力與物體的平衡(講)-2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)(新高考專用)原卷版_第1頁
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文檔簡介

2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(新高考專用)

專題一力與運(yùn)動(講)

一、知識結(jié)構(gòu)

,--------,,----------------,I靜態(tài)平衡I

I合力為零f運(yùn)勻速直線運(yùn)動|?動態(tài)平衡?

自由落體運(yùn)動

I運(yùn)動學(xué)問題?超重、

豎直上拋運(yùn)動失重兼I

J與速度共線H勻變速直線運(yùn)動|完全失

?合力恒定?|動力學(xué)兩類基本問題|

力與運(yùn)動

I--與--速--度--不--共--線-1~I-勻--變-速--曲--線--運(yùn)-面--]1一平拋運(yùn)動,

-----------------------------------帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的類平拋運(yùn)動

I方向與速度垂直I__I勻速圓周運(yùn)動I

I合力大小一定、方向變化]

1方向周期性變化1—1周期性加速、減速1~1圖像法1

變速圓周運(yùn)動1~~1牛頓運(yùn)動定律、能量守恒定律1

I合力大小和方向都變化]I運(yùn)動軌跡是一般曲線I~I能量觀點(diǎn)I

|合外力(或切向合外力)尸回=*卜^^1^尚贏高篇小

二、考情分析

近3年考情分析

等級考題統(tǒng)計

考點(diǎn)要求

要求202220212020

2022?重慶卷T1

2022?北京卷15

2021?浙江1月卷14

2022?上海卷?T22020海南卷T2

2021?廣東卷13

2022?浙江6月卷T3

2020?浙江7月卷13

2021?浙江省6月卷14

2022?海南卷T8

2020?浙江7月卷?T10

2021?重慶卷?T1

力與物體平衡II2022■遼寧卷,T42020?全國III卷?T17

2021?全國甲卷皿4

2022.廣東卷.T12020?北京卷?T11

2021?海南卷?T8

2020?山東卷T8

2022?浙江6月卷TIO

2021?湖南卷,T5

2020?浙江1月卷?T13

2022■浙江1月卷?T5

2021?湖北卷in

2022?湖南卷13

2022?浙江1月卷17

2022?全國甲卷?T152021?廣東卷182020?全國1卷124

2022?江蘇卷T1

力與直線運(yùn)動II2021?海南卷4102020?海南卷?T12

2022?上海卷111

2021?湖北卷?T22020?山東卷?T1

2021?遼寧卷T3

2022?遼寧卷472020?浙江1月卷?T2

2021?北京卷?T13

2020?浙江1月卷?T19

2021,浙江省6月

2020?浙江7月卷?T20

卷120

2020?江蘇卷?T5

2021?海南卷17

2021?遼寧卷,T13

2021?全國乙卷?T21

2022?湖南卷J5

2021?遼寧卷,T12020?北京卷?T14

2022■重慶卷?T14

2021?浙江1月卷T92020?山東卷?T16

2022?上海卷18

2021■海南卷,T22020?海南卷?T12

2022?廣東卷16

2021?河北卷,T22020?全國II卷?T16

2022■廣東卷,T3

2021■江蘇卷,T92020?浙江1月卷?T5

2022?山東卷口11

力與曲線運(yùn)動II2021?山東卷1112020?江蘇卷?T8

2022?全國甲卷?T24

2021?全國甲卷?T15

2022?北京卷T82020?北京卷?T17

2021?廣東卷?T4

2022?上海卷162020?全國I卷?T16

2021?河北卷,T9

2022■遼寧卷1132020?浙江7月卷?T2

2021?山東卷?T3

2022?山東卷?T82020?江蘇卷?T22

2022?全國甲卷114

2021?重慶卷,T8

2021?全國乙卷118

2022?重慶卷-T9

2021■廣東卷12

2222?山東卷T62020?海南卷?T7

2021?遼寧卷-T8

2022.北京卷.T192020?全國I卷?T15

2021?山東卷口5

2022■海南卷1102020?全國II卷?T15

2021?福建卷-T8

2022?江蘇卷,T142020?全國III卷?T16

2021?福建卷T13

2022?上海卷TIO

2021?浙江1月卷T72020?天津卷?T2

萬有引力定律與航天II2022?湖南卷18

2021?海南卷?T42020?浙江7月卷?T7

2022?廣東卷?T2

2021?河北卷?T42020?浙江1月卷?T9

2022?浙2022?遼寧卷19

2021?湖北卷?T72020?江蘇卷?T7

2022?全國乙卷114

2021?湖南卷?T72020?北京卷?T5

2022?浙江1月卷18

2021■天津卷152020?山東卷?T7

浙江6月卷16

2021,浙江省6月

卷-TIO

2021?北京卷,T6

2021?全國甲卷118

2021?江蘇卷?T3

三、思維導(dǎo)圖

受力分析

靜態(tài)平衡問題

動態(tài)平衡及臨界極值問題

電磁場中的平衡問題

勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律、圖像及應(yīng)用

追擊相遇問題

動力學(xué)基本問題(含超失重、瞬時性問題)

