（广西专用）2020高考物理二轮复习 第1讲 力与物体的平衡课件

第二部分专题整合高频突破专题一力与运动-3-命题热点考题统计命题规律第1讲力与物体的平衡热点一物体的受力分析及静态平衡2016卷Ⅲ,17;2017卷Ⅲ,17近几年高考命题点主要有:①匀变速直线运动规律及其公式、图像。②力的合成与分解、共点力的平衡。③牛顿运动定律与匀变速直线运动规律及其公式、图像的综合。热点二共点力作用下物体的动态平衡2016卷Ⅱ,14;2017卷Ⅰ,21;2019卷Ⅰ,19热点三在电场力、磁场力作用下的平衡2015卷Ⅰ,24热点四平衡中的临界和极值问题2016卷Ⅰ,19;2019卷Ⅱ,16-4-命题热点考题统计命题规律第2讲力与物体的直线运动热点一连接体的求解方法2015卷Ⅱ,20④牛顿运动定律、力的合成与分解、抛体运动和圆周运动的综合。⑤万有引力定律及其应用。主要以选择题的形式出现。热点二匀变速直线运动的规律、图像及应用2015卷Ⅰ,20;2016卷Ⅰ,21;2018卷Ⅱ,19;2018卷Ⅲ,18;2019卷Ⅰ,18热点三牛顿运动定律与运动学的综合应用2015卷Ⅱ,20;2015卷Ⅱ,25;2015卷Ⅰ,25;2016卷Ⅰ,18;2017卷Ⅱ,24;2018卷Ⅰ,15;2019卷Ⅲ,16;2019卷Ⅲ,20-5-命题热点考题统计命题规律第3讲力与物体的曲线运动热点一运动的合成与分解2015卷Ⅱ,24近几年关于万有引力与航天的题目,出现的频率较高,复习时应引起足够重视,特别是卫星变轨问题。热点二平抛(类平抛)运动的规律2015卷Ⅰ,18;2017卷Ⅰ,15;2018卷Ⅲ,17;2019卷Ⅱ,19热点三圆周运动问题2017卷Ⅱ,14-6-命题热点考题统计命题规律第4讲万有引力与航天热点一天体运动问题2015卷Ⅰ,21;2016卷Ⅰ,17;2017卷Ⅱ,19;2018卷Ⅲ,15;2019卷Ⅲ,15热点二中心天体质量和密度的估算2018卷Ⅰ,20;2018卷Ⅱ,16;2019卷Ⅰ,21热点三航天器的运行及变轨问题2015卷Ⅱ,16;2017卷Ⅲ,14;2019卷Ⅱ,14第1讲力与物体的平衡-8-知识脉络梳理规律方法导引-9-知识脉络梳理规律方法导引1.知识规律(1)受力分析四关键。①选对象:首先要选定研究对象,将其从系统中隔离出来。②定顺序:先分析场力,后分析接触力。③明规律:只分析性质力,不分析效果力。④找关系:两物体之间存在摩擦力,一定存在相互作用的弹力。(2)平衡问题两推论。①若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n-1)个力的合力大小相等、方向相反。②若三个共点力的合力为零,且这三个共点力不在一条直线上,则表示这三个力的有向线段首尾相接能组成一个封闭三角形。-10-知识脉络梳理规律方法导引2.思想方法(1)物理思想:等效思想,分解思想。(2)物理方法:假设法、图解法、矢量三角形法、整体与隔离法、正交分解法、转换研究对象法。-11-命题热点一命题热点二命题热点三命题热点四物体的受力分析及静态平衡常以选择题的形式考查整体与隔离法的应用,常考查涉及摩擦力的受力分析。例1如图所示,放在桌面上的A、B、C三个物块重均为100N,小球P重20N,作用于B的水平力F=20N,整个系统静止,则()A.A和B之间的摩擦力是20NB.B和C之间的摩擦力是20NC.物块C受六个力作用D.C与桌面间摩擦力为20NB-12-命题热点一命题热点二命题热点三命题热点四思维导引-13-命题热点一命题热点二命题热点三命题热点四解析:结点受三绳子的拉力,如图所示,由几何关系可知,与C相连的绳子的拉力F1=GP=20N。对A、B、C整体受力分析,整体受重力和支持力以及两大小相等、方向相反的拉力,两拉力的合力为0,整体在水平方向没有运动的趋势,故C与桌面间的摩擦力为0,D项错误。对A用隔离法受力分析,根据平衡条件知水平方向不受外力,即A、B之间没有摩擦力,所以A项错误。对B用隔离法进行受力分析,根据平衡条件,B受C对它的摩擦力Ff=F=20N,根据牛顿第三定律知B对C的摩擦力也等于20N,所以B项正确。