高考物理二轮复习动力学专题分析与详解中学教育高考_中学教育-高考.pdf

学习必备 欢迎下载 高考物理二轮复习动力学专题分析与详解 问题 1:受力分析 1.受力分析的任务：物体受力分析就是分析研究对象（受力物体）共受几个力，各力的方向并作出受力示意图。2.受力分析的基本步骤 确定研究对象，把它从周围的物体中隔离出来。弄清与研究对象相关联的物体，找出周围哪些物体对它产生作用，不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过“力的传递”作用在研究对象上。按顺序找力，先场力，再找接触力，分析接触力时注意它们产生的条件。画出研究对象的受力图。检验所分析的力是否存在：能否找到力的施力物体及受力物体。3.受力分析的方法：隔离法：把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法，是对物体进行受力分析时最常用的方法。整体法：把要分析的几个相互作用的物体作为一个系统来进行研究的方法。使用时，往往会使问题简化，但要注意区分内力与外力。整体法使用的条件是：组成系统的各个物体均处于平衡状态。整体之间的相互作用力为内力，整体与外界之间的相互作用力为外力。【例题】在粗糙水平面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的木块，m1、m2均能沿斜面匀速下滑，且m1m2、v1v2，如图所示，二物体下滑过程中斜面保持静止，则粗糙水平面对三角形木块：A有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右。B有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左。m1 m2 a b c v1 v2 学习必备 欢迎下载 C有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定。D没有摩擦力的作用。解析方法一：先用隔离法对m1进行受力分析。m1受三个力作用沿斜面匀速下滑，由共点力的平衡条件可知N与f的合力一定与它的重力m1g大小相等，方向相反，即斜面对m1的作用力竖直向上，大小为m1g。同理可得，斜面对m2的作用力也是竖直向上，大小为m2g。由牛顿第三定律可得m1、m2对斜面的作用力均竖直向下，由此，三角形木块在水平方向上不受外力作用，故粗糙斜面对它没有静摩擦力的作用。方法二：由于m1、m2均沿斜面匀速下滑，可以将三者看作一个整体，对系统而言，在竖直方向上受重力和支持力相互平衡，在水平方向没有外力作用，即没有水平方向上的运动趋势，所以不会有静摩擦力产生，不管水平面光滑与否，整个系统都会保持静止状态不动。【例题】如图所示，人重 600 N，平板重 400 N，如果人要拉住平板，他必须用力多少牛？解析设人受到绳子的拉力为 T，把人和平板做为整体受力分析，如图，由平衡条件可得 gmMTTT)(21 根据滑轮的特点可知 TTTT21 2 代入数据可得人受到的拉力为250NT 所以由牛顿第三定律可知，人必须用大小为 250N 的力向下拉绳，才能使平板保持静止。特别提示：整体法和隔离法，也经常应用在平衡问题和应用牛顿运动定律解题中。假设法：受力分析时，有些力的存在与否、方向如何往往很难确定，我们可以通过假设这些力的存在和方向，再由其运动状态判定假设的正确与否，从而准确分析 M G N N A N G N f T T1 T2(M+m)g 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 物体的受力。在分析物体间的弹力是否存在、摩擦力的存在及方向时常采用假设法。【例题】如图所示，静止在光滑水平面上的均匀圆球A，紧贴着挡板MN，分析此时圆球是否受到挡板的弹力作用？解析假设挡板对球施加弹力N，此力的方向必然垂直于 MN斜向上，同时球还受到重力G和地面支持力N作用，在水平 方向N的分力向右，会产生向右的加速度，但事实上球处于静止状态，故挡板对球的弹力不存在，球只受重力和地面支持力的作用。计算法：如果物体受的力情况比较复杂，我们判断某个力存在时需要在假设的基础上，根据物体的运动状态进行计算，再判断力的大小及方向。【例题】把重为 20N 的物体放在倾角为 30的粗糙斜面上。物体与固定在斜面上的轻质弹簧相连，如图所示。物体与斜面之间的最大静摩擦力为 12N，则弹簧中的弹力：A.可以为 22N，方向沿斜面向下 B.可以为 2N，方向沿斜面向上 C.可以为 2N，方向沿斜面向下 D.