高三复习讲义第二章力物体的平衡.doc

第二章　力　物体的平衡
第一节　力及常见三种性质的力
一、力
1．力的概念：物体与物体之间的____作用．
2．力的作用效果
两类效果
二、重力
1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．
2．大小：G＝mg.
3．方向：总是________．
一、力
1．力的概念：物体与物体之间的____作用．
2．力的作用效果
两类效果
二、重力
1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．
2．大小：G＝mg.
3．方向：总是________．
4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．
三、弹力
1．弹力
(1)定义：发生弹性形变的物体由于要________，对与它接触的物体产生力的作用．
(2)产生的条件
①两物体________；②发生________．
(3)方向：与物体形变方向____．
即时应用1画出下列情景中物体A受力的示意图．

2．胡克定律
(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成____．
(2)表达式：F＝kx.
①k是弹簧的________，单位为N/m；k的大小由弹簧________决定．
②x是弹簧长度的________，不是弹簧形变以后的长度．
四、摩擦力
1．产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有________或_____________时，在接触面上所受的阻碍________或_____________的力．
2．产生条件：接触面____；接触面间有弹力；物体间有________或_____________．
3．大小：滑动摩擦力f＝____，静摩擦力：0≤f≤fmax.
4．方向：与相对运动或相对运动趋势方向____．
5．作用效果：阻碍物体间的________或____________．
即时应用2画出下列各图中物体A受到的摩擦力．

热身体验
1.关于力的概念，下列说法正确的是(　　)
A．一个受力物体可能受到两个施力物体的作用力
B．保持静止不动的物体，一定不受力的作用
C．只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用
D．一个受力物体可以不对其他物体施力
2．下列说法正确的是(　　)
A．形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心上
B．物体的重心不一定在其内部
C．地球对物体的吸引力就是物体的重力
D．物体重力的大小总是等于它对竖直弹簧秤的拉力
3.玩具汽车停在模型桥面上，如图2－1－1所示，下列说法正确的是(　　)
A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变

4．关于摩擦力，以下说法中正确的是(　　)
A．运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用
B．静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到静摩擦力作用
C．正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变
D．摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上
考点1　弹力的分析与计算
如图所示，一重为10 N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N，则AB杆对球的作用力(　　)
A．大小为7.5 N
B．大小为10 N
C．方向与水平方向成53°角斜向右下方
D．方向与水平方向成53°角斜向左上方
跟踪训练1 (2013·彭州中学摸底考试)如图所示，倾角为30°、重为80 N的斜面体静止在水平面上．一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是(　　)
A．斜面体有向左运动的趋势
B．地面对斜面体的支持力为80 N
C．小球对弹性轻杆的作用力为2 N，方向竖直向下
D．弹性轻杆对小球的作用力为2 N，方向垂直斜面向上
考点2　摩擦力的分析与计算
(2013·杭州二中高三模拟)如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B，A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧．物体A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是(　　)
A．B受到向左的摩擦力　　　 B．B对A的摩擦力向右
C．地面对A的摩擦力向右 D．地面对A没有摩擦力
跟踪训练2 如图所示，斜面倾角为60°，10 kg的物体通过弹簧与斜面上的固定板相连，已知弹簧的劲度系数k＝100 N/m，当弹簧长度为22_cm和8_cm①时，物体分别位于A点和B点，且此两点是物体刚好②可以平衡③的点，试求斜面与物体间的动摩擦因数．(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

第二节　力的合成与分解
一、力的合成
1．合力与分力
(1)定义：如果一个力___________跟几个力共同作用的效果相同，这一个力就叫那几个力的____，那几个力就叫这个力的____．
(2)关系：合力和分力是一种_________关系．
2．共点力：作用在物体的_______，或作用线的_______交于一点的力．
3．力的合成：求几个力的____的过程．
4．力的运算法则
(1)三角形定则：把两个矢量________从而求出合矢量的方法．
(2)平行四边形定则：求互成角度的______的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作___________，这两个邻边之间的对角线就表示合力的____和____．
即时应用1 三个共点力的大小分别为F1＝5 N，F2＝10 N，F3＝20 N，则它们的合力(　　)
A．不会大于35 N　　　　　　B．最小值为5 N
C．可能为0 D．可能为20 N
二、力的分解
1．概念：求一个力的____的过程．
2．遵循的法则：___________定则或_______定则．
3．分解的方法
(1)按力产生的_________进行分解．
(2) ____分解．
即时应用2 (2013·德阳模拟)如图所示，细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同，长度MO＞NO，则在不断增加重物G的重力过程中(绳OC不会断)， MO与NO 哪根绳先断？　