動力學(xué)的連接體問題

動力學(xué)中的傳送帶問題

動力學(xué)中的板塊問題

1.1力與物體的平衡

日考綱考情

一、考情分析

近3年考情分析

等級考題統(tǒng)計

考點(diǎn)要求

要求202220212020

2022■重慶卷-T1

2021?浙江1月卷?T42020?海南卷?T2

2022■北京卷15

受力分析II2021?廣東卷?T32020?浙江7月卷?T3

2022■上海卷,T2

2021.浙江省6月卷142020?浙江7月卷?T10

2022?浙江6月卷?T3

2022■海南卷T8

2022?遼寧卷14

2020?全國III卷?T17

靜態(tài)平衡問題II2022?廣東卷2021,重慶卷

2020?北京卷?T11

2022?浙江6月卷110

022,浙江1月卷?T5

2021■全國甲卷lid

動態(tài)平衡和臨界極2020?山東卷T8

II2021?海南卷,T8

值問題

2021?湖南卷.T5

2022?湖南卷T3

電磁場中中的平衡

II2022?浙江1月卷口72021?湖北卷?TH2020?浙江1月卷?T13

問題

物體的平衡條件及其應(yīng)用歷來是高考的熱點(diǎn),它不僅涉及力學(xué)中共點(diǎn)力的平衡,還常涉

及電場力、安培力及洛倫茲力的平衡問題,物體的受力分析、物體的靜態(tài)平衡和物體的

考情總結(jié)

動態(tài)平衡問題是高考??嫉拿}角度,應(yīng)用整體法和隔離法分析物體的受力特點(diǎn)及平衡

問題是考生必須掌握的方法,也是高考考查的重點(diǎn)。

應(yīng)考策略深刻理解各種性質(zhì)力的特點(diǎn),熟練掌握分析共點(diǎn)力平衡問題的各種方法。

—S思維導(dǎo)圖

⑥考點(diǎn)梳理

三、講知識

1.常見力

(1)接觸力:彈力、摩擦力

(2)場力:重力、電場力、安培力、洛倫茲力

注意:各種力的大小及方向

2.受力分析方法、步驟、注意事項(xiàng)

3.共點(diǎn)力的平衡

(1)平衡狀態(tài):物體靜止或做勻速直線運(yùn)動.

(2)平衡條件:尸令=0或凡=0,凡=0.

(3)常用推論

①若物體受〃個作用力而處于平衡狀態(tài),則其中任意一個力與其余5—1)個力的合力大小相等、方向相反.

②若三個共點(diǎn)力的合力為零,則表示這三個力的有向線段首尾相接組成一個封閉三角形.

四、講重點(diǎn)

重點(diǎn)1受力分析

1.受力分析的基本思路

2.受力分析的常用方法

受力分析貫穿整個力學(xué),包括分析處于平衡狀態(tài)和非平衡狀態(tài)物體的受力情況,為了知識的連貫,此處歸納出

通用的受力分析方法(對于非平衡狀態(tài)的受力分析運(yùn)用參見后續(xù)二、三、四專題)。

(1)假設(shè)法:在受力分析時,對于彈力、摩擦力,若不能確定是否存在,或者不能確定力的方向、特點(diǎn),可先作

出假設(shè)(如該力存在、沿某一個方向、摩擦力是靜摩擦力),然后根據(jù)該假設(shè)對運(yùn)動狀態(tài)的影響判斷假設(shè)是否成

立。

(2)整體法與隔離法:若系統(tǒng)內(nèi)各個物體的運(yùn)動狀態(tài)相同,優(yōu)先采用整體法;如果需要求解系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用,