可以为零 解析若弹簧中弹力沿斜面向下，对物体受力分析如图所示，由平衡条件得 fTmg30sin 因为 maxff 所以 NT20 若弹簧中弹力沿斜面向上，对物体受力分析如图所示，由平衡条件得 30sinmgfT 因为 maxff 300 mg T f N mg T f N 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 所以 NT220 故本题的正确答案为 BCD。平行练习 1.如图所示，甲、乙两个带电小球的质量均为m，所带电量分别为q和-q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧 （1）平衡时可能位置是图中的（）（2）1、2 两根绝缘细线的拉力大小分别为（）AmgF21，222)()(EqmgF BmgF21，222)()(EqmgF CmgF21，222)()(EqmgF DmgF21，222)()(EqmgF 答案：A；D 2.如图所示，在两块相同的竖直木板间，有质量均为m的四块相同的砖，用两个大小均为 F 的水平力压木板，使砖静止不动，则左边木板对第一块砖，第二块砖对第三块砖的摩擦力分别为：A4mg、2mg B2mg、0 C2mg、mg D4mg、mg 答案：B 3.如图所示,质量均为 m 的、两木块叠放在水平面上,受到斜向上与水平面 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 成角的力 F 作用,受到斜向下与水平面成角的力 F 作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止则 A、之间一定存在静摩擦力 B、与水平面之间可能存在静摩擦力 C、对的支持力一定等于mg D、水平面对的支持力一定等于 2mg 答案：AD 4.如图所示，在粗糙的水平地面上放一三角形木块 a，物块 b 放在 a 上恰能匀速下滑，则在 b下滑过程中：A.a 保持静止，而且没有相对于水平地面的运动趋势 B.a 保持静止，但有相对于水平地面向右的运动趋势 C.a 保持静止，但有相对于水平地面向左的运动趋势 D.因未给出所需数据，无法对 a 是否运动或有无相对地面的运动趋势做出判断 答案：A 5.如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠放在地面上，白毛巾的中间用绳与墙壁连接着，黑毛巾的中间用手将它拉住，欲将它们分离开来，若每条毛巾的质量均未 m，毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数均为，则将黑毛巾匀速的拉出，需要施加的外力 F 的大小为：A.2 mg B.3 mg C.4 mg D.5 mg 答案：D 6.如图所示，重力 G=10N 的光滑小球与劲度系数均为 k=1000N m 的上、下两轻弹簧相连，并与 AC、BC 两光滑平板相接触若弹簧 CD 被拉伸、EF被压缩的量均为 x=1cm，指出小球受到几个力，并画出受力图 答案：小球共受到五个力作用：重力 G，竖直向下；两弹簧弹力 T1、T2，竖直向上；两平板压力（弹力）N1、N2，垂直接触处的板面指向球心小球的受力图如图所示。a b F 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 7.如图所示，两根固定的光滑硬杆 OA、OB 之间成角，平放在光滑的水平地面上，在两杆上各套一小轻环 P 和 Q，将 P 和 Q 用轻绳相连。现用一恒力 F 沿OB 方向拉环 Q，则当两环稳定时，轻绳上的张力 T=。答案：F/sin 问题 2：物体的动态平衡问题 物体在几个力的共同作用下处于平衡状态，如果其中的某个力（或某几个力）的大小或方向，发生变化时，物体受到的其它力也会随之发生变化，如果在变化的过程中物体仍能保持平衡状态，我们就可以依据平衡条件，分析出物体受到的各力的变化情况。分析方法：（1）矢量三角形法 如果物体在三个力作用下处于平衡状态，其中只有一个力的大小和方向发生变化，而另外两个力中，一个大小、方向均不变化；一个只有大小变化，方向不发生变化的情况。如果物体在三个力作用下处于平衡状态，其中一个力的大小和方向发生变化时，物体受到的另外两个力中只有一个大小和方向保持不变，另一个力的大小和方向也会发生变化的情况下，考虑三角形的相似关系。【例题】如图所示，小球用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力将：O A B C D 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 A逐渐变大 B逐渐变小 C先增大后减小 D先减小后增大 解析因为G、N、T三力共点平衡，故三力可以构成一个矢量三角形，如图示，其中G大小和方向始终不变，N的方向不变，大小可变，T的大小和方向都在变，在绳向上偏移过程中，可以作出一系列的矢量三角形，由图易得在变化过程中T先变小后变大，而支持力N一直变小。