世纪金榜物理3市公开课一等奖百校联赛特等奖课件

第1页第2页第3页第4页第5页第6页第7页1.一根轻质细绳能承受最大拉力为G,现将一重量为G物体系于绳中点,两手分别握住绳两端,两手先并拢,然后迟缓地左右对称地分开,若想绳不停,两段绳间夹角不能超出()A.45°B.60°C.120°D.135°【解析】选C.依据三力平衡特点,两根绳上协力与物体重力大小相等方向相反.再依据两个相等力合成特点,当两力夹角为120°时,协力大小与分力相等,故选C.第8页2.(·海淀区模拟)如图所表示,水平地面上物体A,在斜向上拉力F作用下,向右做匀速运动,则以下说法中正确是()A.物体A可能只受到三个力作用B.物体A一定受到了四个力作用C.物体A受到滑动摩擦力大小为FcosθD.物体A对水平地面压力大小一定为Fsinθ第9页【解析】选B、C.分析物体A受力如图所表示,由平衡条件可知,Fcosθ=Ff,FN+Fsinθ=mg,因Ff≠0,FN一定不为零,故物体A一定受四个力作用,A错误,B、C正确;FN=mg-Fsinθ,故D错误.第10页3.跳伞运动员和伞正匀速下落，已知运动员体重G1，伞重量G2，降落伞为圆顶形(如图所表示).8根相同拉线均匀分布于伞边缘，每根拉线均与竖直方向成30°夹角，则每根拉线上拉力为()第11页【解析】选A.以运动员为研究对象，受重力G1和各根拉线对他拉力，大小为FT.由平衡条件，G1=8×FTcos30°,故选A.第12页4.如图所表示,猎人用两根轻绳将猴子悬于空中,猴子处于静止状态.以下相关说法正确是()A.猴子受到三个力作用B.绳拉猴子力和猴子拉绳力相互平衡C.地球对猴子引力与猴子对地球引力是一对作用力和反作用力D.人将绳子拉得越紧,猴子受到协力越大第13页【解析】选A、C.猴子受重力和两个拉力作用,所以选项A正确;两拉力协力与重力平衡,B错;地球对猴子引力与猴子对地球引力是一对作用力和反作用力,C正确;猴子静止协力总为零,选项D错.第14页5.(·成都模拟)如图所表示,质量为m两个球A、B固定在横杆两端,将其放入光滑半圆形碗中,杆长度等于碗半径,当杆与碗竖直半径垂直时,两球刚好能平衡,则杆作用力为()【解析】选A.以球A为研究对象受力分析,如图,则F=mgtan30°,故杆作用力故A正确.第15页第16页一、整体法和隔离法选择当物理情景中包括物体较多时,就要考虑采取整体法和隔离法.第17页整体法和隔离法有时要交叉使用,但必须使用力相互作用才能从整体法过渡到隔离法.第18页【例证1】(·山东高考)如图所表示,质量分别为m1、m2两个物体经过轻弹簧连接,在力F作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角.则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确是()A.FN=m1g+m2g-FsinθB.FN=m1g+m2g-FcosθC.Ff=FcosθD.Ff=Fsinθ【解题指导】因为题目中只包括m1、m2组成系统受到外力,故受力分析时采取整体法.第19页【自主解答】选A、C.把m1、m2和弹簧组成系统看作整体,受力分析如图,由平衡条件知:水平方向:Ff=Fcosθ竖直方向:FN+Fsinθ=m1g+m2g.由以上两式得:Ff=Fcosθ,FN=m1g+m2g-Fsinθ,正确选项为A、C.第20页【互动探究】本题中怎样才能求出弹簧上弹力大小和方向?【解析】采取隔离法,以m1为研究对象,受力分析如图,正交分解.则Fx=FfFN+Fy=m1g.得Fx=Fcosθ，Fy=Fsinθ-m2g第21页F弹大小:F弹=F弹方向:答案:第22页第23页(1)三力平衡问题.作出平行四边形后,要寻找菱形、直角三角形、相同形等,用对应几何知识处理.(2)用正交分解法时,要建立适当坐标系,使尽可能多力与坐标轴重合.第24页【例证2】(·镇江模拟)如图所表示,水平细杆上套一细环A,环A和球B间用一轻质绳相连,质量分别为mA、mB(mA>mB),因为B球受到水平风力作用,A环与B球一起向右匀速运动,已知细绳与竖直方向夹角为θ,则以下说法正确是第25页A.风力增大时,轻质绳对B球拉力保持不变B.B球受到风力F为mAgtanθC.杆对A环支持力伴随风力增加保持不变D.A环与水平细杆间动摩擦因数为第26页【解题指导】解答本题关键点为第27页【标准解答】选C.