凤阳二中2010届物理二轮专题复习学案 制作
专题一 力与物体的平衡学案
第1课时 重力场中的物体平衡
一、知识方法回扣 基 础 回 扣
1. 重力
（1）产生：重力是由于地面上的物体受地球的 而产生的,但两者不等价.因为
万有引力的一个分力要提供物体随地球自转所需的 ，而另一个分力即重力,如图1-1-1所示. （2）大小:随地理位置的变化而变化
在两极: G=F万 在赤道:G= F万-F向
一般情况下,在地表附近G = （3）方向:竖直向下,并不指向地心.
2.弹力
（1）产生条件:①接触;②挤压；③ . 图1-1-1 （2）大小：弹簧弹力F=kx,其它的弹力利用牛顿运动定律结合 求解.
（3）方向:压力和支持力的方向垂直于 指向被压或被支持的物体,若接触面是球面,则弹力的作用线一定过 .绳的作用力 沿绳,杆的作用力 沿杆.
提醒 绳只能产生拉力,杆既可以产生拉力,也可以产生支持力,在分析竖直面内的圆周运动问题时应注意二者的区别.
3. 摩擦力
(1)产生条件:①接触且挤压；②接触面粗糙；③有 或 . (2)大小:滑动摩擦力Ff=μFN,与接触面的 无关；静摩擦力根据牛顿运动定律或平衡条件来求. (3)方向:沿接触面的 方向,并且与相对运动或相对运动趋势方向相反.
4.力的合成与分解
由于力是矢量,因此可以应用平行四边形定则进行合成与分解，常用 法和 法来分析平衡问题.
5. 共点力的平衡
(1)状态:静止或 (2)条件:F合=0
思 路 方 法
1. 处理平衡问题的基本思路:确定平衡状态(加速度为 )→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论. 2. 常用的方法有:
(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用 法.
(2)求解平衡问题常用:正交分解法、力的合成法(在三个共点力作用下的平衡,任意两个力的合力必与第三个力等大反向)、解矢量三角形法和 法(分析动态平衡问题).
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二、热点题型例析 题型1 受力分析问题
【例1】 如图1-1-2所示, 物体A靠在倾斜的墙面上,在与墙面和B垂直的力F作用下,A、B保持静止,试分析A、B两物体受力的个数. 解析 .
图1-1-2
解题指导
1.在分析两个以上相互作用物体的受力时,要整体法和隔离法相互结合.?
2.确定摩擦力和弹力的方向时,通常根据物体所处的状态,采用“假设法”判断.
3.当直接分析某一物体的受力不方便时,常通过转移研究对象,先分析与其相互作用的另一物体的受力,然后根据牛顿第三定律分析该物体的受力.上例中就是先分析了B的受力,又分析A的.
预测演练1
(2009·海南·3) 两刚性球a和b的质量分别为ma和mb,直径分别为da和db(da>db).将a、b球依次放入一竖直放置内径为r的平底圆筒内,如图1-1-3所示.设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为Ff1和Ff2,筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度大小为g，若所有接触都是光滑的,则 A.F=(ma+mb)g,Ff1=Ff2? B.F=(ma+mb)g,Ff1≠Ff2?
C.mag 题型2 重力、弹力和摩擦力作用下的物体平衡 例2 (2009·曲阜师大附中模拟) 如图1-1-4甲所示,在圆柱体上放一小物块P,圆柱体绕水平轴O缓慢转动,从A转至A′的过程,物块与圆柱体保持相对静止,则图乙反映的是该过程中 （ ） A.重力随时间变化的规律 B.支持力随时间变化的规律 C.摩擦力随时间变化的规律 D.合外力随时间变化的规律 思路导引 (1)圆柱体缓慢转动时,物块与圆柱体保持相对静止,说明小物块P处于怎样的状态?所受合力为多少? (2)若要得到支持力和摩擦力随时间变化的图象,应如何找它们的函数表达式? 图1-1-4 拓展探究 请同学们画出摩擦力随时间变化的图象? 1-2 3/28/2013 凤阳二中2010届物理二轮专题复习学案 制作 解题指导 1.本题考查了力学中的三种力及力的分解，物体平衡条件的应用.? 2.审题时要注意,“缓慢”常作为平衡状态,受力分析时应特别注意摩擦力的方向沿着接触面的切线方向. 3.对球形物体受力分析时,支持力的方向是过球心的. 4.在作图象时,要注意应用物理规律找到相关的函数表达式. 预测演练2 如图1-1-5所示, 将半球置于水平地面上,半球的中央有一光滑小孔,柔软光滑的轻绳穿过小 孔,两端分别系有质量为m1、m2的物体(两物体均可看成质点),它们静止时m1与球心O的连线与水平线成45°角,m1与半球面的动摩擦因数为0.5,m1所受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,则 的最小值是 （ ） 解析 图1-1-5 题型3 力的合成法在平衡问题中的应用 例3 (2009·茂名市二模) 如图1-1-6所示是骨折病人的牵引装置示意图,绳的一端固定,绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚,整个装置在同一竖直平面内.为了使脚所受的拉力增大,可采取的方法是 （ ） A.只增加绳的长度 B.只增加重物的质量 C.只将病人的脚向左移动 D.只将两定滑轮的间距增大 图1-1-6 规律总结：1.物体在三个共点力作用下平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大反向.? 2.当两个力之间的夹角减小时,合力增大;夹角增大时,合力减小. 预测演练3 (2009·汕头市二模) 如图1-1-7所示, ACB是一光滑的，足够长的、固定在竖直平面内的“∧” 形框架,其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为θ.P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上,两根细绳的一端分别系在P、Q环上,另一端和一绳套系在一起,结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上,OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示,受到的拉力分别用F1和F2表示,则 （ ） A.