解析关闭D-14-考点一考点二物体的受力分析及静态平衡考法1整体法与隔离法的应用(H)规律方法整体与隔离两大思维方法对比-15-考点一考点二【典例1】(多选)如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动,m1在地面上,m2在空中。此时力F与水平方向成θ角,弹簧中弹力大小为F1,弹簧轴线与水平方向的夹角为α,m1受地面的摩擦力大小为Ff,则下列说法正确的是()A.θ一定大于αB.θ可能等于αC.F一定大于F1D.F一定大于Ff答案解析解析关闭m2受三力平衡:m2g、F、F1,根据平衡条件知,F与F1的水平分力大小相等,即:Fx=Fcosθ=F1cosα,F的竖直分力比F1的竖直分力大,即:Fy=Fsinθ=F1sinα+m2g,根据F合=𝐹𝑥2+𝐹𝑦2,所以FF1,根据tanθ=𝐹𝑦𝐹𝑥,所以θα。根据整体法得:Fcosθ=Ff,所以FFf,故ACD正确,B错误,故选ACD。答案解析关闭ACD-16-考点一考点二思维点拨先用隔离法对m2受力分析,根据平衡条件列出方程,从而判断F与F1、θ与α的大小关系。再利用整体法对m1、m2整体受力分析,根据平衡条件列出方程,从而判断F与Ff的大小关系。方法技巧1.求解共点力平衡问题常用的方法:先选择研究对象(整体法或隔离法),然后用力的合成法或正交分解法列出方程,根据方程中各物理量之间的关系分析求解。本题采用的是正交分解法,根据平衡条件建立关系,比较分析求解。2.应用整体法时,无论研究对象是运动还是静止,只要是处于平衡状态,就可以看成一个整体。-17-考点一考点二1.(2019四川宜宾二诊)如图所示,质量均为m的斜面体A、B叠放在水平地面上,A、B间接触面光滑,用一与斜面平行的推力F作用在B上,B沿斜面匀速上升,A始终静止。若A的斜面倾角为θ,下列说法正确的是()A.F=mgtanθB.A、B间的作用力为mgcosθC.地面对A的支持力大小为2mgD.地面对A的摩擦力大小为F答案解析解析关闭选物体B为研究对象,对物体B受力分析,B受重力、A对B的支持力FN和推力F,因其匀速上升,合力为零,根据平衡条件得F=mgsinθ,选项A错误;A对B的支持力即A、B间的作用力为FN=mgcosθ,选项B正确;A和B均处于平衡状态,可选A、B整体为研究对象,对A、B整体,竖直方向:FN'+Fsinθ=2mg,解得地面对A的支持力大小为FN'=2mg-Fsinθ;水平方向:Fcosθ=f,则选项C、D错误。答案解析关闭B-18-考点一考点二2.一质量为m的长木板静止在倾角为θ的斜面上,长木板上一人用力推长木板上的物块,使物块与长木板间的摩擦力刚好为零,已知人、物块的质量均为m,均保持静止,人、物块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与斜面间的动摩擦因数为μ2,则下列说法正确的是()A.斜面对长木板的摩擦力为mgsinθB.斜面对长木板的摩擦力为3μ2mgcosθC.长木板对人的摩擦力为2μ1mgcosθD.长木板对人的摩擦力为2mgsinθ答案解析解析关闭对人、物块、长木板三者整体研究,斜面对它们的摩擦力为静摩擦力,其大小为Ff=3mgsinθ,故A、B错误;对人、物块整体研究,由于物块与长木板间的摩擦力刚好为零,因此长木板对人的静摩擦力大小为Ff'=2mgsinθ,故C错误,D正确。答案解析关闭D-19-考点一考点二考法2受力分析及共点力平衡条件的应用(M)规律方法1.受力分析的一般步骤-20-考点一考点二2.处理平衡问题的基本思路-21-考点一考点二【典例2】(多选)如图所示,重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点,物体B放在粗糙的水平桌面上,O'是三根线的结点,bO'水平拉着B物体,cO'竖直拉着重物C,aO'、bO'与cO'的夹角如图所示。细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态。若悬挂小滑轮的细线OP的张力大小是20N,则下列说法中正确的是(g取10m/s2)()A.重物A的质量为2kgB.桌面对B物体的摩擦力大小为10NC.重物C的质量为1kgD.OP与竖直方向的夹角为60°33答案解析解析关闭以小滑轮P为研究对象,受力分析如图甲所示,则有2Tcos30°=F,故T=𝐹2cos30°=20N,由于T=mAg,故mA=2kg,则选项A正确;以O'点为研究对象,受力分析如图乙