(1)先用隔离法：以B为研究对象，受力如图，则F=mBgtanθ，B错误.F增大时，FT增大，A错误.(2)再用整体法：以球和环组成整体为研究对象，则杆对环支持力FN=(mA+mB)g，C正确.再由滑动摩擦力计算公式，F=μ(mA+mB)g，D错误.第28页【规律方法】求解平衡类问题惯用四种方法(1)力合成法物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力协力一定与第三个力大小相等,方向相反;“力合成法”是处理三力平衡问题基本方法.(2)正交分解法物体受到三个或三个以上力作用时,惯用正交分解法列平衡方程求解:Fx合=0,Fy合=0.为方便计算，建立坐标系时，要让尽可能多力落在坐标轴上.第29页(3)三角形法对受三力作用而平衡物体,将力矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接封闭力三角形,进而处理物体平衡问题方法叫三角形法;力三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观,轻易判断.(4)相同三角形法物体受到三个共点力作用而处于平衡状态,画出其中任意两个力协力与第三个力等大反向平行四边形中,可能有力三角形与题设图中几何三角形相同,进而力三角形与几何三角形对应边成百分比,依据百分比便可计算出未知力大小与方向.第30页【变式训练】如图所表示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m滑块，在水平力F作用下静止于P点．设滑块所受支持力为FN．OP与水平方向夹角为θ．以下关系正确是()A．F=B．F=mgtanθC．FN=D．FN=mgtanθ第31页【标准解答】选A.对滑块进行受力分析可知，滑块受重力mg、容器支持力FN、推力F.建立直角坐标系如图所表示，因为滑块平衡，则FNsinθ=mg；F=FNcosθ，解得故A对，B、C、D错.第32页【例证3】(·济南模拟)在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态.现对B加一竖直向下力F,F作用线经过球心,设墙对B作用力为F1,B对A压力为F2,地面对A支持力为F3.若F迟缓增大而整个装置仍保持静止,截面如图所表示,在此过程中第33页A.F1保持不变,F3迟缓增大B.F1迟缓增大,F3保持不变C.F2迟缓增大,F3迟缓增大D.F2迟缓增大,F3保持不变第34页【标准解答】选C.将A、B看作整体,受力分析得支持力F3=F+(mA+mB)g,当F增大时,F3增大.再以B为研究对象,受力如图,正交分解得F2′cosθ=F1,F2′sinθ=mBg+F,当F迟缓增大时,F2′、F1也增大,依据牛顿第三定律,F2′=F2,故F1、F2都增大,故选C.第35页第36页不深入分析，忽略隐含条件造成错误如图所表示，不计滑轮质量与摩擦，重物挂在滑轮下，绳A端固定，将右端绳由B移到C或D(绳长不变)，绳上张力分别为FTB、FTC和FTD，若右端绳与水平方向夹角θ分别为θB、θC和θD，则()第37页A.FTB<FTC<FTDθB>θC>θDB.FTB＝FTC<FTDθB＝θC<θDC.FTB＝FTC<FTDθB＝θC>θDD.FTB<FTC<FTDθB＝θC<θD【常见错误】易错选A和B项第38页【易错分析】对易错选项及错误原因详细分析以下：第39页【正确解答】把握隐含条件：绳长L不变，两墙壁间距离d不变，因为是滑轮，AO、CO是同一根绳子上两部分，所以FTA、FTC一定大小相等，与水平面夹角也相等，如图：第40页d=LOAcosθ+(L-LOA)cosθmg=2FTsinθ故：所以，从B到C过程，d不变，θ不变，FTA、FTB、FTC一定大小相等且不变；处于D处时，绳长L不变，d变大，cosθ数值变大，θ变小，sinθ变小，FTD变大，选项C是正确.正确答案：C第41页第42页1.(·安徽高考)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面滑块Q相连,如图所表示.若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力.则木板P受力个数为()A.3B.4C.5D.6第43页【解析】选C.