高考物理 考纲解读与热点难点突破 专题01 力与物体的平衡教学案-人教版高三全册物理教学案.doc

专题01力与物体的平衡
【2019年高考考纲解读】
高考命题突出受力分析、力的合成与分解方法的考查，也有将受力分析与牛顿运动定律、电磁场、功能关系进行综合考查。题型一般为选择题和计算题。
高考对本专题内容的考查主要有：①对各种性质力特点的理解；②共点力作用下平衡条件的应用．
考查的主要物理思想和方法有：①整体法和隔离法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想。
高考试题的考查形式主要有两种，一种是以生活中的静力学材料为背景，考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用；一种是以现实中可能出现的各种情况，考查力的概念的理解和计算．题型仍延续选择题的形式．
【网络构建】

【重点、难点剖析】
一、重力、弹力、摩擦力及受力分析
1．分析受力的思路
(1)先数研究对象有几个接触处，每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力)．
(2)同时注意对场力的分析．
(3)假设法是判断弹力、摩擦力是否存在及其方向的基本方法．
2．整体法与隔离法
在分析两个或两个以上的物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析；采用整体法进行受力分析时，要注意各个物体的运动状态应该相同．
【答案】D

【方法技巧】受力分析常用技巧
1.转换研究对象法：对于不易判断的力(如弹力和摩擦力)，可以借助相互接触物体的受力情况来判定，还可以借助力和运动的关系进行分析和判断．
2.假设法：假设弹力、摩擦力存在，运用牛顿第二定律进行相关计算，然后再进一步分析判断．
3.整体法和隔离法：是分析连接体问题的重要方法．
【变式探究】(2016全国Ⅲ卷)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为()

A. B.m
C.m D.2m
【答案】C
【解析】由几何关系知,△Oab为等边三角形,故∠AaO=θ1=30°;设细线中的张力为FT,同一根绳子中的张力大小处处相等,故FT=mg,对a处受力分析知,θ1=θ2=30°,则θ3=30°,故α=60°,对结点C分析可知,2FTcosα=m物g,解得m物=m,选项C正确。

题型二、静态平衡问题
例2.如图所示，重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点，B物体放在粗糙的水平桌面上，O′是三根线的结点，bO′水平拉着B物体，cO′竖直拉着重物C，aO′、bO′与cO′的夹角如图所示．细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态．若悬挂小滑轮的细线OP的张力大小是20eq\r(3)N，则下列说法中正确的是(g＝10m/s2)()

A．重物A的质量为2kg
B．桌面对B物体的摩擦力大小为10eq\r(3)N
C．重物C的质量为1kg
D．OP与竖直方向的夹角为60°
【答案】ABC

【方法技巧】求解共点力平衡问题常用的方法
1.力的合成法：对研究对象受力分析后，应用平行四边形定则(或三角形定则)求合力的方法．力的合成法常用于仅受三个共点力作用且保持平衡的物体．
【变式探究】平衡中的临界与极值问题
3．如图所示，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被固定在水平天花板上，相距2l.现在C点悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为()

A．mgB.eq\f(\r(3),3)mg
C.eq\f(1,2)mg D.eq\f(1,4)mg
【答案】C

【变式探究】如图6所示，两根轻弹簧a、b的上端固定在竖直墙壁上，下端连接在小球上．当小球静止，弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为53°和37°，已知a、b的劲度系数分别为k1、k2.sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，则a、b两弹簧的伸长量之比为(弹簧a、b均在弹性限度内)()

图6
A.eq\f(4k2,3k1)B.eq\f(3k2,4k1)C.eq\f(3k1,4k2)D.eq\f(4k1,3k2)
【答案】B
【解析】作出小球的受力分析图如图所示：

根据平衡条件得：F＝mg，故a弹簧的弹力F1＝Fcos53°＝eq\f(3mg,5)，
b弹簧的弹力F2＝Fcos37°＝eq\f(4mg,5)，
根据胡克定律F＝kx，得x＝eq\f(F,k)，
则a、b两弹簧的伸长量之比为eq\f(x1,x2)＝eq\f(\f(F1,k1),\f(F2,k2))＝eq\f(3k2,4k1)，故B正确．
(3)如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，并且还有另一个力的方向不变，此时可用图解