2024高考必备物理大招物理大招1：竖小平大.pdf

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1、1物理大招物理大招 1：竖小平大：竖小平大【概述】【概述】物体受到三个力的作用处于动态平衡状态，其中一个力大小方向都不变（一般为重力），一个与重力垂直的力方向不变，第三个倾斜的力方向缓慢改变，此时可以认为物体处于动态平衡状态，题目中“缓慢”一般为动态平衡的标志。同学可简记“一重一平加一斜，竖小平大来判断”【要点】【要点】处于动态平衡状态的物体，受到三个力的作用，若三力满足：一竖一横一斜，且斜的力方向变化时，力的变化满足“竖小平大”。【典例】【典例】如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为1N，球对木板的压力大小为2N以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始

2、缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中()A1N始终减小，2N始终增大B1N始终减小，2N始终减小C1N先增大后减小，2N始终减小D1N先增大后减小，2N先减小后增大【解析】解法一：以小球为研究对象，分析受力情况：重力G、墙面的支持力1N 和木板的支持力2N 根据牛顿第三定律得知，11NN，22NN。根据平衡条件得：1cotNG，2sinGN 将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置的过程中，增大，cot减小，sin增大，则1N 2024高考必备物理大招物理大招1：竖小平大2和2N 都始终减小，故1N和2N都始终减小。故选：B。解析二：受力分析如图所示，当斜力向竖直方向转动时，根据“竖小”，所

3、以1、2均减小，即1=1，2=2均减小。【变式】【变式】1质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中()AF逐渐变大，T逐渐变大BF逐渐变大，T逐渐变小CF逐渐变小，T逐渐变大DF逐渐变小，T逐渐变小【解析】解法一：以结点O为研究对象受力分析如下图所示：由题意知点O缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知：绳OB的张力BTmg根据平衡条件可知：cos0BTTsin0TF由此两式可得：3tantanBFTmgcoscosBTmgT在结点为O被缓慢拉动过程中，夹角增大，由三角函数可知：F和T均变大

4、，故A正确，BCD错误。故选：A。解法二：受力分析如图所示，当斜力 T 向水平方向转动时，根据“平大”，可以判断出 F、T均变大，故选 A。2如图所示，截面为14圆弧的柱状物体A静置于粗糙水平地面上，A的左端紧靠竖直墙，光滑圆球B置于A与竖直墙之间，整个系统处于静止状态现将A向右移动少许，整个系统仍处于静止状态，下列说法正确的是()A物体A对地面的压力减小B圆球B对墙的压力增大C物体A与圆球B之间的作用力大小不变D物体A受到的摩擦力减小【解析】解：A、以A、B为整体受力分析如图 1，竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体重力不变，所以地面对A的支持力不变，由牛顿第三定律知A对地面的压力不变，故

5、A4错误；B、对小球B受力分析，作出平行四边形，如图 2 所示，A移动前后，B受力平衡，即B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；A向右移动少许，A对B的弹力顺时针旋转，墙对B的压力减小，由牛顿第三定律，B对墙的压力变小，故B错误；C、由图 2 知，A对B的弹力减小，故C错误；D、分析A、B整体，水平方向上墙对B的压力和地面对A的摩擦力等大反向，墙对B的压力减小，则地面对A的摩擦力减小，故D正确。故选：D。1物理大招物理大招 2：垂直最小：垂直最小【概述】【概述】在几何关系中，点到直线的距离，垂线最短。在在解决物体受力平衡的问题时，有时根据几何关系，会使问题得到简化。【要点】【要点

6、】三力平衡的条件：任意两个力的合力与第三个力等大反向。当把三个力平移时，刚好能构成一个闭合的三角形，若三力中，满足一力大小方向不变，一力方向不变，改变第三个力的方向，如图所示，F1大小方向均不变，F2方向不变，改变 F3的方向，转动的过程中，F3先减小后增大，当 F3与 F2垂直时力最小。小结小结：三力平衡，存在一力大小方向均不变，一力方向不变，当第三个力与方向不变的力垂直时，力最小。【典例】【典例】如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为45，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。则弹簧形

7、变量不可能是()A2mgkB22mgkC3 24mgkD2mgk【解析】解：以小球ab整体为研究对象，分析受力，作出F在几个方向时整体的受力图，根据平衡条件得知：F与T的合力与整体重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中 2 位置，F的最小值为：222sin222minFmgmgmg。根据胡克定律：minminFkx，所以：2minmgxk，则AD可能，BC不可能。本题选不可能的，故选：BC。【变式】【变式】1两个相同的灯笼由轻质细绳连接悬挂起来，O为悬挂点，现在对灯笼B施加一拉力（图中未画出），使OA段细绳偏离竖直方向的角度为。已知两灯笼的