对C用隔离法受力分析,受重力、桌面的支持力、B对它的压力、B对它的摩擦力、绳子拉力共五个力的作用,所以C项错误。-14-命题热点一命题热点二命题热点三命题热点四规律方法1.两物体间有摩擦力,一定有弹力。静摩擦力总与接触面平行,且与相对运动趋势方向相反。2.整体法与隔离法的应用技巧(1)不涉及系统内力时,优先考虑应用整体法,即“能整体、不隔离”。(2)同样应用“隔离法”,也要先隔离“简单”的物体,如待求量少、或受力少、或处于边缘处的物体。(3)将“整体法”与“隔离法”有机结合、灵活应用。(4)各“隔离体”间的力,表现为作用力与反作用力,对整体系统则是内力。-15-命题热点一命题热点二命题热点三命题热点四拓展训练1(多选)质量均为m的两物块A、B之间连接着一个轻质弹簧,其劲度系数为k,再将物块A、B放在水平地面上一斜面的等高处,如图所示。弹簧处于压缩状态,且物块与斜面均能保持静止。已知斜面的倾角为θ,两物块和斜面间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是()A.斜面和水平地面间有静摩擦力B.斜面对A、B组成的系统的静摩擦力的合力为2mgsinθC.若将弹簧拿掉,物块有可能发生滑动D.弹簧的最大压缩量为𝑚𝑔𝜇2cos2𝜃-sin2𝜃𝑘BD-16-命题热点一命题热点二命题热点三命题热点四解析:以A、B两物块、轻质弹簧和斜面组成的整体为研究对象进行受力分析知,整体只在竖直方向上受重力及地面的支持力,没有沿水平面的相对运动趋势,故斜面与地面间没有摩擦力作用,A错误;选A、B组成的系统为研究对象,摩擦力等于重力沿斜面的分力,即Ff=2mgsinθ,B正确;选A为研究对象进行受力分析,沿斜面方向的力如图甲,FfA与F弹和mgsinθ合力的大小相等、方向相反,当撤去弹簧,如图乙,则FfA'=mgsinθ,FfA'FfA,所以物块不可能发生滑动,C错误;由于FfAmax=μmgcosθ,kxmax=𝐹f𝐴max2-(𝑚𝑔sin𝜃)2,联立得xmax=𝑚𝑔𝜇2cos2𝜃-sin2𝜃𝑘,D正确。-17-命题热点三命题热点四命题热点一命题热点二共点力作用下物体的动态平衡常以选择题的形式考查物体所受某几个力的大小变化情况。例2如图所示,粗糙水平地面上的长方体物块将一重力为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上。现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块,在圆球与地面接触之前,下面的相关判断正确的是()A.球对墙壁的压力逐渐减小B.地面对长方体物块的支持力逐渐增大C.地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大D.水平拉力F逐渐减小D-18-命题热点三命题热点四命题热点一命题热点二思维导引-19-命题热点三命题热点四命题热点一命题热点二解析:以球为研究对象,进行受力分析如图甲所示。其中重力G大小、方向均不变,墙壁对球的弹力FN1方向不变,长方体物块对球的支持力FN2大小、方向均改变,适合用图解法解题。随着FN2与水平方向夹角逐渐变小,可以看出FN1变大,FN2变大,由牛顿第三定律可知,球对墙壁的压力逐渐增大,A错误;设长方体物块的重力为G',地面对长方体物块的摩擦力为Ff,选长方体物块和球整体为研究对象进行受力分析,如图乙所示,地面对长方体物块的支持力FN等于总重力,即FN=G+G',故FN不变,B错误;Ff=μFN=μ(G+G'),故地面对长方体物块的摩擦力不变,C错误;由Ff=FN1+F及FN1变大知,F减小,D正确。-20-命题热点三命题热点四命题热点一命题热点二规律方法分析动态平衡问题的三个常用方法1.解析法:一般把力进行正交分解,两个方向上列平衡方程,写出所要分析的力与变化角度的关系,然后判断各力的变化趋势。2.图解法:能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征:一、物体一般受三个力作用;二、其中有一个大小、方向都不变的力;三、还有一个方向不变的力。