新教材高考物理一轮复习第2章相互作用共点力的平衡研专项素养提升课件

这是一份新教材高考物理一轮复习第2章相互作用共点力的平衡研专项素养提升课件，共29页。
一、情境化主题突破:生活中的物体平衡问题【背景资料】风筝是中国古代劳动人民的发明。相传墨翟以木头制成木鸟,研制三年而成,是人类最早的风筝起源。后来鲁班用竹子,改进墨翟的风筝材质,直至东汉期间,蔡伦改进造纸术后,坊间才开始以纸做风筝,称为“纸鸢”。风力的方向基本是水平方向,而风筝受风的角度和上扬力的大小,可以由提线方便地控制。放风筝的时候,一般是一抽一放。抽的时候,因为风筝提线一般放在风筝面靠上的位置,加大牵引力可以控制风筝角度变小,上扬力增加,风筝稳步上升;放的时候,即平衡的风筝牵引力变小,在风力和上扬力的合力作用下,风筝会飞高飞远,但是必须很快又抽,以再次保持风筝的角度稳定。风筝借助均匀的风力和牵线对其作用力,才得以在空中处于平衡状态。
【考向分析】像风筝这样的问题情境,在生活生产中有很多,通过生活中的平衡问题,考查力学平衡问题历来是高考的热点,近年来更突出强调用共点力的平衡条件分析解决生活中的实际问题。这就要求同学们深刻领会平衡的知识和方法,以便灵活运用到具体事例中,以所学知识为基础,从丰富翔实的背景材料中抽象出物理模型,选好研究对象,利用平衡知识解决实际问题。
【案例探究】如图所示,风筝借助均匀的风力和牵线的作用,在空中处于平衡状态。图中所示风筝质量为400 g,某时刻风筝平面与水平面的夹角为30°,主线对风筝的拉力与风筝平面成53°角。已知风对风筝的作用力与风筝平面相垂直,sin 53°=0.8,g取10 m/s2。(1)求此时风对风筝的作用力的大小和线对风筝的拉力大小。(2)若拉着风筝匀速运动时,主线与水平面成53°角保持不变,这时拉主线的力为10 N,则风对风筝的作用力为多大?风筝平面与水平面的夹角为多大?
思维点拨 选风筝为研究对象,构建平衡模型,受力分析,根据平衡条件列方程。注意风力对风筝的作用力垂直于风筝平面。
答案 (1)6.13 N　3.33 N　(2)13.4 N　arctan解析 (1)风筝平衡时共受到三个力的作用,即重力mg、风对它的作用力F和主线对它的拉力FT,如图所示,以风筝平面方向为x轴,F方向为y轴,建立坐标系,将重力和拉力FT正交分解在x轴方向,mgsin 30°-FTcs 53°=0在y轴方向,F=FTsin 53°+mgcs 30°联立两式,解得F=6.13 N,FT=3.33 N。
(2)同理以水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立坐标系。设风对风筝的作用力水平分力为Fx,竖直分力为Fy,由平衡条件,知Fx=FT'cs 53°=10×0.6 N=6 NFy=FT'sin 53°+mg=10×0.8 N+4 N=12 N
【创新训练】(多选)(2023广东二模)耙在中国已有1 500年以上的历史,北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”,将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示,牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称,延长线的交点为O1,夹角∠AO1B=60°,拉力大小均为F,平面AO1B与水平面的夹角为30°(O2为AB的中点),如图乙所示。忽略耙索质量,下列说法正确的是(　　)
二、重要科学思维方法指导:整体法和隔离法在平衡问题中的应用【方法概述】1.整体法(1)选取原则:只涉及系统外力不涉及系统内部物体之间的相互作用力。(2)适用条件:系统内各个物体的运动状态必须相同。(3)优、缺点:整体法解题一般比较简单,但不能求内力。2.隔离法(1)选取原则:分析系统内某个物体的受力情况,一般先从受力简单的物体入手。(2)优、缺点:系统内物体受到的内力、外力均能求解,但比较麻烦,易出错。
【考向分析】受力分析与物体平衡几乎是每年必考的内容,近年来着重考查连接体的平衡,而连接体平衡问题涉及整体法、隔离法的应用,选题不避常规模型,没有偏难怪题。选择题中物理情景较简单,难度在中等偏易到中等难度之间。
【案例探究】如图所示,质量为mA的物块A放在倾角为θ的直角三角形斜面体B上面,质量为mB的物体B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止,现用力F沿斜面向上推A,但A、B仍未动。已知重力加速度为g,施加力F后,下列说法正确的是(　　)A.A、B之间的摩擦力一定变大B.B与墙面间的弹力等于Fsin θC.B与墙面间可能没有摩擦力D.弹簧弹力等于(mA+mB)g
答案 D　解析 对A进行受力分析,开始时受重力、B对A的支持力和静摩擦力,当施加F后,仍然处于静止。开始A所受的静摩擦力大小为mAgsin θ,若F=2mAgsin θ,则A、B之间的摩擦力大小不变,如果F