2018高考物理大一轮复习第2章相互作用教学案 联系客服

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B.容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上 C.弹簧原长为R+

D.轻弹簧对小球的作用力大小为3mg 2

mgk解析:选BC.对小球受力分析,如图所示.θ=30°,三角形OO′P为等边三角形,由相似三角形法得FN=F=mg,D错误.由整体法得,竖直方向有总重力、地面的支持力,根据平衡条件可知,容器不受水平面的静摩擦力,容器与地面没有相对运动趋势,A错误.小球处于平衡状态,容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力平衡,B正确.由胡克定律有F=mg=k(L0-R),解得弹簧原长L0=R+,C正确.

mgk

第3节 受力分析 共点力的平衡

一、受力分析 1.概念

把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析.

2.受力分析的一般顺序

先分析重力,然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力),再分析其他力(电磁力、浮力等),最后分析已知力.

二、共点力作用下物体的平衡 1.平衡状态

物体处于静止或匀速直线运动的状态.

??Fx合=02.共点力的平衡条件:F合=0或者?

??Fy合=0

3.平衡条件的几条重要推论

(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反.

(2)三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力

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一定与第三个力大小相等,方向相反.

(3)多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反.

[自我诊断] 1.判断正误

(1)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用.(×) (2)对物体进行受力分析时不用区分外力与内力,两者要同时分析.(×) (3)处于平衡状态的物体加速度一定等于零.(√) (4)速度等于零的物体一定处于平衡状态.(×)

(5)若三个力F1、F2、F3平衡,若将F1转动90°时,三个力的合力大小为2F1.(√) (6)物体在缓慢运动时所处的状态不属于平衡状态.(×)

2.如图所示,一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成,其上放一球,球与水平面的接触点为a,与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时,下列结论正确的是( )

A.球在a、b两点处一定都受到支持力

B.球在a点一定受到支持力,在b点处一定不受支持力 C.球在a点一定受到支持力,在b点处不一定受到支持力 D.球在a点处不一定受到支持力,在b点处也不一定受到支持力

解析:选D.若球与车一起水平匀速运动,则球在b处不受支持力作用,若球与车一起水平向左匀加速运动,则球在a处的支持力可能为零,D正确.

3.如图所示,物块A放在倾斜的木板上,已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块和木板间的动摩擦因数为( )

1

A. 2C.2 2

B.D.

3 2

5 2

解析:选C.由题意可以推断出,当倾角α=30°时,物体受到的摩擦力是静摩擦力,大小为Ff1=mgsin 30°;当α=45°时,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff2=μFN

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=μmgcos 45°,由Ff1=Ff2得μ=2

,C正确. 2

4.体操运动员静止悬挂在单杠上,当两只手掌握点之间的距离减小时,关于运动员手臂受到的拉力,下列判断正确的是( )

A.不变 C.变大

B.变小 D.无法确定

解析:选B.对运动员受力分析如图所示.运动员静止悬挂在单扛上,受力平衡,设两臂与竖直方向夹角为α,根据三力平衡的特点可知运动员手臂受到的拉力F=减小,cos α增大,F减小,故选项B正确.

mg2cos α

,α

考点一 物体的受力分析

1.定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意图,这个过程就是受力分析.

2.受力分析的一般顺序:先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力.

3.研究对象选取方法:整体法和隔离法.

(1)当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法.

(2)在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.

(3)整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.

1.如图所示,光滑斜面固定于水平面,滑块A、B叠放在一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平,则在斜面上运动时B受力的示意图为( )

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解析:选A.先将A、B当成一个整体,一起冲上斜面时,受重力及斜面的支持力,合力沿斜面向下.再用隔离法,单独对B进行受力分析可知,B所受摩擦力水平向左,所受A的支持力在竖直方向上,A正确.

2.(2017·四川达州一模)如图所示,用轻杆拴接同种材料制成的a、b两物体,它们沿斜面向下做匀速运动,关于a、b的受力情况,以下说法正确的是( )

A.a受三个力作用,b受四个力作用 B.a受四个力作用,b受三个力作用 C.a、b均受三个力作用 D.a、b均受四个力作用

解析:选C.对a、b和轻杆组成的整体分析,根据平衡条件有Mgsin θ=μMgcos θ,解得μ=tan θ.再隔离对a分析,假设受到拉力,有mgsin θ=FT+μmgcos θ,解得FT=0.所以轻杆无拉力,a、b均受三个力,即重力、支持力和摩擦力,选项C正确,A、B、D错误.

3.(多选)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是( )

A.A一定受到4个力 B.B可能受到4个力

C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D.A与B之间一定有摩擦力

解析:选AD.整体法确定外力:对斜面体A、B整体受力分析,其受到向下的重力G和向上的推力F,由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩擦力,故C错误.

假设法、状态法确定B对A的接触力:对斜面体A受力分析,A一定受到重力GA和推力

F.假设撤掉A,B将下落,A、B间一定存在弹力FBA,如图甲所示,为保持A处于平衡状态,

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