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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流直线运动 力与物体的平衡 受力分析专题(总第1节)【精品文档】第 6 页 高三一轮复习课:直线运动 力与物体的平衡 受力分析（总第1节课） 昆山市第一中学 凌云【高考命题动态】1.匀速直线运动和匀变速直线运动是运动 学中的重要模型,也是高考命题重点和考查热点.近年高考每年都有单独考查直线运动的试题.2.相互作用、受力分析和物体平衡都是高考重要的知识点,难度中等.【教学重点】匀变速直线运动规律及应用,共点力作用下物体的平衡,受力分析及主要的物理思想和方法.【教学难点】动态平衡分析问题.【教学过程】一、知识回顾1.匀变速直线运动规律:速度公式: , 位移公式
2、: 速度位移公式: 2.重要推论:(1)连续相等时间里的位移差为恒量.邻差公式: ;隔差公式: .(2)时间中点速度等于这段时间内的平均速度,公式: 3.弹力(1)产生条件:a)两物体 接触 ; b)发生 弹性形变 .(2)大小:弹簧在弹性限度内,弹力大小跟弹簧 形变量 成正比,遵守胡克定律F=k x.(3)方向a)接触面的压力和支持力:垂直于 接触面 指向 受力物体;b)绳的拉力:沿绳指向绳 收缩 的方向;c)杆的弹力:不一定沿杆,需根据受力情况或运动情况而定.4.摩擦力(1)产生条件:a)相互接触且挤压;b)接触面 粗糙 ;c)有 相对 运动或趋势.(2)大小:静摩擦力由二力平衡或牛顿定律
3、来求;滑动摩擦力由f =N来求.注意:静摩擦力大小跟压力无关;滑动摩擦力大小跟压力成正比, 跟重力无关.(3)方向:沿接触面的 切线 方向跟物体 相对 运动或 相对 运动趋势方向相反.(4)摩擦力与弹力的关系:a)方向关系:相互垂直;b)因果关系:有弹力 不一定 有摩擦力,有摩擦力 一定 有弹力.(5)静摩擦力变化范围:-fm f fm5.受力分析:把研究对象受到的所有外力都找出来,画出受力图的过程.6.整体法和隔离法的应用:加速度相同或未知内力时常用整体法;要求内力或加速度不同时常用隔离法.7.力的合成与分解遵守平行四边形定则或三角形定则,常用正交分解法或合成法分析平衡问题.8.共点力作用下
4、物体的平衡条件:合外力为零.二、规律方法1.平衡问题:确定平衡状态(a=0)选择研究对象(整体法或隔离法)受力分析列平衡方程(任何方向合力都为零)求解,必要时讨论.2.常用方法(1)假设法:判断弹力或摩擦力有无及方向时常用.(2)整体法和隔离法:加速度相同或未知内力时常用整体法;要求内力或加速度不同时常用隔离法.(3)求解平衡问题常用二力平衡、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法等.(4)带电体在电场和重力场中的平衡问题仍满足 平衡 条件,且电场一般为匀强电场.(5)带电体在重力场、 电场、磁场内做直线运动,则一定是 匀速直线 运动.三、典题解析题型一 匀变速直线运动规律及应用【例1】如图所
5、示,小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动,依次经ABCD到达最高点E,已知AB=BD=6cm,BC=1cm,小球从A到C和从C到D历时都是2s,设小球经BC时速度分别为vB、vC,则( )A. vB =10 m/s BvC=3m/s C. DE=3m D从D到E历时4s【一题多解】最高点E速度为零,可用逆向代换法求解.【以题说法】(1)解答匀变速直线运动的方法是:根据题述的运动情景,画出过程示意图,标出各个状态的运动量,应用匀变速直线运动的三个基本公式和重要推论列方程解答.(2)末速度为零的匀减速直线运动可逆向代换为初速度为零的匀加速直线运动.(3)已知两段连续相等时间内的位移,可求出中间时刻速
6、度及加速度.(4)选择运动学公式时若选同时包含三个已知量和一个未知量的公式,则可直接解出这一未知量.题型二 整体法和隔离法在受力分析中的应用【例2】如图所示,质量为m的滑块A沿质量为M倾角为的上表面光滑的斜面B加速下滑,斜面置于粗糙水平面上且保持静止,求滑块下滑过程中,水平面对斜面的支持力N与摩擦力 f.【一题多变】若AB间动摩擦因数为,答案如何?若AB间粗糙,且A匀速下滑,答案又如何? (答案: )【以题说法】(1)加速度相同或未知内力时常用整体法;要求 内力或加速度不同时常用隔离法.(2)加速度不同时,原则上不能用整体法.但利用牛顿第二定律的分量式,仍能用整体法解题:【针对训练2】在粗糙水