3.相似三角形法:物体一般受三个力作用而平衡,系统内一定总存在一个与矢量三角形相似的三角形,这种情况下采用相似三角形法解决问题简单快捷。-21-命题热点三命题热点四命题热点一命题热点二拓展训练2(多选)(2019·全国卷Ⅰ)如图所示,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BD-22-命题热点三命题热点四命题热点一命题热点二解析:对物块N进行受力分析,如图所示。F=mgtanβ,随着β的增大,F增大,A错误。FT=𝑚𝑔cos𝛽,随着β的增大,FT增大,B正确。由于物块M和N的质量关系、斜面倾角的大小均未知,不能确定物块M所受斜面摩擦力的方向;当物块M所受斜面摩擦力的方向沿斜面向上时,FT增大,物块M所受斜面摩擦力可能先减小后增加,C错误,D正确。-23-命题热点三命题热点四命题热点二命题热点一在电场力、磁场力作用下的平衡常以选择题的形式考查导体棒受到的安培力,带电体受到的电场力、洛伦兹力。-24-命题热点三命题热点四命题热点二命题热点一例3(多选)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q=3.0×10-6C的正电荷。两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度g取10m/s2,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,A、B球可视为点电荷),则()A.支架对地面的压力大小为2.0NB.两线上的拉力大小F1=F2=1.9NC.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225N,F2=1.0ND.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866NBC-25-命题热点三命题热点四命题热点二命题热点一思维导引-26-命题热点三命题热点四命题热点二命题热点一解析:由库仑定律得F库=k𝑄2𝑙𝐴𝐵2=0.9N,支架对地面压力F压=FN=mBg-F库=1.1N,A项错误。取小球A为研究对象,则2F1·cos60°=mAg+F库,解得F1=1.9N=F2,B项正确。若将小球B移至无穷远,则2F1·cos60°=mAg,解得F1=F2=1N,D项错误。将B水平右移,使M、A、B共线,则AB间距lAB'=0.6m,F库'=𝐹库4=0.225N。取小球A为研究对象,则水平方向上F1·cos30°=F2·cos30°+F库'·cos30°,竖直方向上F1·sin30°+F2·sin30°=mAg+F库'·sin30°,以上两式联立得F1=1.225N,F2=1.0N,C项正确。-27-命题热点三命题热点四命题热点二命题热点一例4(多选)如图所示,在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为l,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。有两根质量均为m的金属棒a、b,先将a棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直导轨放置,a、c此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上。a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨接触良好,导轨电阻不计。则()A.物块c的质量是2msinθB.回路中电流方向俯视为顺时针C.b棒放上后,a棒受到的安培力为2mgsinθD.b棒放上后,a棒中电流大小是𝑚𝑔sin𝜃𝐵𝑙AD-28-命题热点三命题热点四命题热点二命题热点一思维导引-29-命题热点三命题热点四命题热点二命题热点一解析:由右手定则可知回路中电流方向俯视为逆时针,B错误。因为a、b、c都处于平衡状态,分别列三个平衡方程F