2019版高考物理總復習 第二章 相互作用 2-3-4 考點強化 平衡中的臨界、極值問題課件.ppt
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考點強化 平衡中的臨界 極值問題 01 02 03 04 1 臨界問題當某物理量變化時 會引起其他幾個物理量的變化 從而使物體所處的平衡狀態(tài) 恰好出現 或 恰好不出現 在問題的描述中常用 剛好 剛能 恰好 等語言敘述 2 極值問題平衡物體的極值 一般是指在力的變化過程中的最大值和最小值問題 課堂互動 3 解題思路 題組剖析 1 2017 廣東汕頭二模 如圖12所示 重力都為G的兩個小球A和B用三段輕繩連接后懸掛在O點上 O B間的繩子長度是A B間的繩子長度的2倍 將一個拉力F作用到小球B上 使三段輕繩都伸直且O A間和A B間的兩段繩子分別處于豎直和水平方向上 則拉力F的最小值為 題組剖析 轉到解析 2 如圖所示 物體A B置于水平地面上 與地面間的動摩擦因數均為 物體A B用一根跨過動滑輪的細繩相連 現用逐漸增大的力向上提升滑輪 某時刻拉A物體的繩子與水平面成53 拉B物體的繩子與水平面成37 此時A B兩物體剛好處于平衡狀態(tài) 則A B兩物體的質量之比 題組剖析 轉回原題 G F FN Ff 題組剖析 3 質量為M的木楔傾角為 在水平面上保持靜止 當將一質量為m的木塊放在木楔斜面上時 它正好勻速下滑 如果用與木楔斜面成 角的力F拉著木塊勻速上升 如圖14所示 已知木楔在整個過程中始終靜止 1 當 時 拉力F有最小值 求此最小值 2 當 時 木楔對水平面的摩擦力是多大 題組剖析 3 質量為M的木楔傾角為 在水平面上保持靜止 當將一質量為m的木塊放在木楔斜面上時 它正好勻速下滑 如果用與木楔斜面成 角的力F拉著木塊勻速上升 如圖14所示 已知木楔在整個過程中始終靜止 1 當 時 拉力F有最小值 求此最小值 2 當 時 木楔對水平面的摩擦力是多大 規(guī)律總結 1 認真審題 詳細分析問題中變化的過程 包括分析整體過程中有幾個階段 2 尋找過程中變化的物理量 自變量與因變量 3 探索因變量隨自變量變化時的變化規(guī)律 要特別注意相關物理量的變化情況 4 確定臨界狀態(tài) 分析臨界條件 找出臨界關系 顯然 分析變化過程 確定因變量隨自變量變化的規(guī)律是解決問題的關鍵 解決臨界問題的基本思路 規(guī)律總結 方法技巧 涉及極值的臨界問題的三種解答方法 1 圖解法根據平衡條件作出力的矢量圖 如只受三個力 則這三個力構成封閉矢量三角形 然后根據矢量圖進行動態(tài)分析 確定最大值和最小值 如T1的求解方法 2 假設推理法先假設某種臨界情況成立 然后根據平衡條件及有關知識進行論證 求解 如T2的求解方法就是假設法 3 數學方法根據物體的平衡條件列方程 在解方程時采用數學知識求極值 通常用到的數學知識有二次函數求極值 討論公式求極值 三角函數求極值以及幾何法求極值等 如T3的求解方法 備選訓練 備選訓練1 傾角為 37 的斜面與水平面保持靜止 斜面上有一重為G的物體A 物體A與斜面間的動摩擦因數 0 5 現給A施加一水平力F 如圖示 設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等 sin37 0 6 cos37 0 8 如果物體A能在斜面上靜止 水平推力F與G的比值不可能是 A 3B 2C 1D 0 5 A 物體A在斜面上靜止有幾個極端情況 各自的受力情況如何 備選訓練 備選訓練2 將兩個質量均為m的小球a b用細線相連后 再用細線懸掛于O點 如圖示 用力F拉小球b 使兩個小球都處于靜止狀態(tài) 且細線OA與豎直方向的夾角保持 30 則F的最小值為 B 以a b為整體利用圖示法分析拉力F取最小值的情況 備選訓練 備選訓練3 2013 新課標 15 如圖 在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用 F平行于斜面向上 若要物塊在斜面上保持靜止 F的取值應有一定范圍 已知其最大值和最小值分別為F1和F2 F2 0 由此可求出 A 物塊的質量B 斜面的傾角C 物塊與斜面間的最大靜摩擦力D 物塊對斜面的正壓力 C 共點力作用下的物體的平衡 從教材走向高考 共點力作用下的物體的平衡 題源 人教版必修1 P91 T1 在光滑墻壁上用網兜把足球掛在A點 足球與墻壁的接觸點為B 足球的質量為m 懸繩與墻壁的夾角為 網兜的質量不計 求懸繩對球的拉力和墻壁對球的支持力 拓展1在 上題 中緩慢增加懸繩的長度 其他條件不變 則懸繩對足球的拉力F和墻壁對足球的支持力FN的變化情況是 A F逐漸變大B F逐漸變小C FN逐漸變大D FN保持不變答案B 共點力作用下的物體的平衡 拓展2 2016 全國卷 14 質量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上 用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點O 如圖15所示 用T表示繩OA段拉力的大小 在O點向左移動的過程中 A F逐漸變大 T逐漸變大B F逐漸變大 T逐漸變小C F逐漸變小 T逐漸變大D F逐漸變小 T逐漸變小 解析對O點受力分析如圖所示 F與T的變化情況如圖 由圖可知在O點向左移動的過程中 F逐漸變大 T逐漸變大 故選項A正確 答案A 共點力作用下的物體的平衡 拓展3 2017 全國卷 21 多選 如圖16柔軟輕繩ON的一端O固定 其中間某點M拴一重物 用手拉住繩的另一端N 初始時 OM豎直且MN被拉直 OM與MN之間的夾角為 2 現將重物向右上方緩慢拉起 并保持夾角 不變 在OM由豎直被拉到水平的過程中 A MN上的張力逐漸增大B MN上的張力先增大后減小C OM上的張力逐漸增大D OM上的張力先增大后減小 解析方法一以重物為研究對象 受重力mg OM繩上拉力F2 MN上拉力F1 由題意知 三個力合力始終為零 矢量三角形如圖所示 F1 F2的夾角為 不變 在F2轉至水平的過程中 矢量三角形在同一外接圓上 由圖可知 MN上的張力F1逐漸增大 OM上的張力F2先增大后減小 所以選項A D正確 B C錯誤 共點力作用下的物體的平衡
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