若l1=l2,则两绳受到的拉力F1=F2 B.若l1=l2,则两绳受到的拉力F1>F2 C.若l1 图1-1-7 1-3 3/28/2013 凤阳二中2010届物理二轮专题复习学案 制作 题型4 有弹簧作用的物体平衡问题 例4 (2009·平顶山许昌新乡三模) 如 图1-1-8所示, 在水平传送带上有三个 质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3, 中间分别用一原长均为L，劲度系数均为k的轻弹簧 连接起来.已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ. 现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按 图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,2、3两 木块之间的距离是(已知重力加速度为g) （ ） A.L+μ(m1+m2)g/k B.L+μm2g/k C.L+μ(m1+m2+m3)g/k D.L+μm3g/k 解析 图1-1-8 拓展探究 上例中1、3两木块之间的距离为多少? 解析 规律总结 1.弹簧连接的物体平衡和运动是物理中常见的情景,静止时的平衡态即为合力为零时；物体在运动过程中,弹簧弹力的大小，方向是可变的,所以在平衡态时常有最大速度(如简谐振动)出现.? 2.分析弹簧问题时,特别注意找到原长位置，平衡位置和极端位置.? 3.在计算题中,弹簧的平衡态以一个知识点出现,列出平衡方程即可以求解. 预测演练4 (2009·潍坊市考前模拟) 如图1-1-9所示, 完全相同的A、B两球,质量均为m,用两根等长 的细线悬挂在O点,两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧,静止时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ,则弹簧的长度被压缩了 （ ） ?? mgtan2mgtanmgtan?2mgtan?22A. B. C. D. kkkk 图1-1-9 1-4 3/28/2013 凤阳二中2010届物理二轮专题复习学案 制作 三、备考能力提升 1.(2009·长春、哈尔滨、沈阳、大连四市第三次联考) 如图1-1-10所示, 轻绳上端固定在天花板上的O点,下端悬挂一个重为10 N的物体A、B是固定的表面光滑的圆柱体.当A静止时,轻绳与天花板的夹角为30°,B到绳的压力是 （ ） A.5 N B.10 N C. N D. N 图1-1-10 2.(2009·三明市质检) 如图1-1-11所示,用一根细绳通过定滑轮拉物体m,物体m静止不动.则下列物体m的受力分析示意图正确的是 （ ） 图1-1-11 3. (2009·大连市二模) 如图1-1-12所示, 质量为m的AB杆靠在平台的拐角上处于静止状态,拐角处光滑,则地面对杆A端施加的作用力为 （ ） A.受支持力和摩擦力作用 B.仅受支持力作用 C.仅受摩擦力作用 D.无法确定受几个力作用 图1-11-12 4.(2009·广元市三检)倾角为30°的斜面体放在水平地面上,在斜面上放一个质量为5 kg的小物块,系统处 于静止状态. 若在小物块上再作用一个竖直向上的力F=4 N,如图1-1-13所示.则地面对斜面体的支持力Ff，小物块受到的摩擦力Ff的变化情况是猜谜 （ ） A.FN减小了4 N B.FN的减小量小于4 N C.Ff减小了4 N D.Ff的减小量等于4 N 图1-1-13 5.(2009·上海市普陀区4月调研) 如图1-1-14所示, 斜面体b的质量为M,放在粗糙的水平地面上.质量为m 的滑块a以一定的初速度沿着有摩擦的斜面向上滑,然后又返回,整个过程中b相对地面没有移动.由此可知 （ ） A.地面对b一直有向右的摩擦力 B.地面对b有时有向左的摩擦力 C.地面对b的摩擦力方向先向左后向右 D.地面对b的支持力一直小于(M+m)g 图1-1-14 6.(2009·潍坊市二模)如图1-1-15所示, 倾斜天花板平面与竖直方向夹角为θ,推力F垂直天花板平面作用在木块上,使其处于静止状态,则（ ） A.木块一定受三个力作用 B.天花板对木块的弹力FN>F C.木块受的静摩擦力等于mgcosθ D.木块受的静摩擦力等于mg/cosθ 图1-1-15 1-5 3/28/2013 凤阳二中2010届物理二轮专题复习学案 制作 7. (2009·济南市三模) 如图1-1-16所示, 物体P左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,放在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度大于原长.若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到把P拉动.在P被拉动之前 的过程中,弹簧对P的弹力Fk的大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是 （ ）A.Fk保持不变,Ff先减小后增大 B.Fk保持不变,Ff始终减小 C.Fk先不变后增大,Ff先减小后增大 D.Fk始终增大,Ff始终减小 图1-1-16 8.(2009·南昌市二模)如图1-1-17所示,在粗糙的斜面上, 物块用劲度系数为100 N/m的轻质弹簧平行于斜 面拉住此物块放在ab间任何位置均能静止,在其他位置不能静止.测得ab=22 cm,Oa=8 cm,则物块静止在斜面上时受到的摩擦力大小可能为 （ ） A.14 N B.10 N C.6 N D.15 N 图1-1-17 9.(2009·泉州市5月质检)如图1-1-18所示, 将细线的一端系在右手中指上,另一端系上一个重为G的钩码.用一支很轻的铅笔的尾部顶在细线上的某一点,使细线的上段保持水平,笔的尖端置于右手掌心.铅笔与水平细线的夹角为θ,则 （ ） A.中指受到的拉力为Gsinθ B.中指受到的拉力为Gcosθ C.手心受到的压力为 D.手心受到的压力为 1-6 3/28/2013