2012年高考三轮总复习专题课件：专题1　物体的平衡（浙江专用）

(共47张PPT)
第一单元　力与运动
知识网络构建
第一单元 │ 知识网络构建
第一单元 │ 知识网络构建
第一单元 │ 知识网络构建
考情分析预测
第一单元 │ 考情分析预测
本单元包括物体在共点力作用下的平衡、牛顿运动定律与直线运动、曲线运动、万有引力与天体运动四部分，是整个高中物理最重要的主干知识之一，且这部分知识和生产、生活实际、近代科技紧密联系，因而成为近几年新课标区高考的必考点．
物体在共点力作用下的平衡专题包括物体受力分析、力的合成与分解、物体的平衡条件等，涉及的知识点有重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力作用下的平衡问题，以及共点力的合成与分解等．
第一单元 │ 考情分析预测
在受力分析的基础上，应用牛顿运动定律求解力与直线运动结合的实际问题，是牛顿运动定律与直线运动的考查重点，直线运动规律的应用、运动图象的理解和应用、牛顿第二定律的应用(加速度在受力和运动结合问题中的桥梁作用)是考查热点．
曲线运动专题的考查重点是运动的合成与分解、平抛运动和圆周运动．可将抛体运动、圆周运动、直线运动等多种运动形式组合，也可与电场、磁场知识综合，以运动为线索，从力和能量的角度进行命题．
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万有引力与天体运动专题的考查热点是应用万有引力定律解决天体运动和变轨问题．考查重点包括应用万有引力定律比较不同天体圆周运动中的线速度、加速度、周期问题，以及卫星发射、回收和变轨过程中相关物理量的变化及功能转化问题．
预测2012年高考涉及运动和力的考题主要表现为以下几种形式：
1．有关物体受力分析和平衡条件在生活、生产的实际应用的选择题；
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2．有关牛顿运动定律与运动结合的选择题，注意与运动图象问题的结合；
3．有关应用万有引力定律解决天体圆周运动和椭圆运动中的变轨问题的选择题；
4．抛体运动、圆周运动、直线运动组合情景下的运动问题、受力问题与功能问题综合的力学计算题．
近年高考纵览
第一单元 │ 近年高考纵览
考点 2011年 2010年 2009年
受力分析、平衡条件 广东卷19，海南卷5，安徽卷14，浙江卷14，江苏卷1 全国课标卷15、18，广东卷13，江苏卷3 天津卷1，江苏卷2，山东卷16，浙江卷14、16
整体法与隔离法综合 山东卷17，天津卷2，海南卷4，江苏卷9 山东卷17，安徽卷19
运动的图象 福建卷16，全国课标21，海南卷8 天津卷3，广东卷17 海南卷8，广东卷3，安徽卷16
第一单元 │ 近年高考纵览
考点 2011年 2010年 2009年
匀变速直线运动 全国课标卷24，天津卷3，四川卷23(1) 课标全国24，全国Ⅰ卷24，上海卷11 江苏卷7
牛顿定律、超重与失重 四川卷23(2)，上海卷16，天津卷9(1) 全国Ⅰ卷15，浙江卷14 安徽卷22，山东卷17，广东卷8
运动和力 北京卷18，福建卷16，四川卷19，全国课标卷15，上海卷31 福建卷16，山东卷16，安徽卷22，四川卷23 海南卷15，江苏卷13，宁夏卷20
第一单元 │ 近年高考纵览
考点 2011年 2010年 2009年
运动的合成与分解 全国课标卷20，上海卷11，江苏卷3 江苏卷1，上海卷15 江苏卷4
抛体运动、圆周运动 安徽卷17、24，北京卷22，江苏卷14 全国Ⅰ卷18，北京卷22，上海卷30，天津卷9(1)，重庆卷24，上海卷24 广东基础卷7，福建卷20，广东卷17，安徽卷24，浙江卷24
第一单元 │ 近年高考纵览
考点 2011年 2010年 2009年
万有引力定律 上海卷22(B) 全国课标卷20，广东卷20，上海卷4 江苏卷3、浙江卷19
人造卫星 北京卷15，福建卷1,3，重庆卷21，湖北卷19，浙江卷19，广东卷19，山东卷17，天津卷8，江苏7 山东卷18，北京卷16，浙江卷20，江苏卷6，全国Ⅱ卷21，天津卷6，四川卷17，福建卷14，安徽卷17 山东卷18、福建卷14、海南卷6、广东卷5、安徽卷15，宁夏卷15
双星、黑洞 重庆卷16，全国Ⅰ卷25 天津卷12
专题一 物体的平衡
专题一　物体的平衡
主干知识整合
专题一 │ 主干知识整合
一、几种常见力的比较
力的
种类 产生原因或条件 作用点 大小 方向
重力 　由于地球的吸引 重心 G＝mg 竖直向下
弹力 直接接触、发生弹性形变 接触面 根据二力平衡或牛顿第二定律判断；弹簧的弹力：F＝kx 与引起形变的力的方向相反(压力、支持力垂直于接触面；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向)
专题一 │ 主干知识整合
摩擦
力 接触面粗糙；存在压力；相对滑动 (或有相对滑动的趋势) 接触面 静摩擦力：
0＜f≤fm
滑动摩擦力：f＝μFN 与接触面相切，与物体相对滑动或相对滑动趋势方向相反(与运动方向不一定相反)
电场
力 电场 电荷 F＝qE
(F＝k )
正电荷受电场力与场强同向，负电荷受电场力与场强反向
安培
力 磁场 通电导体 F＝BLI
(I⊥B) 用左手定则判断(垂直于I、B所决定的平面)
洛伦
兹力 磁场 运动电荷 F＝qvB
(v⊥B) 用左手定则判断(垂直于v、B所决定的平面)
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二、力的合成与分解
1．常用方法：合成法、分解法(按力的实际作用效果分解)、正交分解法．
2．合力与分力的关系：等效替代．
3．平行四边形定则适用于所有矢量的合成和分解，如位移、速度、加速度等．
三、共点力作用下物体(或系统)的平衡
1．平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态．
2．平衡条件：F＝0 (正交分解：Fx＝0，Fy＝0)．
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四、物体受力分析
1．受力分析的步骤
(1)明确研究对象：研究对象可以是一个点、一个物体或物体系等．
(2)按顺序找力：①先分析是否受重力；②分析接触力：接触力中先分析弹力，后分析摩擦力，应逐个分析研究对象跟其他物体接触处的弹力和摩擦力；③分析电场力、磁场力等．
(3)画出受力图：每个力都要标明表示力的符号．
(4)检查受力图，防止多力和漏力：①检查画出的每个力能否找到施力物体，如果没有施力物体，则该力不存在；②检查在受力分析的基础上，能否使物体处于题目给定的运动状态(静止、匀速运动、变速运动)．
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2．受力分析的注意事项
(1)只分析研究对象受到的力(即研究对象以外的物体对研究对象施加的力)，而不分析研究对象对其他物体施加的力．
(2)只分析性质力，如重力、弹力、摩擦力、电场力(包括静电力即库仑力)、磁场力(洛伦兹力和安培力)等，不分析效果力，如向心力等．