可再用隔離法。如果系統(tǒng)內(nèi)部各部分運(yùn)動狀態(tài)不同,一般用隔離法(如果存在相對運(yùn)動但整體處于平衡狀態(tài),也

可以采用整體法)。整體法與隔離法一般交叉綜合運(yùn)用。

(3)轉(zhuǎn)換對象法:當(dāng)直接分析一個物體的受力不方便時,可轉(zhuǎn)換研究對象,先分析另一個物體的受力,再根據(jù)牛

頓第三定律分析該物體的受力。

(4)動力學(xué)分析法:根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)用平衡條件或牛頓運(yùn)動定律確定其受力情況。

3.整體法和隔離法的應(yīng)用技巧

(1)不涉及系統(tǒng)內(nèi)力時,優(yōu)先考慮應(yīng)用整體法,即“能整體、不隔離”。

(2)應(yīng)用“隔離法”時,要先隔離“簡單”的物體,如待求量少、或受力少、或處于邊緣處的物體。

(3)將“整體法”與“隔離法”有機(jī)結(jié)合、靈活應(yīng)用。

(4)各“隔離體”間的力,表現(xiàn)為作用力與反作用力,對整體系統(tǒng)則是內(nèi)力。

4.兩點(diǎn)注意

(1)采用整體法進(jìn)行受力分析時,要注意系統(tǒng)內(nèi)各個物體的狀態(tài)應(yīng)該相同.

(2)當(dāng)直接分析一個物體的受力不方便時,可轉(zhuǎn)移研究對象,先分析另一個物體的受力,再根據(jù)牛頓第三定律分

析該物體的受力,此法叫“轉(zhuǎn)移研究對象法”.

重點(diǎn)2靜態(tài)平衡問題

L處理靜態(tài)平衡問題的常用方法

物體受三個共點(diǎn)力的作用而平衡,則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相

合成法

等,方向相反

物體受三個共點(diǎn)力的作用而平衡,將某一個力按力的效果分解,則其分力和其

分解法

他兩個力滿足平衡條件

正交分物體受到三個或三個以上力的作用而平衡,將物體所受的力分解為相互垂直的

解法兩組,每組力都滿足平衡條件

對受三個力作用而平衡的物體,將力的矢量圖平移使三個力組成一個首尾依次

力的三

相接的矢量三角形,根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識求解未

角形法

知力

2.靜態(tài)平衡問題的解題“四步驟”

[選擇研究對象)=>選取一個平衡體(單個物體或系統(tǒng),

也可以是結(jié)點(diǎn))作為研究對象

對研究對象進(jìn)行受力分析畫出受力'

畫受力示意圖|=>

示意圖

[明確解題策略)O合成法、分解法、正交分解法

(、列,方程一求解)0[根衡據(jù)方平程衡,對條結(jié)件果列進(jìn)出行平討衡論方程,解平,

3.規(guī)律方法

(1)兩物體間有摩擦力,一定有彈力。靜摩擦力總與接觸面平行,且與相對運(yùn)動趨勢方向相反。

(2)整體法與隔離法的應(yīng)用技巧

1)不涉及系統(tǒng)內(nèi)力時,優(yōu)先考慮應(yīng)用整體法,即“能整體、不隔離”。

2)應(yīng)用“隔離法”時要先隔離“簡單”的物體,如待求量少、或受力少、或處于邊緣處的物體。

3)將“整體法”與“隔離法”有機(jī)結(jié)合、靈活應(yīng)用。

4)各“隔離體”間的力,表現(xiàn)為作用力與反作用力,對整體系統(tǒng)則是內(nèi)力。

重點(diǎn)3動態(tài)平衡及臨界極值問題

(一)動態(tài)平衡

1.解決動態(tài)平衡問題的一般思路

化“動”為“靜”,多個狀態(tài)下“靜”態(tài)對比,分析各力的變化或極值.

2.三力作用下的動態(tài)平衡

3.四力作用下的動態(tài)平衡

(1)在四力平衡中,如果有兩個力為恒力,或這兩個力的合力方向確定,為了簡便可用這兩個力的合力代替

這兩個力,轉(zhuǎn)化為三力平衡,例如:

如圖,qE<mg,把擋板緩慢轉(zhuǎn)至水平的過程中,可以用重力與靜電力的合力儂一〃代替重力與靜電力.

如圖,物體在拉力戶作用下做勻速直線運(yùn)動,改變《大小,求拉力的最小值,可以用支持力與摩擦力的合

力尸代替支持力與摩擦力.(tan夕=〃)

(2)對于一般的四力平衡及多力平衡,可采用正交分解法.