【例题】光滑的半球形物体固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑轮，轻绳的一端系一小球，靠放在半球上的 A 点，另一端绕过定滑轮后用力拉住，使小球静止，如图所示。现缓慢的拉绳，在小球沿球面由 A 到 B 的过程中，半球对小球的支持力 N 和绳对小球的拉力 T 的大小变化情况是：A.N 变大，T 变小 B.N 变小，T 变大 C.N 变小，T 先变大后变小 D.N 不变，T 变小 解析设球面半径为R，BC=h，AC=l，RAO，选小球为研究对象，小球受三个力的作用而处于平衡状态，重力 G，半球的支持力 N，绳的拉力 T，画出力的矢量三角形如图所示，由于它和 COA 相似，可得 RNlTRhG RhRGN ,RhGlT G N T1 T2 T3 T4 F A B C O F B C O T N G A 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 因为 h、R、G、R为定值，所以 N 为定值不变。T 与l成正比，由 A 到 B 的过程中，l变小，因此 T 变小，故答案 D 正确。平行练习 1.如图所示，电灯悬挂于两墙之间，更换绳 OA，使连接点 A 向上移，但保持O 点位置不变，则 A 点向上移时，绳 OA 的拉力()A逐渐增大 B逐渐减小 C先增大后减小 D先减小后增大 答案：D 2.如图所示，质量不计的定滑轮用轻绳悬挂在 B 点，另一条轻绳一端系重物 C，绕过滑轮后，另一端固定在墙上 A 点，若改变 B 点位置使滑轮位置发生移动，但使 A 段绳子始终保持水平，则可以判断悬点 B 所受拉力 FT的大小变化情况是：A若 B 向左移，FT将增大 B若 B 向右移，FT将增大 C无论 B 向左、向右移，FT都保持不变 D无论 B 向左、向右移，FT都减小 答案：B 3.轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是（）AF1保持不变，F2逐渐增大 BF1逐渐增大，F2保持不变 A B O 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 CF1逐渐减小，F2保持不变 DF1保持不变，F2逐渐减小 答案：D 4.A、B 为带有等量同种电荷的金属小球，现用等长的绝缘细线把二球悬吊于绝缘墙面上的 O 点，稳定后 B 球摆起，A 球压紧墙面，如图所示。现把二球的带电量加倍，则下列关于 OB 绳中拉力及二绳间夹角的变化的说法中正确的是：A.二绳间的夹角增大，OB 绳中拉力增大 B.二绳间的夹角增大，OB 绳中拉力减小 C.二绳间的夹角增大，OB 绳中拉力不变 D.二绳间的夹角不变，OB 绳中拉力不变 答案：C 5.如图所示，绳子的两端分别固定在天花板上的 A、B 两点，开始在绳的中点 O 挂一重物 G，绳子 OA、OB 的拉力分别为 F1、F2。若把重物右移到O点悬挂（BOAO），绳AO和BO中的拉力分别为1F和2F，则力的大小关系正确的是：A.11FF，22FF B.11FF,22FF C.11FF，22FF D.11FF，22FF 答案：D A B O A B O O 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 6.如图所示，将一根不可伸长的柔软轻绳的两端系在两根立于水平地面上的竖直杆M、N等高的两点a、b上，用一个动滑轮悬挂一个重物G后挂在绳子上，达到平衡时，两段绳子的拉力为T1，现将绳子b端慢慢向下移动一段距离，待系统再次达到平衡时，两绳子的拉力为T2，则 A.T2T1B.T2T1 C.T2T1D.由于b点下降高度未知，T1和T2的关系不能确定 答案：B 7.如图所示，硬杆 BC 一端固定在墙上的 B 点，另一端装有滑轮 C，重物 D 用绳拴住通过滑轮固定于墙上的 A 点。若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计，将绳的固定端从 A 点稍向下移，则在移动过程中（A）绳的拉力、滑轮对绳的作用力都增大（B）绳的拉力减小，滑轮对绳的作用力增大（C）绳的拉力不变，滑轮对绳的作用力增大（D）绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变 答案：C 8.重力为 G 的重物 D 处于静止状态。如图所示，AC 和 BC 两段绳子与竖直方向的夹角分别为和。90。