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1、第第6講講單單 元元 小小 結(jié)結(jié) 本單元內(nèi)容包括的解題方法有正交分解法與整體法和隔離法利用正交分解法時要注意坐標(biāo)系的選取若是研究系統(tǒng)受到外力，首先采用整體法；若研究系統(tǒng)內(nèi)力，則采用隔離法 一般情況下，可將物體看成質(zhì)點處理，若研究的問題中有輕桿，則輕桿不能看成質(zhì)點研究摩擦力特別是有靜摩擦力的情況下，要注意靜摩擦力的方向是否變化 【例1】(2010年高考江蘇物理卷)如圖甲所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長，與豎直方向均成30角，則每根支架中承受的壓力大小為() 【名師點金】相機在空間力系作用下處于平衡狀態(tài)，三個支架的支持力關(guān)于豎直方向?qū)ΨQ，可以推知三力大
2、小相等將支持力沿豎直方向和水平方向正交分解，則結(jié)論不難得出 【答案】D 【例2】在傾角37的斜面上，一條質(zhì)量不計的皮帶一端固定在斜面上端，另一端繞過一質(zhì)量m3 kg、中間有一圈凹槽的圓柱體，并用與斜面夾角37的力F拉住，使整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示不計一切摩擦，求拉力F和斜面對圓柱體的彈力FN的大小(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)某同學(xué)分析過程如下：某同學(xué)分析過程如下：將拉力將拉力F F沿斜面和垂直于斜面方向進行分解沿斜面和垂直于斜面方向進行分解沿斜面方向：沿斜面方向：F Fcoscos mgmgsinsin 沿垂直于斜面方向：沿垂直于斜面方向：F Fsins
3、in F FN Nmgmgcoscos 問：你認(rèn)為上述分析過程正確嗎？若問：你認(rèn)為上述分析過程正確嗎？若正確，按照這種分析方法求出正確，按照這種分析方法求出F F及及F FN N的大??；若不正確，指明錯誤之的大??；若不正確，指明錯誤之處并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果處并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果 【名師點金名師點金】受力分析是解決平衡問題的必要前提，應(yīng)按照重力受力分析是解決平衡問題的必要前提，應(yīng)按照重力、彈力、摩擦力順序分析，做到不憑空添加力也不漏掉一個力、彈力、摩擦力順序分析，做到不憑空添加力也不漏掉一個力 【規(guī)范全解規(guī)范全解】不正確不正確【答案答案】不正確不正確10 N18 N【例例3】如圖甲所示，如圖
4、甲所示，A、B為兩個質(zhì)量分布均勻、半徑均為為兩個質(zhì)量分布均勻、半徑均為r、重均為重均為G的光滑小球，的光滑小球，O1、O2為球心兩球放在一個半徑為為球心兩球放在一個半徑為R的圓筒的圓筒形容器中，已知形容器中，已知rR2r.求：求：(1)B球?qū)θ萜鞯撞康膲毫η驅(qū)θ萜鞯撞康膲毫?2)A球?qū)η驅(qū)球的壓力球的壓力 【名師點金】對于多個物體組成的物體系的平衡問題，應(yīng)根據(jù)題目的已知條件和設(shè)問選擇合適的研究對象，使求解簡捷、快速因為整體法不用考慮系統(tǒng)的內(nèi)力，一般來說優(yōu)先分析整體，其次才采取隔離法 【規(guī)范全解】(1)對A、B受力分析如圖乙所示，由整體法可知，容器對B的支持力NB2G 則B球?qū)θ萜鞯撞康膲毫?/p>