4.解決動態(tài)平衡常用方法

(1)圖解法

物體受三個力平衡:一個力恒定、另一個力的方向恒定時可用此法.由三角形中邊長的變化知力的大小的變化,

還可判斷出極值.

例:擋板尸由豎直位置繞。點(diǎn)逆時針向水平位置緩慢旋轉(zhuǎn)時小球受力的變化.(如圖)

(2)相似三角形法

物體受三個力平衡:一個力恒定、另外兩個力的方向同時變化,當(dāng)所作“力的矢量三角形”與空間的某個“幾何三

角形”總相似時用此法(如圖).

5T

△A08與力的矢量

三角形總相似

(3)解析法

如果物體受到多個力的作用,可進(jìn)行正交分解,利用解析法,建立平衡方程,找函數(shù)關(guān)系,根據(jù)自變量的變化

確定因變量的變化.還可由數(shù)學(xué)知識求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值.

5、動態(tài)平衡中的“四1?”與“四想”

(1)看到“緩慢”,想到“物體處于動態(tài)平衡狀態(tài)”。

(2)看到“輕繩、輕環(huán)”,想到“繩、環(huán)的質(zhì)量可忽略不計”。

(3)看到“光滑”,想到“摩擦力為零”。

(4)看到“恰好”想到“題述的過程存在臨界點(diǎn)”。

(二)臨界極值解題方略

1.平衡問題的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)將要被破壞而尚未被破壞的狀態(tài),可理解成“恰好出現(xiàn)”或“恰

好不出現(xiàn)”,在問題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語言敘述,解臨界問題的基本方法是假設(shè)推理

法.

2.臨界問題往往是和極值問題聯(lián)系在一起的.解決此類問題重在形成清晰的物理圖景,分析清楚物理過程,從

而找出臨界條件或達(dá)到極值的條件.要特別注意可能出現(xiàn)的多種情況.

重點(diǎn)4電磁場中的平衡問題

電磁場中平衡問題的處理方法與純力學(xué)問題的分析方法一樣,學(xué)會把電磁學(xué)問題力學(xué)化

-電場力作用下的平衡問題

1.電場力

(1)大?。菏?"E.若為勻強(qiáng)電場,電場力為恒力;若為非勻強(qiáng)電場,電場力大小與電荷所處的位置有關(guān).點(diǎn)電荷

間的庫侖力F=呼.

(2)方向:正電荷所受電場力方向與場強(qiáng)方向相同,負(fù)電荷所受電場力方向與場強(qiáng)方向相反.

2.兩個遵循

(1)遵循平衡條件:與純力學(xué)問題的分析方法相同,只是多了電場力,把電學(xué)問題力學(xué)化可按以下流程分析:

方法

選取研究對象“整體法”或“隔離法”

多了電場力尸=3或

I受力分析卜

庫侖力詈

列平衡方程F合=0或尸x=0,F、=0

⑵遵循電磁學(xué)規(guī)律:①要注意準(zhǔn)確判斷電場力方向.

②要注意電場力大小的特點(diǎn):點(diǎn)電荷間的庫侖力大小與距離的平方成反比,電荷間相互作用力遵循牛頓第三定

律.

二磁場力作用下的平衡問題

1.安培力

(1)大小:F=BIL,此式只適用于的情況,且L是導(dǎo)線的有效長度.當(dāng)3〃/時尸=0.

(2)方向:用左手定則判斷,安培力垂直于2、1決定的平面.

2.洛倫茲力

(1)大?。篎=qvB,此式只適用于的情況.當(dāng)8〃v時尸=0.

(2)方向:用左手定則判斷,洛倫茲力垂直于2、v決定的平面,洛倫茲力不做功.

3.立體平面化

該模型一般由傾斜導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒、電源和電阻等組成,難點(diǎn)是該模型具有立體性,解題時一定要先把立體圖轉(zhuǎn)

化成平面圖,通過受力分析建立各力的平衡關(guān)系.

4.帶電體的平衡

如果帶電粒子在重力場、電場和磁場三者組成的復(fù)合場中做直線運(yùn)動,則通常是勻速直線運(yùn)動.

解題方略

1.帶電體的平衡問題仍然滿足平衡條件,只是要注意準(zhǔn)確分析場力一一電場力、安培力或洛倫茲力.力學(xué)中用

到的圖解法和正交分解法等仍然可以用在電磁場的平衡中.

2.如果帶電粒子在重力場、電場和磁場三者組成的復(fù)合場中做直線運(yùn)動,則一定是勻速直線運(yùn)動,因?yàn)?/p>

尸洛-LV.

