2021届高考物理二轮复习-提升指导与精练3-共点力的平衡.doc
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1、2021届高考物理二轮复习 提升指导与精练3 共点力的平衡2021届高考物理二轮复习 提升指导与精练3 共点力的平衡年级:姓名:- 10 -共点力的平衡1从历年命题看,对共点力平衡的考查,主要在选择题中单独考查,同时对平衡问题的分析在后面的计算题中往往有所涉及。高考命题两大趋势:一是向着选择题单独考查的方向发展;二是选择题单独考查与电学综合考查并存。2解决平衡问题常用方法:(1)静态平衡:三力平衡一般用合成法,合成后力的问题转换成三角形问题;多力平衡一般用正交分解法;遇到多个有相互作用的物体时一般先整体后隔离。(2)动态平衡:三力动态平衡常用图解法、相似三角形法等,多力动态平衡问题常用解析法,
2、涉及到摩擦力的时候要注意静摩擦力与滑动摩擦力的转换。例1(2020全国III卷17)如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为和。若70,则等于()A45 B55 C60 D70【考题解读】本题考查共点力平衡的应用,掌握力的平行四边形定则的内容,利用几何关系列式即可求解。体现了核心素养中科学推理、科学论证要素。【答案】B【解析】甲物体是拴牢在O点,且甲、乙两物体的质量相等,则甲、乙绳的拉力大小相等,O点处于平衡状态,则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上
3、,如图所示,根据几何关系有1802,解得55。例2(2020山东卷8)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45时,物块A、B刚好要滑动,则的值为()A B C D【考题解读】本题考查了多个物体的平衡问题,解题的关键是对选取的对象进行正确的受力分析,不多力,不少力,同时注意摩擦力中正压力的求解。体现了模型建构、科学推理等核心素养。【答案】C【解析】当木板与水平面的夹角为45时,两物块刚好滑动,对A物块
4、受力分析如图,A、B之间的滑动摩擦力f1mgcos 45,根据平衡条件可知Tmgsin 45f1;对B物块受力分析如图沿斜面方向,B与斜面之间的滑动摩擦力f23mgcos 45,根据平衡条件可知2mgsin 45Tf1f2,解得。提分训练1如图所示,山坡上两相邻高压线塔A、B之间架有匀质粗导线,平衡时导线呈弧形下垂,最低点在C处,已知弧BC的长度是AC的3倍,右塔A处导线切线与竖直方向的夹角60,则左塔B处导线切线与竖直方向的夹角为()A30 B45 C60 D75【答案】A【解析】设ABC三个位置的拉力分别为FA、FB、FC,导线质量为m,AC段受力分析得FAcos mg,FAsin FC,
5、BC段受力分析得FBcos mg,FBsin FC,联立得tan ,解得30,故A正确。2如图所示,质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间,处于静止状态。m与M的接触面与竖直方向的夹角为,若不计一切摩擦,下列说法正确的是()A水平面对正方体M的弹力大小大于(Mm)gB水平面对正方体M的弹力大小为(Mm)gcos C墙面对正方体M的弹力大小为mgtan D墙面对正方体M的弹力大小为【答案】D【解析】对M和m构成的整体进行受力分析,受重力G、底面支持力N,两侧面的支持力NM和Nm,如图,两物体受力平衡,根据共点力平衡条件有:水平方向,墙面对正方体M的弹力大小NMNm,竖直方向,水
6、平面对正方体M的弹力大小NG(Mm)g,选项AB错误;对m进行受力分析,受重力mg、墙面支持力Nm,M的支持力N,如图,根据共点力平衡条件有:竖直方向mgNsin ,水平方向Nm Ncos ,解得,所以墙面对正方体M的弹力大小,选项C错误,D正确。3如图所示,倾角为30的斜面A置于水平面上,滑块B、C叠放在一起沿斜面匀速下滑,且始终保持相对静止,斜面A静止不动,B上表面倾斜,则B、C在斜面上运动时,下列说法正确的是( )AB可能受三个力作用BA、B间的动摩擦因数CA一定受四个力作用D地面对A的支持力小于A、B、C三者重力之和【答案】C【解析】B受到重力、斜面的支持力和摩擦力、C对B的压力和摩擦
7、力5个力的作用,A错误;以B和C整体为研究对象,沿斜面方向根据平衡条件可得(mBgmCg)sin (mBgmCg)cos ,解得tan ,B错误;斜面A受到重力、地面的支持力、B对斜面的压力和摩擦力4个力的作用,C正确;滑块B、C叠放在一起沿斜面匀速下滑,整体受力平衡,故地面对A的支持力等于A、B、C三者重力之和,故D错误。4如图,质量均为m的两个木块P和Q叠放在水平地面上,P、Q接面的倾角为。现在Q上加一水平推力F,使P、Q保持相对静止一起向左匀速运动,下列说法正确的是()AP木块所受合力向左BQ与地面间的动摩擦因数CP、Q之间可能光滑D若突然撤去F后,P、Q依然保持相对静止一起向左匀速运动
8、【答案】B【解析】P、Q保持相对静止一起向左匀速运动,可知P木块所受合力为零,A错误;以P、Q整体为研究对象,在竖直方向上合力为零,故地面对Q的支持力 FN2mg,水平方向FfFN,解得,B正确;P受到向下的重力和垂直斜面向上的支持力,但P的合力为0,则必然受到沿斜面向上的摩擦力,C错误;若突然撤去F后,因地面对Q有摩擦力作用,可知P、Q不可能一起向左匀速运动,D错误。5如图,光滑球A与粗糙半球B放在倾角为30的斜面C上,C放在水平地面上,均处于静止状态。若A与B的半径相等,A的质量为2m,B的质量为m,重力加速度大小为g,则()AC对A的支持力大小为mgBC 对B的摩擦力大小为mgCB对A的
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