5、2G. 【例4】傾角為的斜面與水平面保持靜止，斜面上有一重為G的物體A，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，且tan .現(xiàn)給物體A施以一水平力F，如圖甲所示設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，求水平力F多大時，物體A能在斜面上靜止 【名師點金】tan 對應(yīng)著臨界狀態(tài)；因靜摩擦力有一個可變范圍，導(dǎo)致水平力F出現(xiàn)了變化的范圍 【規(guī)范全解】設(shè)斜面對物體的支持力為N，摩擦力為f，由于tan ，所以不施加力時，物體A將沿斜面加速下滑 若推力較小，物體A有沿斜面下滑的趨勢，則靜摩擦力沿斜面向上，受力分析如圖乙所示，則沿斜面方向：Fcos fGsin 0，垂直于斜面方向：NFsin Gcos 0；又fN， 一、選擇題
6、1如圖甲所示，質(zhì)量為m的光滑楔形物塊在水平推力F作用下，靜止在傾角為的固定斜面上，則楔形物塊受到的斜面支持力大小為() 2如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈B上現(xiàn)用大小均為 F、方向相反的力分別推A和B，它們均靜止不動，則() AA與B之間一定存在摩擦力 BB與地面之間一定存在摩擦力 CB對A的支持力一定小于mg D地面對B的支持力的大小一定等于(Mm)g 【解析】對A進行受力分析可知：沿斜面方向，如果Fcos mgsin ，A與B之間不存在摩擦力如果Fcos mgsin ，A與B之間一定存在摩擦力垂直斜面方向，Nmgcos Fsin ，由于F未知，所以B對A的支持力與重力mg
7、的大小關(guān)系不能確定，所以A、C選項錯誤；取A、B整體為研究對象可知，水平方向外力平衡，B沒有相對地面發(fā)生運動的趨勢，即二者之間沒有摩擦力豎直方向地面的支持力等于整體的重力，所以B錯誤，D正確【答案】D3一個小孩在廣場游玩時，將一充有氫氣的氣球用細繩系在一個石塊上，如圖所示風(fēng)沿水平方向吹，石塊開始靜止于水平地面上，則() A若風(fēng)速逐漸增大，氣球會連同石塊一起被吹離地面 B無論風(fēng)速多大，氣球連同石塊都不會被吹離地面 C若風(fēng)速逐漸增大，氣球會連同石塊一起沿地面向左滑動 D無論風(fēng)速多大，氣球連同石塊都不會被吹動 【解析】取氣球和石塊整體為研究對象，水平方向受風(fēng)力和地面的靜摩擦力；豎直方向受重力、浮力和
8、地面的支持力風(fēng)速增大時，水平方向的風(fēng)力增大，則地面的靜摩擦力增大當(dāng)風(fēng)力大于靜摩擦力最大值時，氣球連同石塊會一起沿地面向左運動，故C正確，D錯誤；無論風(fēng)力多大，由豎直方向受力平衡可知地面對石塊的支持力不變，石塊不會離開地面，所以A錯誤，B正確 【答案】BC 4如圖所示，上表面光滑的半圓柱體放在水平面上，小物塊從靠近半圓柱頂點O的A點，在外力F作用下沿圓弧緩慢下滑到B點，此過程中F始終沿圓弧的切線方向且半圓柱體保持靜止?fàn)顟B(tài)下列說法中正確的是() A半圓柱體對小物塊的支持力變大 B外力F先變小后變大 C地面對半圓柱體的摩擦力先變大后變小 D地面對半圓柱體的支持力變大 5如圖甲所示，在光滑水平地面上放
9、一物體如圖甲所示，在光滑水平地面上放一物體B，B的上方再放一的上方再放一重為重為G的物體的物體A，A的左端系一與水平方向成的左端系一與水平方向成角的繩子，繩的另一端角的繩子，繩的另一端系在墻上若給系在墻上若給B物體施一逐漸增大的水平力物體施一逐漸增大的水平力F，但，但A和和B仍保持靜止，仍保持靜止，則則A對對B的壓力將的壓力將()A逐漸減小逐漸減小 B逐漸增大逐漸增大C保持不變保持不變 D無法判斷其變化情況無法判斷其變化情況 【解析】設(shè)繩對A的拉力為T，對A、B整體受力分析如圖乙所示，根據(jù)平衡條件可知：Tcos F；對A受力分析可知A對B的壓力NABGATsin GAFtan .即力F增大時，