隔离Q,Q受重力,木板P支持力,弹簧沿斜面向上弹力;对木板P进行受力分析:木板P受重力、斜面支持力、滑块Q压力、弹簧弹力和与斜面间摩擦力5个力作用.故选C.第44页2.(·江苏高考)如图所表示,置于水平地面三脚架上固定着一质量为m摄影机.三脚架三根轻质支架等长,与竖直方向均成30°角,则每根支架中承受压力大小为()【解析】选D.如图，每根支架承受压力为FN,则FN竖直分力大小为所以正确.第45页3.(·南昌模拟)如图所表示，物块B靠在水平天花板上，在竖直向上力F作用下，A、B保持静止，A与B间动摩擦因数为μ1，B与天花板间动摩擦因数为μ2，则关于μ1、μ2值以下判断正确是()A.μ1=0，μ2≠0B.μ1≠0，μ2=0C.μ1=0，μ2=0D.μ1≠0，μ2≠0第46页【解析】选B、D.先把A、B看做整体，受力分析可得B与天花板间无摩擦力，故μ2可能为0，也可能不为0.再以B为研究对象，受力分析得B一定受A对它摩擦力，故μ1≠0，可见B、D正确.第47页4.(·上海高考)如图所表示,固定于竖直面内粗糙斜杆,与水平方向夹角为30°,质量为m小球套在杆上,在大小不变拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端,为使拉力做功最小,拉力F与杆夹角α=_____,拉力大小F=_____.第48页【解析】小球匀速运动过程中受力如图,第49页设拉力与杆间夹角为α时,拉力做功最小,则这时小球受摩擦力应为零，则Fsinα=mgcos30°,Fcosα=mgsin30°,解得α=60°,F=mg答案:60°mg第50页第51页一、选择题(本题共10小题，每小题7分，最少有一个答案正确，选不全得4分，共70分)1.(·苏州模拟)五本书相叠放在水平桌面上,用水平力F拉中间书c但未拉动,各书仍静止(如图).关于它们所受摩擦力情况,以下判断正确是()第52页A.书e受两个摩擦力作用B.书b受到一个摩擦力作用C.书c受到一个摩擦力作用D.书a不受摩擦力作用【解析】选A、C、D.隔离法受力分析,a、b和b、c之间无摩擦力.c、d和d、e以及e和桌面之间有摩擦力,故A、C、D正确,B错误.第53页2．如图所表示，质量为m质点静止地放在半径为R半球体上，质点与半球体间动摩擦因数为μ，质点与球心连线与水平地面夹角为θ，则以下说法正确是()第54页A.地面对半球体摩擦力方向水平向左B.质点对半球体压力大小为mgcosθC.质点所受摩擦力大小为mgsinθD.质点所受摩擦力大小为mgcosθ【解析】选D.利用系统处于平衡可知，地面对半球体摩擦力为零，A错；质点所受重力可分解为沿半径方向压力和与半球体相切下滑力，质点所受摩擦力为Ff=mgcosθ，对半球体压力为FN=mgsinθ，故正确答案为D.第55页3．(·泉州模拟)手握轻杆，杆另一端安装有一个小滑轮C，支持着悬挂重物绳子，如图所表示.现保持滑轮C位置不变，使杆向下转动一个角度，则杆对滑轮C作用力将()第56页A.变大B.不变C.变小D.无法确定【解析】选B.杆弹力方向不一定沿杆，杆对滑轮弹力与绳子对滑轮作用力协力平衡.滑轮C位置不变，绳子协力不变，故杆对滑轮C作用力不变.第57页4.如图所表示,质量为m1物体A,上表面摩擦因数很大,在水平向左恒定推力作用下,静止在倾角为α光滑斜面上.A上表面放有两袋质量均为m2大米.以下关于物体A对斜面压力FN大小表示式正确是()第58页A.FNB.FNC.FN=(m1+2m2)gsinα+FcosαD.FN=【解析】选A、B、D.因A上表面摩擦因数很大,所以大米袋与A不会有相对滑动,将A与两袋大米看成一个整体受力,如图,则由几何关系知A、B、D正确,由正交分解知FN=(m1+2m2)gcosα+Fsinα所以C选项错误.第59页5.(·银川模拟)如图所表示，倾角为θ斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，经过细绳跨过光滑定滑轮与A相连，连接B一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态.则()第60页A.B受到C摩擦力一定不为零B.C受到水平面摩擦力一定为零C.水平面对C支持力与B、C总重力大小相等D.若将细绳剪断，B物体依然静止在斜面上，水平面对C摩擦力为零第61页【解析】选D.