2020版高考物理二轮复习第1部分专题1力与运动第1讲力与物体的平衡教案15页

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力与物体的平衡
第 1讲 　 力与物体的平衡
[高考统计·定方向] (教师授课资源)
考点 考向 五年考情汇总
考向 1.单个物体的平衡问题
2019·全国卷Ⅱ T16
2019·全国卷Ⅲ T16
2017·全国卷Ⅲ T17
考向 2.多个物体的平衡问题
2016·全国卷Ⅰ T19
2016·全国卷Ⅲ T17
1.静态平衡问题
考向 3.电磁场中的平衡问题 2015·全国卷Ⅰ T24
考向 1.解析法 2019·全国卷Ⅰ T19
2.动态平衡问题
考向 2.图解法 2016·全国卷Ⅱ T14

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考向 3.(相似)三角形法 2017·全国卷Ⅰ T21
　静态平衡问题(5年 6考)
❶分析近五年的高考题可以看出，高考命题热点集中在物体受力分析、物体平衡的计算
问题，涉及力的合成与分解、整体法和隔离法等常规方法。题型一般为选择题。
❷预计在 2020年高考命题中仍会延续上述特点，复习中要加强多物体静态平衡和受力分
析的训练。
1．(2019·全国卷Ⅱ·T16)物块在轻绳的拉动下沿倾角为 30°的固定斜面向上匀速运动，
轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为
3
3
，重力加速度取 10m/s2。若轻绳能
承受的最大张力为 1 500 N，则物块的质量最大为(　　)
A．150 kg　　　 B．100 3 kg
C．200 kg D．200 3 kg
A　[设物块的质量最大为 m，将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条
件可知在沿斜面方向有 F＝mgsin 30°＋μmgcos 30°，解得 m＝150 kg，A项正确。]
2．(2019·全国卷Ⅲ·T16)用卡车运输质量为 m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，
将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为 30°和 60°。
重力加速度为 g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为 F1、
F2，则(　　)
A．F1＝
3
3
mg，F2＝
3
2
mg B．F1＝
3
2
mg，F2＝
3
3
mg
C．F1＝
1
2
mg，F2＝
3
2
m D．F1＝
3
2
mg，F2＝
1
2
mg
D　[以工件为研究对象，受力分析如图所示，重力与 F′1、F′2的合力等大反向，根据
共点力平衡条件得
F′1
mg
＝cos 30°，
F′2
mg
＝cos 60°，则 F′1＝
3
2
mg，F′2＝
1
2
mg，根据牛顿
第三定律，F1＝F′1＝
3
2
mg，F2＝F′2＝
1
2
mg，故只有 D选项正确。]

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3．(2016·全国卷Ⅲ·T17)如图所示，两个轻环 a和 b套在位于竖直面内的一段固定圆弧
上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为 m 的小球，在 a 和 b 之间的细线上悬挂一小物
块，平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径，不计所有摩擦。小物块的质量为(　　)
A.
m
2
　 　　B.
3
2
m C．m　　 　D．2m
[题眼点拨]　①“细线穿过两轻环”“不计所有摩擦”说明细线上张力处处相等且等于
mg；②“平衡时，a、b 间的距离恰好等于圆弧的半径”说明平衡时，确定圆弧的圆心，利用
对称性分析各力的方向，利用几何关系分析悬挂点的角度是解题关键。
C　[由于物块通过挂钩悬挂在线上，细线穿过圆环且所有摩擦都不计，可知线上各处张
力都等于小球重力 mg。如图所示，由对称性可知 a、b位于同一水平线上，物块处于圆心 O点
正上方，则∠1＝∠2，∠3＝∠4，∠1＝∠5。因圆弧对轻环的弹力沿圆弧半径方向，且轻环
重力不计，由平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称，即∠5＝∠6，由几何关系得∠1＝∠2
＝∠5＝∠6＝30°，∠3＝∠4＝60°。再由物块与挂钩的受力平衡有 mgcos 60°＋mgcos 60°
＝Mg，故有 M＝m，C正确。]
[教师备选题]
1．(2017·全国卷Ⅲ·T17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm的
两点上，弹性绳的原长也为 80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100
cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始
终处于弹性限度内)(　　)
A．86 cm　　B．92 cm　　C．98 cm　　D．104 cm
B　[将钩码挂在弹性绳的中点时，由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为 k)

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与竖直方向夹角 θ 均满足 sin θ＝
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，对钩码(设其重力为 G)静止时受力分析，得 ...