10、A對B的壓力增大，所以B正確 【答案】B 6如圖甲所示，人屈膝下蹲時，膝關(guān)節(jié)彎曲的角度為，設(shè)此時大小腿部的肌肉群對膝關(guān)節(jié)的作用力F的方向水平向后，且大腿骨和小腿骨對膝關(guān)節(jié)的作用力大致相等，那么腳掌所受地面豎直向上的彈力約為() 7在傾角為30的光滑固定斜面上，用兩根輕繩跨過固定滑輪接在小車上，兩端分別懸掛質(zhì)量為2m和m的物體A、B，當(dāng)小車靜止時兩繩分別平行和垂直于斜面，如圖甲所示不計滑輪摩擦，現(xiàn)使A、B位置互換，當(dāng)小車再次靜止平衡時，下列說法正確的是() 82008年1月份，我國南方大部分地區(qū)遭遇50年不遇的大雪災(zāi)，高壓輸電線路大面積受損，凍雨使輸電線表面結(jié)冰，重力增大，導(dǎo)致線斷、塔倒如圖甲所
11、示的四座鐵塔，兩塔之間的輸電線長度相等，2號鐵塔在山頂，1、3、4號鐵塔在山下且等高，a、b、c、d四點中，c、d兩點分別是2、3號塔和3、4號塔間電線的最低點，3號塔兩側(cè)導(dǎo)線端點切線與豎直方向夾角均為.下列說法正確的是() Aa點比b點更容易在雪災(zāi)中被拉斷 Bc點電線中張力小于d點電線中張力 C適當(dāng)讓兩塔之間的輸電線下墜，可以減小線中張力 D2號塔所受輸電線拉力的合力最小 【答案】BC 二、非選擇題 9為了探究彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關(guān)系，某同學(xué)選了A、B兩根規(guī)格不同的彈簧進行測試，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖象從圖象上看，該同學(xué)沒能完全按實驗要求操作，使圖象上端成為曲線，圖象上端成為曲
12、線的原因是_彈簧B的勁度系數(shù)為勁度系數(shù)為_若要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選若要制作一個精確度較高的彈簧測力計，應(yīng)選彈簧彈簧_(_(填填“A A”或或“B B”)”)【解析解析】在彈性限度內(nèi)彈簧彈力在彈性限度內(nèi)彈簧彈力F Fkxkx，如超過彈性限度則彈力不再與，如超過彈性限度則彈力不再與形變成正比所以圖線上端為曲線形變成正比所以圖線上端為曲線的原因是：超過了彈簧的彈性限度的原因是：超過了彈簧的彈性限度F FB Bk kB Bx x，根據(jù)圖線可知：當(dāng)，根據(jù)圖線可知：當(dāng)x x8 cm8 cm0.08 m0.08 m時時F FB B8 N8 N，解得，解得k kB B100N/m.100N/m
13、.彈簧的勁度系數(shù)越小，相同的彈力發(fā)生的形變越大，制成的測彈簧的勁度系數(shù)越小，相同的彈力發(fā)生的形變越大，制成的測力計精度越高由圖可知力計精度越高由圖可知A A的勁度系數(shù)小，故選的勁度系數(shù)小，故選A A. .【答案答案】超過了彈簧的彈性限度超過了彈簧的彈性限度100 N/m100 N/mA A 10在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，某同學(xué)的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖 (1)圖乙中的_是力F1和F2的合力的理論值，_是力F1和F2的合力的實際測量值 (2)在實驗中，如果將細繩也換成橡皮筋，那么實驗結(jié)果是
14、否會發(fā)生變化？ 答：_.(填“變”或“不變”) 【解析】由平行四邊形作出的應(yīng)為合力的實際測量值，與橡皮繩AO方向相同的力應(yīng)為合力的理論值將細繩換成橡皮筋，合力的大小、方向并未發(fā)生變化，實際結(jié)果仍不變 【答案】(1)FF(2)不變 12如圖所示，原長分別為如圖所示，原長分別為L1和和L2、勁度系數(shù)分別為、勁度系數(shù)分別為k1和和k2的輕質(zhì)的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上兩彈簧之間有一質(zhì)量為彈簧豎直懸掛在天花板上兩彈簧之間有一質(zhì)量為m1的物體，最下的物體，最下端掛著質(zhì)量為端掛著質(zhì)量為m2的另一物體，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)的另一物體，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)(1)(1)這時兩個彈簧的總長度為多大？這時兩個彈簧的