(3)分析物体受力时，应关注力的产生条件、物体运动状态(例如物体的平衡、加速运动与减速运动)、力的反作用力．
要点热点探究
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　探究点一　三力平衡问题
1．共点力作用下物体的平衡条件
物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，作用在物体上的所有力的合力为零．
2．三力平衡
如果物体仅受三个力作用而处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反．可根据平行四边形定则，利用直角三角形、相似三角形(或正、余弦定理)等知识，采用合成法、分解法、三角形法、正交分解法、封闭三边形法等方法求解．
专题一 │ 要点热点探究
　　例1[2011·江苏卷]如图1－1－1所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为(　　)
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专题一 │ 要点热点探究
专题一 │ 要点热点探究
　探究点二　多力平衡问题
1．求解共点力平衡问题的一般思路
2．多力平衡问题
如果物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反．
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当物体受四个及以上共点力的作用而平衡时，一般采用正交分解法求解，即把物体受到的各个力沿互相垂直的两个方向分解，当物体处于平衡状态时，有：Fx合＝0，Fy合＝0.如果物体在某一方向上做匀速运动或者静止，则这个物体在此方向的合力为零．
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　　例2 如图1－1－3所示，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆，转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上，∠AOB＝90°，∠COD＝60°.若在O点处用轻绳悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受拉力的大小为(　　)
专题一 │ 要点热点探究
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专题一 │ 要点热点探究
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【点评】 选取O点为研究对象进行受力分析，利用等效替代的物理方法，将O点受到的不在同一平面的多力平衡问题转化为水平面和竖直面内的平衡问题，并用力的分解的方法求解，这是解答本题的有效方法．下面的变式题则是应用正交分解法解平衡问题．
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　　　　[2010·课标全国卷]如图1－1－4所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动．当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为(　　)
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例2 变式题　B　【解析】 物体受重力mg、支持力FN、摩擦力f、F1或F2的作用而处于平衡状态，将各力沿水平、竖直方向分解，根据力的平衡条件有F1cos60°＝μ(mg－F1sin60°)，F2cos30°＝μ(mg＋F2sin30°)，联立解得μ＝2－ .
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　探究点三　物体组的平衡问题
求解物体组(连接体)平衡问题的方法
(1)整体法：选取几个物体组成的整体为研究对象进行受力分析的方法．当只涉及系统外力而不涉及系统内部物体之间的内力以及加速度问题时，通常选取整个系统为研究对象，不必对系统内部物体隔离分析．
(2)隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来进行受力分析的方法．当涉及系统内各物体之间的作用力或加速度时，通常选取隔离体为研究对象．隔离法不仅能求出其他物体对整体的作用力，而且还能求出整体内部物体之间的作用力．
同一题目中，若采用隔离法，往往先用整体法，再用隔离法．
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　　例3 [2011·海南卷]如图1－1－5所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力(　　)
A．等于零
B．不为零，方向向右
C．不为零，方向向左
D．不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右
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例3　A　【解析】 取斜劈和物块组成的整体为研究对象，因物块沿斜面匀速下滑、斜劈静止，故说明系统水平方向加速度为零，由牛顿第二定律可知，水平方向合外力为零，故地面与斜劈间没有摩擦力，A选项正确．
【点评】本题也可应用隔离法求解，即分别物块和斜劈进行受力分析，结合平衡条件和牛顿第三定律求解．物体组整体以共同的加速度一起运动和整体处于平衡状态情况下均可应用整体法解题．物体组各部分运动的加速度不同时，可应用隔离法求解．
专题一 │ 要点热点探究
　　　　如图1－1－6所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3，木块1和2及2和3间分别用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为μ.现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间的距离是(　　)
专题一 │ 要点热点探究
专题一 │ 要点热点探究
例3 变式题　B　【解析】 当三木块达到平衡状态后，对木块3进行受力分析，可知木块2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的滑动摩擦力，即μm3g＝kx3，解得木块2和3间弹簧伸长量为x3＝　　　；同理以木块2为研究对象，可得：kx2＝kx3＋μm2g，即木块1和2间弹簧的伸长量为x2＝　　　　　　，1、3两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量，即2L＋　　　　　　，选项B正确．
专题一 │ 教师备用习题
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