现保持角不变，改变角，使角缓慢增大到 90，在角增大过程中，AC 的张力 T1，BC 的张力 T2的变化情况为：AT1逐渐增大，T2也逐渐增大 BT1逐渐增大，T2逐渐减小 CT1逐渐增大，T2先增大后减小 DT1逐渐增大，T2先减小后增大 答案：D a b N M G A C B 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 9.如图所示，均匀小球放在光滑竖直墙和光滑斜木板之间，木板上端用水平细绳固定，下端可以绕 O 点转动，在放长细绳使板转至水平的过程中(包括水平)：A小球对板的压力逐渐增大且恒小于球的重力 B小球对板的压力逐渐减小且恒大于球的重力 C小球对墙的压力逐渐增大 D小球对墙的压力逐渐减小 答案：D（2）正交分解法 物体受到四个（或四个以上）的力的作用处于平衡状态，如果已知物体受到的某个力的大小和方向发生变化，研究其它各力的大小和方向变化时，常应用正交分解法。【例题】（全国）有一个直角支架AOB，AO是水平放置，表面粗糙OB竖直向下，表面光滑OA上套有小环P，OB套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可以忽略不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较，AO杆对P的支持力FN和细绳上的拉力F的变化情况是：AFN不变，F变大 BFN不变，F变小 CFN变大，F变大 DFN变大，F变小 解析选择环PQ和细绳为研究对象在竖直方向上只受重力和支持力FN的作用，而环动移前后系统的重力保持不变，故FN保持不变取环Q为研究对象，其受如下图所示Fcos=mg，当P环向左移时，将变小，故F变小，正确答案为 B【例题】如图所示，小船用绳牵引设水平阻力不变，在小船匀速靠岸的过程中 F 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 （A）绳子的拉力不断增大 （B）绳子的拉力保持不变（C）船受的浮力减小 （D）船受的浮力不变 解析对船受力分析，如图所示，小船在四个力的作用下匀速靠岸，重力mg，拉力T，浮力F，阻力f。对绳子的拉力进行正交分解，水平方向的分力T1=Tcos，竖直方向的分力T2=Tsin，由平衡条件可得 fTcos mgFTsin 小船匀速靠岸的过程中，角增大，从而判断 T 增大，F 减小，故选择答案 AC。平行练习 1.一根水平粗糙的直横杆上，套有两个质量均为m的小铁环，两铁环上系着两条等长的细线，共同栓住一个质量为M的球，两铁环和球均处于静止状态，如图所示，现使两铁环间距稍许增大后系统仍处于静止状态，则水平横杆对铁环的支持力N和摩擦力f的变化是（A）N不变，f不变（B）N不变，f变大 （C）N变大，f变大（D）N变大，f不变 答案：B 2.如图所示，OA为一遵守胡克定律的弹性轻绳，其一端固定在天花板上的O点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连当绳处于竖直位置时，滑块A与地面有压力作用。B为一紧挨绳的光滑水平小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。现用水平力F作用于A，使之向右作直线运动，在运动过程中，作用A的摩擦力：A逐渐增大 B逐渐减小 C保持不变 D条件不足，无法判断 答案：C T F f mg m m M 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 3.如图所示，当人向左跨了一步后人与物任保持静止，跨后与垮前相比较，下列说法错误的是:A地面对人的摩擦力减小 B地面对人的摩擦力增加 C人对地面压力增大 D绳对人的拉力变小 答案：B 4.如图所示，两个质量都是 m 的小球 A、B 用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态。已知竖直墙面光滑，水平地面粗糙，现将 A 向上移动一小段距离，两球再次平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对 B 球的支持力 N 和轻杆上的压力 F的变化情况是：A.N 不变，F 变大 B.N 不变，F 变小 C.N 变大，F 变大 D.N 变大，F 变小 答案：B 问题 3：平衡物体的临界问题和极值问题 1.临界状态 临界状态是一种物理现象转变为另一种物理现象，或从一个物理过程转入到另一个物理过程的转折状态。临界状态也可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。平衡物体的临界状态是指物体所处平衡状态将要变化的状态。涉及临界状态的问题称为临界问题。解决这类问题的关键是要注意“恰好出现”或“恰好不出现的条件”，用好假设法。2.极值问题 极值是研究平衡问题中某物理量变化情况时出现的最大值或最小值。