新教材2024高考物理二轮专题复习第一编专题复习攻略专题一力与运动第1讲力与物体的平衡教师用书.docVIP

第1讲力与物体的平衡

知识网络构建

命题分类剖析

命题点一静态平衡问题

1．共点力平衡的常用处理方法

适用条件

平衡关系

合成法

三个共点力

任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反

正交分解法

三个或三个以上共点力

将物体所受的力分解为相互垂直的两组力，每组力都满足平衡条件

力的三角形法

三个共点力

对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力

2.受力分析的方法

(1)研究对象的选取：①整体法与隔离法(如图甲)；②转换研究对象法(如图乙)．

(2)画受力分析图：按一定的顺序分析力，只分析研究对象受到的力．

(3)验证受力的合理性：①假设法(如图丙)；②动力学分析法(如图丁)．

例1[2023·山东卷]

餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘．托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平．已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2.弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为()

A．10N/mB．100N/m

C．200N/mD．300N/m

例2[2023·河北保定一模]

质量为M的正方体A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，截面正方形的对角线与截面圆的一条直径恰好在一条直线上，所有摩擦忽略不计，重力加速度为g.则()

A．F＝(M＋m)g

B．F＝mg

C．地面受到的压力为FN，FN(M＋m)g

D．地面受到的压力为FN，FN(M＋m)g

提升训练

1.[2023·广东省中山市测试]如图甲为明朝《天工开物》记载测量“弓弦”张力的插图，图乙为示意图．弓的质量为m＝5kg，弦的质量忽略不计，悬挂点为弦的中点．当在弓的中点悬挂质量为M＝15kg的重物时，弦的张角为θ＝120°，g＝10m/s2，则弦的张力为()

A．50NB．150N

C．200ND．2003N

2.

[2023·浙江6月]如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°.已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为()

A．Fa＝0.6G，Fb＝0.4G

B．Fa＝0.4G，Fb＝0.6G

C．Fa＝0.8G，Fb＝0.6G

D．Fa＝0.6G，Fb＝0.8G

3.

[2023·河南省洛阳市模拟]如图所示，一光滑球体放在支架与竖直墙壁之间，支架的倾角θ＝60°，光滑球体的质量为m，支架的质量为2m，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个装置保持静止，则支架和地面间的动摩擦因数至少为()

A．39B．

C．32D．

命题点二动态平衡问题(含临界、极值问题)

1．解决动态平衡问题的一般思路

化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值．

2．“缓慢”移动的三类经典模型

分类

图例

分析

悬球

模型

求力F的最小值

Fmin＝mgsinθ

挂件

模型

结论：sinθ＝dL

F＝mg2

绳子端点上下

移动，力F不变

板—球

模型

N1、N2始终减小

斜面对球的支持力F1逐渐减小，挡板对球的弹力F2先减小后增大

考向1共点力作用下的动态平衡

例1[2023·四川省成都市检测](多选)某中学举行趣味运动会时，挑战用一支钢尺取出深盒子(固定不动)中的玻璃球，该游戏深受大家喜爱，参与者热情高涨．游戏中需要的器材和取球的原理分别如图甲和图乙所示．若忽略玻璃球与盒壁、钢尺间的摩擦力，在不损坏盒子的前提下，钢尺沿着盒子上边缘某处旋转拨动(钢尺在盒内的长度逐渐变短)，使玻璃球沿着盒壁缓慢上移时，下列说法正确的是()

A．钢尺对玻璃球的弹力逐渐减小

B．钢尺对玻璃球的弹力先增大后减小

C．盒壁对玻璃球的弹力逐渐减小

D．盒壁对玻璃球的弹力先减小后增大

例2[2023·河北唐山三模]如图所示，木板B放置在粗糙水平地面上，O为光滑铰链．轻杆一端与铰链O固定连接，另一端固定连接一质量为m的小球A.现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑的定滑轮O′由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态．现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到O′正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中()

A．外力F大小不变

B．轻杆对小球的作用力变小

C．地面对木板的支持力逐渐变小

D．地面对木板的摩擦力逐渐减小

思维提升

三力作用下的动态平衡

考向2平衡中的极值或