高考物理二轮总复习精品课件 专题1 力与运动 第1讲 力与物体的平衡.ppt

解析手与金砖有两个接触面,对金砖施加两个正压力FN并产生两个静摩擦力Ff,这四个力的作用效果与重力平衡,故手对金砖的作用力大小为G,方向竖直向上,A正确;根据受力分析图,竖直方向有2FNcosθ+G=2Ffsinθ,可知仅增大手对金砖的压力,金砖受到手的摩擦力将增大,B错误;设手与金砖间的最大静摩擦力为正压力的k倍,根据受力分析可知,当Ffsinθ≤FNcosθ即tanθ≤时,无论正压力FN多大,都无法将金砖抓起,故tanθ越大,即θ角越大,越容易抓起金砖,C、D错误。本课结束例1(2024浙江宁波联考)如图所示,在无风的房间内,一个氢气球由静止释放,在浮力的作用下往上飘后最终静止于倾斜天花板上,关于该氢气球的受力,下列说法正确的是()A.气球受到四个力的作用B.天花板对气球的弹力竖直向下C.天花板对气球的弹力是由于气球发生形变产生的D.气球对天花板的摩擦力沿天花板平面向下答案A解析气球受重力、天花板对气球的弹力、天花板对气球的摩擦力和空气浮力四个力的作用,故A正确;弹力的方向垂直于接触面指向受力物体,可知天花板对气球的弹力垂直于天花板斜向下,故B错误;天花板对气球的弹力是由于天花板发生形变产生的,故C错误;气球能够在浮力作用下往上飘,说明浮力大于重力,由平衡条件可知,天花板对气球的摩擦力沿天花板平面向下,根据牛顿第三定律可知,气球对天花板的摩擦力沿天花板平面向上,故D错误。例2如图所示,倾角为α的斜面固定在水平面上,在斜面和固定的竖直挡板之间有两个匀质球P、Q,P球质量是Q球质量的三倍,各接触面均光滑,系统处于静止状态,P、Q两球的球心连线与竖直方向的夹角为β,下列说法正确的是()A.4tanα=tanβ B.3tanα=tanβC.2tanα=tanβ D.tanα=tanβ解题指导【审题】读取题干获取信息P球质量是Q球质量的三倍质量关系各接触面均光滑不受摩擦力处于静止状态处于平衡状态,合力为0【破题】答案A解析以P、Q两球整体为研究对象,受力分析如图甲所示,由平衡条件可得F2=4mgtanα,以Q球为研究对象,受力分析如图乙所示,由平衡条件可得F2=mgtanβ,联立解得4tanα=tanβ,故选A。规律总结整体法、隔离法的运用在处理共点力平衡的问题时,若出现了两个或多个物体,一般会使用整体法或隔离法,可以使用“整体法+隔离法”或“隔离法+隔离法”,可根据具体题目灵活应用。拓展衍生1.(2024新课标卷)如图所示,两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上,下端分别系有均带正电荷的小球P、Q,小球处在某一方向水平向右的匀强电场中,平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等,则()A.两绳中的拉力大小一定相等B.P的质量一定大于Q的质量C.P的电荷量一定小于Q的电荷量D.P的电荷量一定大于Q的电荷量答案B解析本题考查带电小球在电场中的平衡问题。分别对P、Q进行受力分析,如图所示。所以mPmQ,选项B正确。P、Q的电荷量关系不确定,选项C、D错误。2.(2024河北保定一模)如图所示,质量为m的均匀直木杆静置在水平面与倾角为37°的光滑斜面之间,已知斜面对木杆的支持力大小为F,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是()A.木杆处于四力平衡状态B.水平面可能是光滑的C.水平面对木杆的支持力大小为mg-0.6FD.水平面对木杆的摩擦力大小为0.8F答案A解析根据题意,木杆受重力、斜面的支持力和水平面的支持力,由于斜面光滑,木杆和斜面间没有摩擦力,由平衡条件可知,水平面一定给木杆水平向右的摩擦力,则水平面不可能是光滑的,且木杆处于四力平衡状态,故A正确,B错误;木杆的受力示意图如图所示,由平衡条件有Ff=Fsin37°=0.6F,FN+Fcos37°=mg,解得FN=mg-0.8F,故C、D错误。考点二动态平衡和极值问题高考风向标考点考题明细考查频度动态平衡和极值问题2024山东卷,2;2022河北卷,7地方卷:3年2考化“动”为“静”,将多个状态下的“静”态进行对比,通过矢量三角形法、动态圆法、正弦定理法、三角函数法、极值法等分析各力的变化或极值。命题角度1动态平衡问题动态平衡问题的分析过程与处理方法例3(2021湖南卷)质量为m的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,A为半圆的最低点,B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触,内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动,力F的方向始终沿圆弧的切线方向,在此