2008年高中物理专题一：物体的受力和平衡 人教版必修1.doc

2008年高中物理专题一：物体的受力和平衡人教版必修1课时安排：教学目标：1．通过受力分析，深化对力的概念的认识，提高受力分析的能力2．应用力的平衡条件分析、解决平衡类问题本讲重点：受力分析、平衡条件的应用本讲难点：1．受力分析的一般方法2．平衡条件的应用一、考纲解读本专题涉及的考点有：滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数；形变、弹性、胡克定律；力的合成和分解。《大纲》对“滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数，形变、弹性、胡克定律”等考点均为Ⅰ类要求；对“力的合成和分解”为Ⅱ类要求。力是物理学的基础，是高考必考内容。其中对摩擦力、胡克定律的命题几率较高。主要涉及弹簧类问题、摩擦力等，通过连接体、叠加体等形式进行考查。力的合成与分解、摩擦力的概念及变化规律是复习的重点。二、命题趋势本专题的高考热点主要由两个：一是有关摩擦力的问题，二是共点的两个力的合成问题。本章知识经常与牛顿定律、功和能、电磁场等内容综合考查。单纯考查本章的题型多以选择题为主，中等难度。三、例题精析PQF【例1】如图所示，位于水平桌面上的物块P质量为2m，由跨过定滑轮的轻绳与质量为m的物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计。若用一水平向右的力F拉Q使它做匀速运动，则F的大小为（）A．B．C．D．解析将P、Q看为一个整体，受两绳相等的拉力F0和地面的摩擦力f及拉力F作用，做匀速运动，有F=2F0－，再对Q隔离,受力分析，由平衡条件得F=F0+由以上两式联立解得F=。答案：C（甲）（乙）【例2】如图（甲）所示为杂技表演的安全网示意图，网绳的结构为正方格形，O、a、b、c、d……等为网绳的结点，安全网水平张紧后，若质量为m的运动员从高处落下，并恰好落在O点上，该处下凹至最低点时，网绳dOe、bOg上均成120°向上的张角，如图（乙）所示，此时O点受到的向下的冲击力大小为F．则这时O点周围每根网绳承受的力的大小为A．FB．C．D．解析：选O点为研究对象，由平衡条件得，，得绳中弹力大小为，B正确。【例3】物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行，如图所示。两物体恰能沿固定斜面向下做匀速运动（）A．A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B．A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C．A、B之间的摩擦力为零D，A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质解析：因A、B沿固定斜面向下做匀速运动，故B受到A的摩擦力平行斜面向上，A受到B的摩擦力平行斜面向下，故B正确．【例4】如图甲所示，粗糙长木板的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位置。当木板向下转动，角逐渐增大的过程中，摩擦力Ff的大小随角变化最有可能的是图乙中的（）图甲图乙解析：当Ff为静摩擦力时Ff=mgsin，即按正弦规律变化；当木块滑动后Ff为动摩擦力，Ff=FN=mgcos，即按余弦规律变化。答案：B。【例5】如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ。质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？(M+m)gfFN图甲解析：选取A和B整体为研究对象，它受到重力（M+m）g，地面支持力N，墙壁的弹力F和地面的摩擦力f的作用（如图甲所示）而处于平衡状态。根据平衡条件有：N－（M+m）g=0①F=f②可得N=（M+m）g③NBmgFθ图乙再以B为研究对象，它受到重力mg，三棱柱对它的支持力NB，墙壁对它的弹力F的作用（如图乙所示），而处于平衡状态，根据平衡条件有：NBcosθ=mg④NBsinθ=F⑤解得F=mgtanθ⑥所以f=F=mgtanθ⑦【例6】如图所示，某个物体在F1、F2、F3和F4四个共点力作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，则此时物体所受到的合力大小为A．B．C．D．解析：F1、F2、F3和F4四个共点力的合力为零，则F1、F2、F3三个力的合力F′与F4大小相等，方向相反。将F4的方向沿逆时针转过60°时，F4与F′的夹角为120°，则合力大小为。答案：C。【例7】有些人员，如电梯修理员、牵引专家等，常需要知道绳（或金属线）中的张力T，可又不便到绳（或线）的自由端去测量．现某家公司制造了一种夹在绳上的仪表（图中B、C为该夹子的横截面）．测量时，只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A，使绳产生一个微小偏移量a，借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F。现测得该微小偏移量为a=12mm，BC间的距离为2L=250mm，绳对横杆的压力为F=300N，试求绳中的张力T.解析：A点受力如图，由平衡条件得，①当很小时，②由几何关系得