8、质量均为m，虚线与细绳AB段垂直，虚线与细绳OA段垂直，虚线沿水平方向，虚线沿AB方向。不考虑其他外力，若要使对B球施加的拉力最小，则此拉力的方向和大小分别为()A沿虚线sinmgB沿虚线2sinmgC沿虚线sinmgD沿虚线2sinmg【解析】解：将A和B看成一个整体，受到重力、细绳OA的拉力T及对B施加的拉力F，如图所示，当对B施加的拉力与细绳OA垂直时，最小拉力为2sinFmg，即沿虚线，故B正确，ACD错误；3故选：B。2（多选）如图所示，作用于O点的三个力平衡，设其中一个力大小为1F，沿y轴负方向，另一个大小未知的力2F与x轴负方向夹角为，那么关于第三个力3F，下列判断正确的是()A

9、力3F只可能指向第一象限B力3F可能指向第四象限C力3F的最小值为1cosFD力3F的最小值为1tanF【解析】解：A、三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；当1F、2F的合力F在第三象限时，力3F在第一象限，故A错误；B、三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；当1F、2F的合力F在第二象限时，力3F在第四象限，故B正确；CD、三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；通过作图可以知道，当1F、2F的合力F与2F垂直时合力F最小，等于1cosF，即力3F的最小值为1cosF故C正确，D错误；故选：BC。物理大招物理大招3

10、：相似三角形法：相似三角形法【概述概述】相似三角形法：物体在三个共点力的作用下处于平衡，已知条件中涉及到边长问题，并且力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似，则可以利用相似三角形建立比例关系式，可以避免采用正交分解法求解时对角度（力的方向）的要求。【要点要点】往往涉及三个力，其中一个为恒力，另外两个力的大小和方向均发生变化，与此同时，题目的场景中常常会出现某一条线段的距离是不变的，那么此时用相似三角形分析。【典例】【典例】如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心 O 的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的 A 点，另一端绕过定滑轮。今缓慢拉绳使小球从 A 点滑到

11、半球顶点，则此过程中，小球对半球的压力 N 及细绳的拉力 F 大小变化情况是（）AN 变大，F 变大 BN 变小，F 变大 CN 不变，F 变小 DN 变大，F 变小【答案】C【解析】受力分析如图 根据三角形相似得 小球从 A 点滑到半球顶点，OA 不变，OB 不变，AB 减小，G 不变，则 N 不变，F 变小。故选 C。FGNABOBAO=【变式】【变式】1如图所示，AC 是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆 BC 一端通过铰链固定在 C 点，另一端 B 悬挂一重为 G 的重物，且 B 端系有一根轻绳并绕过定滑轮 A，用力 F拉绳，开始时BCA90，现使BCA 缓慢变小。直到杆 BC

12、接近竖直杆 AC，此过程中，下列说法正确的是（）A杆 BC 所受的力大小不变 B杆 BC 所受的力先增大后减小 C力 F 大小不变 D力 F 的大小先减小再增大【答案】A【解析】以 B 点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力 T（等于重物的重力 G）、轻杆的支持力 N 和绳子的拉力 F，作出力图如图 由平衡条件得知，N 和 F 的合力与 T 大小相等，方向相反，根据三角形相似可得 又 T=G，解得 N=G，F=G 使BCA 缓慢变小时，AC、BC 保持不变，AB 变小，则 N 保持不变，F 变小,所以，杆 BC所受的力大小不变，力 F 大小变小。故选 A。NFTBCABAC=BCACABAC2

13、如图所示，质量为 m 的小球套在竖直固定的光滑圆环上，在圆环的最高点有一个光滑小孔，一根轻绳的下端系着小球，上端穿过小孔用力拉住，开始时绳与竖直方向夹角为，小球处于静止状态，重力加速度为 g。现缓慢拉动轻绳，使小球沿光滑圆环上升一小段距离，则下列说法正确的是（）A绳与竖直方向的夹角为 时，轻绳拉力为 mgcos B小球沿光滑圆环上升过程中，轻绳拉力逐渐增大 C小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力大小不变 D小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力逐渐增大【答案】C【解析】A对小球受力分析，小球受到重力 mg、轻绳的拉力 F 和圆环的弹力 N，如图，根据平衡条件可知：mg 和 N 的合力与 F 大小相等、方向相反，根据几何知识得知 且有 故 A 错误；BCD 小球沿圆环缓慢上移，处于动态平衡状态，对小球进行受力分析，小球受重力 G、F、N，三个力，满足受力平衡。作出受力分析图，由图可知与相似。即 得 当 A 点上移时，半径 R 不变，AB 减小，故 F 减小，N 不变，故 C 正确，BD 错误。故选 C。Nmg=2cosFmgq=OABGFAmgFNRABR=ABFmgR=Nmg=