解决极值问题时，主要的方法是在假设的基础上用矢量三角形求极值；用三角函数求极值；一元二次方程根的判别式求极值等。【例题】跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体A和物体B，物体A放在A B A B 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 倾角为的斜面上，如图所示，已知物体A的质量为m，物体A与斜面的摩擦因数为，且tg，滑轮的摩擦不计，要使物体A静止在斜面上，求物体B的质量的取值范围。解析先选物体 B 为研究对象，它受到重力mBg和拉力T的作用。根据平衡条件有 TmBg 再选物体A为研究对象，它受到重力mg，斜面支持力N，轻绳拉力T和斜面的摩擦力作用。假设物体A处于将要上滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大，且方向沿斜面向下，这时A的受力情况如图所示，根据平衡条件有 Nmgcos Tfmmgsin 由摩擦定律，知 fm N 联立以上四式，解得 mBm(sincos)。再假设物体A处于将要下滑的临界状态，则物体A受的静摩擦力最大，且方向沿斜面向上，这时A的受力情况如图所示，根据平衡条件有 Nmgcos Tfmmgsin 由摩擦定律，知 fm N 由四式，解得 mBm(sincos)。综上所述，物体 B 的质量的取值范围是 m(sincos)mBm(sincos)。【例题】重量为 G 的木块与水平地面间的动摩擦因数为，一人欲用最小的作用力 F使木块做匀速运动，则此最小作用力的大小和方向应如何？解析木块在运动中受摩擦力作用，要减小摩擦力，应使作用力 F 斜向上，。设力 F 与水平方向的夹角为时，F 的值最小。对木块受力分析如图所示，由平衡条件知 mg fm T N mg fm T N F f mg N 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 0cos NF 0sinGNF 解上述二式得 s inco s GF 令 tan，则21sin 211c o s)cos(1)sinsincos(cos1sincos22 可见当arctan时，F 有最小值。即2min1GF。平行练习 1.（全国）两根长度相等的轻绳，下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定在水平天花板上的 M、N 点，M、N 两点间的距离为s，如图所示已知两绳所能承受的最大拉力均为T，则每根绳的长度不得短于 。答案：2224gmTTs 2.完全相同的直角三角形滑块 A、B，按如图所示叠放，设 A、B 相互接触的斜面光滑，A 与桌面间的动摩擦因数为，现在B 上作用一水平推力 F，恰好使 A、B 一起在桌面上匀速运动，且 A、B 保持相对静止。则 A 与桌面间的动摩擦因数跟斜面倾角的关系是：A.tan B.tan/2 C.2tan D.与无关 答案:B 3.一个质量为 m 的物体，在水平外力 F 作用下，沿水平面做匀速直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为，现对该物体再施加一个力的作用，物体的运动状态未发生改变，以下说法中正确的是：F A B 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 A.不可能存在这样的力 B.只要所加的力与原水平力 F 大小相等、方向相反就能满足要求 C.所加外力方向应与原水平外力 F 的方向成角斜向下，且满足tan D.所加外力方向应与原水平外力 F 的方向成角斜向下，且满足tan 1/答案:D 4.如图所示，质量为 m 的球放在倾角为的光滑斜面上，试分析挡板AO 与斜面间的倾角多大时，AO 所受的压力最小？答案:当=90时，挡板 AO 所受的压力最小，最小压力为Fmin=mgsin 5.一轻绳跨过两个等高的轻定滑轮（不计大小和摩擦），两端分别挂上质量为m1=4千克和m2=2 千克的物体，如图所示，在滑轮之间的一段绳上悬挂物体m，为使三个物体不可能保持平衡，求m的取值范围。答案:m 23kg或m 6kg 6.如图所示，斜坡与水平面的夹角为，两个人一推一拉物体匀速上斜坡设两用力大小相同，均为F已知物体与斜坡间的摩擦因数为 =33，推力F与斜坡平行，拉力F与斜坡所成角度为为多少时最省力？答案:根据平衡条件建立方程：Fcos+F=mgsin+f、Fsin+N=mgcos、f=N联立三个方程解得F=sincos1)cos(sinmg；令 tan=33即=300，则F表达式的分母 1+cos+sin=1+)sinsincos(coscos1=1+cos)cos(，显然当=300时，分母有最大值，则F有最小值 问题 4：整体法和隔离法 合理选取研究对象是形成正确解题思路的第一步。