3.當(dāng)涉及多個研究對象時,一般采用整體法和隔離法相結(jié)合的方法求解.當(dāng)物體受到的力多于三個時,往往采

用正交分解法列出分方向的平衡方程.

解題常見誤區(qū)及提醒

1.安培力方向的判斷要先判斷磁場方向、電流方向,再用左手定則判斷,同時注意立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖.

2.電場力或安培力的出現(xiàn),可能會對壓力或摩擦力產(chǎn)生影響.

3.涉及電路問題時,要注意閉合電路歐姆定律的使用.

規(guī)律方法

1、電荷在電場中一定受到電場力作用,電流或電荷在磁場中不一定受磁場力作用。

2、分析電場力和洛倫茲力時,注意帶電體的電性。

3、分析帶電粒子受力時,要注意判斷重力是否考慮。

目題型剖析

重點(diǎn)1受力分析

例題1:(2023屆?安徽省卓越縣中聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試)如圖所示,兩位搬運(yùn)工正在運(yùn)用“搬運(yùn)背帶”緩

緩搬運(yùn)一只保險柜。若保險柜質(zhì)量為210kg,承受保險柜重量的是四根背帶,搬運(yùn)工雙肩上的兩根背帶互相

平行,且四根背帶與水平方向的夾角均為60,重力加速度g取lOm/s?,則每根背帶所承受的拉力大小為()

A.700A/3NB.350百NC.525ND.175風(fēng)

(2023屆?江蘇揚(yáng)州中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考試)如圖所示,在水平地面上有一斜面,質(zhì)量均為根的A、B兩物

塊放在斜面的等高處,A、B之間連接著一個輕質(zhì)彈簧,其勁度系數(shù)為左,彈簧處于壓縮狀態(tài),且物塊與斜面均

能保持靜止。已知斜面的傾角為仇兩物塊和斜面間的動摩擦因數(shù)均為〃,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重

力加速度的大小為g。下列說法正確的是()

gpwvwwwgi

A.斜面對A、B組成系統(tǒng)的靜摩擦力為0

B,斜面和水平地面間可能有靜摩擦力作用

C.若將彈簧拿掉,A物塊有可能發(fā)生滑動

D.彈簧的最大壓縮量為嗎J"??os?0-sir?e

k

重點(diǎn)2靜態(tài)平衡問題

例題2:(2023屆?河南洛陽創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試)如圖所示,A、B兩滑塊的質(zhì)量均為放

在粗糙水平面上,兩滑塊與兩個等長的輕桿連接,兩桿之間以及桿與滑塊之間均用光滑較鏈連接,一質(zhì)量為機(jī)

的重物C懸掛于兩桿錢接處,桿與水平面間的夾角為仇整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度大小為g,下列

說法正確的是()

777777777777777777777777777777777777777777777/77777777777777)

A.輕桿上的作用力為2mgsinO

B.A、B滑塊均受到4個力作用

C.A、B滑塊對水平面的壓力大小均為+1■川g

D.A、B滑塊對水平面的摩擦力大小均為屈-

tand

訓(xùn)練2:(2023屆?山東聊城市二中高三上學(xué)期開學(xué)考試)如圖所示,質(zhì)量分別為叫、加2兩個物體通過輕彈

簧連接,在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(叫在地面,冽2在空中),力F與水平方向成e

角.則㈣所受支持力N和摩擦力f正確的是

A.N=m[g+m1g-FsmO

B.N=m[g+m2g-Feos3

C.f=Fcos6

D.f=Fsind

重點(diǎn)3動態(tài)平衡及臨界極值問題

例題3(2023屆?河南安陽市高三上學(xué)期開學(xué)考試)在沒有起重機(jī)的情況下,工人要將油桶搬運(yùn)上汽車,常常

用如圖所示的方法。已知油桶重力大小為G,斜面的傾角為8。當(dāng)工人對油桶施加方向不同的推力/時,油桶

始終處于勻速運(yùn)動狀態(tài)。假設(shè)斜面與油桶的接觸面光滑。在推力廠由水平方向逐漸變?yōu)樨Q直方向的過程中,以

下關(guān)于油桶受力的說法正確的是()

A.若力廠沿水平方向,尸的大小為Gsin。

B.若力尸沿水平方向,斜面對油桶的支持力大小為Geos。

C.F由水平方向逐漸變?yōu)樨Q直方向過程中,斜面對

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