（全国通用）高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第1讲 力与物体的平衡学案-人教版高三全册物理学案.doc

第1讲力与物体的平衡

知识必备

1.弹力
弹力方向与接触面垂直指向被支持或被挤压物体。杆的弹力不一定沿杆。弹簧的弹力由胡克定律F＝kx计算，一般物体间弹力大小按物体受力分析和运动状态求解。
2.摩擦力
方向：摩擦力的方向沿接触面的切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
大小：静摩擦力的大小由物体受其他力力的情况运动状态决定，大小0＜F≤Fmax，具体值根据牛顿运动定律或平衡条件求解。滑动摩擦力的大小由公式F＝μFN求解。
4.

5.共点力的平衡
共点力的平衡条件是F合＝0，平衡状态是指物体处于匀速直线运动状态或静止状态。
备考策略
1.研究对象的选取方法：(1)整体法(2)隔离法
2.受力分析的顺序
一般按照“一重、二弹、三摩擦，四其他”的程序，结合整体法与隔离法分析物体的受力情况。
3.处理平衡问题的基本思路

4.求解平衡问题的常用方法：二力平衡法、合成法、正交分解法、相似三角形法、正弦定理法、图解法等。

力学中的平衡问题
【真题示例1(2017·全国卷Ⅱ，16)如图1，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()

图1
A.2－eq\r(3) B.eq\f(\r(3),6)
C.eq\f(\r(3),3) D.eq\f(\r(3),2)
解析当F水平时，根据平衡条件得F＝μmg；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角时，由平衡条件得Fcos60°＝μ(mg－Fsin60°)，联立解得μ＝eq\f(\r(3),3)，故选项C正确。
答案C
【真题示例2】(2017·全国卷Ⅲ，17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()
A.86cm B.92cm
C.98cm D.104cm
解析设弹性绳的劲度系数为k。挂钩码后，弹性绳两端点移动前，左、右两段绳的伸长量ΔL＝eq\f(100cm－80cm,2)＝10cm，两段绳的弹力F＝kΔL，对钩码受力分析，如图甲所示，sinα＝eq\f(4,5)，cosα＝eq\f(3,5)。根据共点力的平衡条件可得，钩码的重力为G＝2kΔLcosα。将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时，受力图如图乙所示。设弹性绳伸长量为ΔL′，弹力为F′＝kΔL′，钩码的重力为G＝2kΔL′，联立解得ΔL′＝eq\f(3,5)ΔL＝6cm。弹性绳的总长度变为L0＋2ΔL′＝92cm，故B正确，A、C、D错误。

甲乙
答案B
【真题示例3】(2017·全国卷Ⅰ，21)如图2，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N，初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α(α＞eq\f(π,2))。现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中()

图2
A.MN上的张力逐渐增大
B.MN上的张力先增大后减小
C.OM上的张力逐渐增大
D.OM上的张力先增大后减小
解析以重物为研究对象，受重力mg、OM绳上拉力F2、MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，F1、F2的夹角为π－α不变，在F2转至水平的过程中，矢量三角形在同一外接圆上，由图可知，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以A、D正确，B、C错误。

答案AD
真题感悟
1.高考考查特点
(1)共点力的单物体动态平衡及连接体的静态、动态平衡问题是高考命题的热点(2016年考查了连接体平衡，2017年考查了单个物体的平衡)。
(2)做好物体的受力分析，画出力的示意图，并灵活运用几何关系和平衡条件是解题的关键。
2.解题常见误区及提醒
(1)不能灵活选取研究对象，不能准确把握求解问题的切入点。
(2)对一些常见物理语言(如轻绳、轻环)不理解其内涵。
(3)不能灵活应用数学关系求解物理问题。

预测1共点力平衡条件的应用预测2整体法、隔离法的应用预测3物体的动态平衡1.(多选)如图3所示，在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯，该台灯可通过支架前后调节从而可将灯头进行前后调节，下列对于台灯的受力分析正确的是()

图3
A.台灯受到水平向左的摩擦力
B.若将灯头向前调一点(台灯未倒)，则桌面对台灯的支持力将变大
C.支架对灯头的支持力方向竖直向上
D.整个台灯所受的合外力为零
解析以整个台灯为研究对象，台灯受到重力和桌面的支持力，且处于平衡状态，故选项A