如果研究对象选择不当，往往会使解题 A O m1 m m2 T T1 T2 2 1 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 过程繁琐费时，甚至无法作出正确解答。如果研究对象选择恰当，则能事半功倍。在解答问题时，若选取某个与所求力有关的物体为研究对象不能顺利解答，应该变换研究对象，选取与该物体相互作用的其它物体为研究对象，或者把该物体与周围的其它物体组成的系统作为研究对象。整体法是指在分析问题，选取研究对象中的相互作用的两个或两个以上的物体为研究对象进行研究的方法；隔离法是指把所研究的物体从其所在的众多的对象中隔离出来，单独进行研究的方法。一般情况下，整体法和隔离法通常结合起来使用。整体之间的相互作用力叫做内力，和整体之外的物体的作用力叫做外力，在对研究对象的整体进行受力分析的时候，不分析内力的作用。通常在分析外力对系统的作用时，用整体法，在分析系统内各物体（或部分）间相互作用时，用隔离法；有时解答一个问题需要多次选取研究对象，整体法和隔离法交叉使用。一般先用整体法再用隔离法。【例题】如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2。拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1F2，试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T。（内蒙古等四省高考理综卷）解析首先选取 m1和 m2作为一个整体受力分析，由牛顿运动定律，得 F1F2(m1m2)a，解得a2121mmFF，再隔离其中的 m1，由牛顿运动定律，得 F1Tm1a，联立两式，解得T211221mmFmFm。平行练习 1 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。当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时 F1 F2 m1 m2 C A B 研究对象受力物体共受几个力各力的方向并作出受力示意图受力分析的基本步骤确定研究对象把它从周围的物体中隔离出来弄清与研究对象相关联的物体找出周围哪些物体对它产生作用不要把作用在其他物体上的力错误的认为通过图检验所分析的力是否存在能否找到力的施力物体及受力物体受力分析的方法隔离法把要分析的物体从它所在的系统中独立出来单独研究的方法是对物体进行受力分析时最常用的方法整体法把要分析的几个相互作用的物体作为一个均处于平衡状态整体之间的相互作用力为内力整体与外界之间的相互作用力为外力例题在粗糙水平面上有一个三角形木块在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为和的木块均能沿斜面匀速下滑且如图所示二物体下滑过程中斜面保持学习必备 欢迎下载 AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上 BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下 CA、B之间的摩擦力为零 DA、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质（上海高考卷）2通过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示。已知人的质量为 70 kg，吊板的质量为 10 kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均不计，取重力加速度g10 m/s2。当人以 440 N 的拉力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为 Aa1.0 m/s2，F260 N Ba1.0 m/s2，F330 N Ca3.0 m/s2，F110 N Da3.0 m/s2，F50 N(广东高考卷)3如图所示，质量为 2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为，在已知力F的作用下，A、B做加速运动，A对B的作用力为_（全国高考卷）4一质量为M，倾角为的楔形木块，静置在水平面上，与桌面间的动摩擦因数为。一物块，质量为m，置于楔形木块的斜面上。物块与斜面的接触式光滑的。为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力F推楔形木块，如图所示，此水平力的大小等于 。(三南高