若mAg=mBgsinθ，则B、C之间无摩擦力，故A错误.将B、C看做整体，受力分析得C受地面摩擦力一定不为零，B错误.水平面对C支持力一定小于B、C总重力，C错误.若将细绳剪断，B静止在斜面上时，将B、C作为一个整体分析时，其受重力和水平面支持力，则水平面对C没有摩擦力，D正确.第62页6.如图所表示，质量为M楔形物块静置于水平地面上，其斜面倾角为θ.斜面上有一质量为m小物块，小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑，在小物块运动过程中，楔形物块一直保持静止，地面对楔形物块支持力为()第63页A.(M+m)gB.(M+m)g-FC.(M+m)g+FsinθD.(M+m)g-Fsinθ【解析】选D.因为小物块匀速上滑，楔形物块保持静止，所以楔形物块和小物块组成系统处于平衡状态，系统所受协力为零，竖直方向协力为零，设地面对楔形物块支持力为FN，则有FN+Fsinθ=Mg+mg,FN=Mg+mg-Fsinθ,D选项正确.第64页7.如图所表示,一小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使轻绳保持偏离竖直方向75°角,且小球一直处于平衡状态.为了使F有最小值,F与竖直方向夹角θ应该是()第65页A.90°B.45°C.15°D.0°【解析】选C.分析小球受力情况,当F和绳子拉力FT作用线垂直时F最小,则F与竖直方向夹角θ应是15°,C正确.第66页8.(·南昌模拟)如图所表示,在一根水平粗糙直横梁上,套有两个质量均为m铁环,两铁环上系有等长细绳,共同拴着质量为M小球,两铁环与小球均保持静止,现使两铁环间距离增大少许,系统仍保持静止,则水平横梁对铁环支持力FN和摩擦力Ff将()第67页A.FN增大,Ff不变B.FN增大,Ff增大C.FN不变,Ff不变D.FN不变,Ff增大【解析】选D.将铁环和小球组成系统看做整体,则2FN=2mg+Mg,故FN不变.当铁环间距增大时受力分析结点和m分别如图甲、乙所表示,得Ff=Mgcotθ,θ减小,Ff增大,故D正确.第68页第69页9.(·唐山模拟)如图所表示,水平地面上质量为M斜面体,ab段光滑,bc段粗糙.现将质量为m滑块从斜面顶端a点由静止释放,抵达b点后恰好做匀速运动.整个过程中斜面体一直保持静止状态,以下判断正确是()第70页A.滑块在ab段下滑时,斜面体对地面压力等于(M+m)gB.滑块在ab段下滑时,斜面体对地面摩擦力方向向右C.滑块在bc段下滑时,斜面体对地面压力等于(M+m)gD.滑块在bc段下滑时,斜面体对地面摩擦力方向向右【解析】选C.斜面ab段光滑,滑块在ab段加速下滑,处于失重状态,压力小于(M+m)g,斜面体受向右摩擦力,A、B错误.滑块在bc段下滑,恰好匀速运动,压力等于(M+m)g,C正确,地面无摩擦力,D错误,故选C.第71页10.如图所表示,两个完全相同光滑球质量为m,放在竖直挡板和倾角为α固定斜面间.若迟缓转动挡板至与斜面垂直,则在此过程中()A.A、B两球间弹力不变B.B球对挡板压力逐步减小C.B球对斜面压力逐步增大D.A球对斜面压力逐步增大第72页【解析】选A、B.以A球为研究对象,能够得出A、B两球间弹力不变.A球对斜面压力不变,A正确,D错误,再以B球为研究对象,受力分析得B球对挡板压力逐步减小,对斜面压力也逐步减小,B正确,C错误.第73页二、计算题(本大题共2小题,共30分,要有必要文字说明和解题步题,有数值计算要注明单位)11.(·蚌埠模拟)(15分)如图所表示,用三根轻绳将质量均为mA、B两小球以及水平天花板上固定点O之间两两连接,然后用一水平方向力F作用于A球上,此时三根轻绳均处于直线状态,且OB绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态,三根轻绳长度之比为OA∶AB∶OB=3∶4∶5,试计算OA绳拉力及F大小.第74页【解题提醒】审题时应注意以下三点:(1)三根轻绳长度比,及三绳组成几何图形.(2)OB绳恰好处于竖直方向,B球受力情况.(3)由B球受力特点分析A球受力情况.第75页【解析】由OB绳处于竖直状态可知FTAB=0(3分)由轻绳长度关系可知∠OAB=90°(2分)对A受力分析得FTOAcos53°=mg(5分)解得：FTOA=