15、總長度為多大？(2)(2)若用一個質(zhì)量為若用一個質(zhì)量為M M的平板把下面的物體豎直緩的平板把下面的物體豎直緩慢地向上托起，直到兩個彈簧的總長度等于兩彈簧的慢地向上托起，直到兩個彈簧的總長度等于兩彈簧的原長之和，求這時平板受到下面物體原長之和，求這時平板受到下面物體m m2 2的壓力的壓力高考回眸高考回眸年份年份省市省市題號、考點內(nèi)容題號、考點內(nèi)容題型、分值題型、分值2 20 01 10 0新新課課標(biāo)標(biāo)第第1515題，考查二力平衡與胡克定律題，考查二力平衡與胡克定律. .選擇題，選擇題，6 6分分天津天津第第1818題，考查共點力作用下物體的平衡、題，考查共點力作用下物體的平衡、正交分解正交分解
16、. .選擇題，選擇題，6 6分分福建福建第第19(2)19(2)題，探究橡皮筋彈力與伸長量的題，探究橡皮筋彈力與伸長量的關(guān)系、實驗數(shù)據(jù)處理關(guān)系、實驗數(shù)據(jù)處理. .實驗題，實驗題，6 6分分江蘇江蘇第第3 3題，共點力作用下物體的平衡問題、題，共點力作用下物體的平衡問題、空間力系的分析運算空間力系的分析運算. .選擇題選擇題 3 3分分浙江浙江第第21(1)21(1)題，探究彈簧彈力大小與伸長量題，探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系的關(guān)系. .實驗題，實驗題，1010分分山東山東第第1717題，應(yīng)用整體法根據(jù)共點力平衡條件題，應(yīng)用整體法根據(jù)共點力平衡條件求作用力求作用力. .選擇題，選擇題，4 4分
17、分廣東廣東第第1313題，考查共點力作用下物體的平衡問題，考查共點力作用下物體的平衡問題、平衡力的概念題、平衡力的概念. .選擇題，選擇題，4 4分分安徽安徽第第1919題，處于平衡狀態(tài)的連接體受力分析題，處于平衡狀態(tài)的連接體受力分析問題問題. .選擇題，選擇題，6 6分分2009天津天津第第1題，考查斜面上物體受力平衡問題題，考查斜面上物體受力平衡問題.計算題，計算題，6分分江蘇江蘇第第2題，考查力的合成與分解問題題，考查力的合成與分解問題.選擇題，選擇題，3分分寧夏寧夏第第21題，利用力的平衡知識求力的大小、題，利用力的平衡知識求力的大小、力的功率力的功率.選擇題，選擇題，6分分浙江浙江第
18、第15題，考查相互作用力的大小關(guān)系題，考查相互作用力的大小關(guān)系.選擇題，選擇題，6分分山東山東第第16題，共點力平衡問題題，共點力平衡問題.選擇題，選擇題，4第第23題，驗證平行四邊形定則題，驗證平行四邊形定則.選擇題，選擇題，6分分廣東廣東第第7題，考查彈簧勁度系數(shù)、彈性勢能題，考查彈簧勁度系數(shù)、彈性勢能.實驗題，實驗題，4分分2008廣東廣東(理理基基).第第2題，分析物體受力情況，考查利用共點題，分析物體受力情況，考查利用共點力作用下物體的平衡知識求解摩擦力、支力作用下物體的平衡知識求解摩擦力、支持力持力選擇題，選擇題，2分分第第6題，對支架受力分析題，對支架受力分析選擇題，選擇題，2分分第第9題，考查胡克定律題，考查胡克定律選擇題，選擇題，2分分江蘇江蘇第第3題，分析氣球的受力情況，考查牛頓第題，分析氣球的受力情況，考查牛頓第二定律、共點力作用下物體的平衡問題二定律、共點力作用下物體的平衡問題.選擇題，選擇題，3分分海南海南.第第2題，利用整體法分析物體的受力平衡問題，利用整體法分析物體的受力平衡問題題.選擇題，選擇題，3分分山東山東第第16題，分析物體受力情況，考查胡克定題，分析物體受力情況，考查胡克定律、共點力作用下物體的平衡問題律、共點力作用下物體的平衡問題.選擇題，選擇題，4分分
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