热身体验
1－1. 下列说法正确的是(　　)
A．两个力没有作用于同一点，则这两个力一定不是共点力
B．任何两个力都可进行合成
C．合力可以比分力大，也可以比分力小
D．两条互成角度的细绳悬挂物体，当物体处于静止时，两绳拉力的合力就是物体的重力
1－2. 如图所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是(　　)

2．图中弹簧测力计、绳和滑轮的重量均不计，绳与滑轮间、物体与圆面间的摩擦力均不计，物体的重力都是G，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3，则(　　)

A．F3＞F1＝F2　　　　　 B．F3＝F1＞F2
C．F1＝F2＝F3 D．F1＞F2＝F3

考点1　力的合成
(2011·高考广东卷)如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止，下列判断正确的是(　　)
A．F1＞F2＞F3　　　　　　　 B．F3＞F1＞F2
C．F2＞F3＞F1 D．F3＞F2＞F1

跟踪训练1(2013·新都一中高三模拟)作用在一个物体上的两个力，F1＝30 N、F2＝40 N，它们的夹角是90°，要使物体做匀速直线运动，必须再施加一个力F3，它的大小是(　　)
A．30 N B．35 N
C．50 N D．70 N
考点2　力的分解
如图所示，用绳AC和BC吊起一重100 N的物体，两绳AC、BC与竖直方向的夹角分别为30°和45°.求：绳AC和BC对物体的拉力的大小．

跟踪训练2 如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重力为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，则(　　)
A．F1＝
B．F2＝Gtanα
C．若缓慢减小悬绳的长度，且保持人与墙壁的距离不变，则F1与F2的合力变大
D．若缓慢减小悬绳的长度，且保持人与墙壁的距离不变，则F1减小，F2增大

第三节　受力分析　共点力的平衡
一、受力分析
1．概念
把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的示意图，这个过程就是受力分析．
2．受力分析的一般顺序
先分析____ (重力、电场力、磁场力等)，然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析已知力．
即时应用1 如图所示，L形木板A放在固定的表面粗糙的斜面上，滑块B置于木板上表面．若A、B一起沿斜面匀减速下滑，不计空气阻力．则A的受力个数为(　　)
A．3　　　　　　　　 B．2
C．4 D．5

二、共点力作用下物体的平衡
1．平衡状态
物体处于____或_____________的状态．
2．共点力的平衡条件：_______或者
三、平衡条件的几条重要推论
1．二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小____，方向____．
2．三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小____，方向____．
3．多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡，其中任何一个力与其余力的合力大小____，方向____．
即时应用2 如图所示，两球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，球B用长为L的细绳悬于O点，球A固定在O点正下方，且OA之间的距离恰为L，系统平衡时绳子所受的拉力为F1.现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小之间的关系为(　　)
A．F1>F2　　　　　　　　 B．F1＝F2
C．F1<F2 D．无法确定

热身体验
1.如图所示，倾斜索道与水平方向的夹角为37°，当载重车厢沿索道下滑时，车厢内重物受力个数可能为(　　)
A．2个　　　　　　 B．1个
C．3个 D．4个

2. (2011·高考安徽卷)一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上．现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示，则物块(　　)
A．仍处于静止状态
B．沿斜面加速下滑
C．受到的摩擦力不变
D．受到的合外力增大

3.用一水平力将小球从最低点缓慢拉到图示位置的过程中，关于水平拉力与绳的弹力的合力，下列判断正确的是(　　)
A．合力大小逐渐增大
B．合力大小保持不变
C．合力方向逐渐向右偏
D．合力方向保持竖直向上不变

考点1　图解法分析动态平衡问题
(2012·高考新课标全国卷)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N1，球对木板的压力大小为N2.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缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中(　　)
A．N1始终减小，N2始终增大
B．N1始终减小，N2始终减小
C．N1先增大后减小，N2始终减小
D．N1先增大后减小，N2先减小后增大

跟踪训练 如图所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是(　　)
A．增大　　　　　　　 B．先减小，后增大
C．减小 D．先增大，后减小

考点2　平衡中的临界和极值问题
(2012·高考新课标全国卷)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)．设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.
(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．
(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动．求这一临界角的正切tanθ0.

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