7、平地面上放一截面为半圆形的柱状物A,它与竖直墙之间放一光滑半球B,整个装置处于平衡状态.已知A、B质量分别为M和m,则下列说法正确的是( )A. A对地面的压力大小为MgB. A对的地面压力大小为(M+m)gC. B对A的压力小于mgD. A对地面的摩擦力可能大于mg题型三 共点力作用下的平衡问题【例3】如图所示,将两个相同的木块a、b置于固定在水平面上的粗糙斜面上.a、b中间用一轻弹簧连接.b的右端用细绳与固定在斜面上的档板相连.开始时a、b均静止,弹簧处于压缩状态,细绳上有拉力.下列说法正确的是( )Aa所受的摩擦力一定不为零Bb所受的摩擦力一定不为零C细绳剪断瞬间a所受摩擦力不变D细绳剪
8、断瞬间b所受摩擦力可能为零【以题说法】静摩擦力的大小和方向可在一定范围内发生变化,即:-fm f fm,确定静摩擦力大小的常用方法是平衡条件.【针对训练3】如图所示,质量为M的木块放在倾角为顶部有定滑轮的固定斜面上,木块与斜面间的动摩擦因数为(tan),质量为m的铁块用轻绳通过定滑轮系在M的右端,绳与斜面平行.为使M保持静止,求铁块质量m的范围.【特别提醒】静摩擦力的变化范围: -fm f fm,此关系式在求解某物理量的取值范围时非常有用.题型四 共点力作用下的动态平衡问题【例4】如图所示,半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖向挡板MN,在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体
9、Q,整个装置处于静止状态,若用外力使MN保持竖直且缓慢向右移动,在Q落到地面以前,发现P始终保持静止,在此过程中( )AMN对Q的弹力逐渐减小BQ所受的合力逐渐增大C地面对P的摩擦力逐渐增大DP、Q间的弹力先减小后增大【以题说法】(1)分析动态平衡问题的关键是抓住不变的量来分析变量;(2)常用的方法有解析法和作图法.(3)三力作用下平衡:三个力首尾相接构成一个封闭三角形.【方法拓展】N个力作用下物体平衡:N个力首尾相接构成一个封闭N边形.【针对训练4】质量为M的斜面倾角为,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在斜面上时正好匀速下滑,如果与斜面成角的力F拉着木块匀速上升,如图所示,求: (
10、1)多大时,拉力F最小,最小值是多大?(2)并求此时斜面对水平面的摩擦力.【特别提醒】N个力作用下物体平衡:N个力首尾相接构成一个封闭N边形.题型五 带电体在电场中的平衡问题【例5】如图所示,在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态,现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处,已知P、A在同一水平线上,且在此过程中物体A和C始终保持静止不动,A、B可视为质点.关于此过程,下列说法正确的是 ( )A物体A受到斜面的支持力先增大后减小B物体A受到斜面的支持力一直增大 C地面对斜面C的摩擦力先增大后减小 D地面对斜面C的摩擦力先减小后增大【以题说法】1.电场和重力
11、场内的平衡问题,仍然是力学问题,仍用力学方法解此类问题.2.涉及多个研究对象时, 一般采用整体法和隔离法结合的方法.本题分析地面的摩擦力时采用整体法更方便.【针对训练5】A、B两块正对的金属板竖直放置.在金属板A的内侧表面系一绝缘细线.细线下端系一带电小球(可视为点电荷).块金属板接在如图所示的电路中,电路中的R1为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),R2为滑动变阻器,R3为定值电阻.当R2的滑片P在中间时闭合电键S,此时电流表和电压表的示数分别为I和U,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为.电源电动势E和内阻r一定,下列说法中正确的是( )A.若将R2的滑片P向a端移动,则不变B.若将R2的滑片P向b端移动,则I减小,U减小C.保持滑片P不动,用较强的光照射R1,则小球重新达到稳定后变小D.保持滑片P不动,用较强的光照射R1,则小球重新达到稳定后变大【特别提醒】1.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,该支路两端电压减小.2.小球处于平衡状态,电场力与R1两端电压有关.3.电容器稳定时无电流通过,R2的变化对电路无影响.