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2019年高考物理考纲解读与热点难点突破专题教学案(17套)

来源:会员上传 日期:2019-06-10 23:34:51 作者:
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w.Co M专题01 力与物体的平衡
【2019年高考考纲解读】
高考命题突出受力分析、力的合成与分解方法的考查,也有将受力分析与牛顿运动定律、电磁场、功能关系进行综合考查。题型一般为选择题计算题
高考对本专题内容的考查主要有:①对各种性质力特点的理解;②共点力作用下平衡条件的应用.
考查的主要物理思想和方法有:①整体法和隔离法;②假设法;③合成法;④正交分解法;⑤矢量三角形法;⑥相似三角形法;⑦等效思想;⑧分解思想。
考试题的考查形式主要有两种,一种是以生活中的静力学材料为背景,考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用;一种是以现实中可能出现的各种情况,考查力的概念的理解和计算.题型仍延续选择题的形式.    
【网络构建】

【重点、难点剖析】
一、重力、弹力、摩擦力及受力分析
1.分析受力的思路
(1)先数研究对象有几个接触处,每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力).
(2)同时注意对场力的分析.
(3)假设法是判断弹力、摩擦力是否存在及其方向的基本方法.
2.整体法与隔离法
在分析两个或两个以上的物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析;采用整体法进行受力分析时,要注意各个物体的运动状态应该相同. 
【答案】D

【方法技巧】受力分析常用技巧
1.转换研究对象法:对于不易判断的力(如弹力和摩擦力),可以借助相互接触物体的受力情况来判定,还可以借助力和运动的关系进行分析和判断.
2.假设法:假设弹力、摩擦力存在,运用牛顿第二定律进行相关计算,然后再进一步分析判断.
3.整体法和隔离法:是分析连接体问题的重要方法.  
【变式探究】 (2016全国Ⅲ卷)如图,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.    B.m    
C.m    D.2m
【答案】C
【解析】由几何关系知,△Oab为等边三角形,故∠AaO=θ1=30°;设细线中的张力为FT,同一根绳子中的张力大小处处相等,故FT=mg,对a处受力分析知,θ1=θ2=30°,则θ3=30°,故α=60°,对结点C分析可知, 2FTcos α=m物g,解得m物=m,选项C正确。 

题型二、静态平衡问题
例2.如图所示,重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点,B物体放在粗糙的水平桌面上,O′是三根线的结点,bO′水平拉着B物体,cO′竖直拉着重物 C,aO′、bO′与cO′的夹角如图所示.细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态.若悬挂小滑轮的细线 OP 的张力大小是20 N,则下列说法中正确的是(g=10 m/s2)(  )

A.重物 A 的质量为2 kg
B.桌面对 B 物体的摩擦力大小为 10 N
C.重物 C 的质量为1 kg
D.OP 与竖直方向的夹角为60°
【答案】ABC


【方法技巧】求解共点力平衡问题常用的方法
1.力的合成法:对研究对象受力分析后,应用平行四边形定则(或三角形定则)求合力的方法.力的合成法常用于仅受三个共点力作用且保持平衡的物体. 
【变式探究】平衡中的临界与极值问题
3.如图所示,三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被固定在水平天花板上,相距2l.现在C点悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加力的最小值为(  )

A.mg      B.mg
C.mg      D.mg
【答案】C


【变式探究】如图6所示,两根轻弹簧a、b的上端固定在竖直墙壁上,下端连接在小球上.当小球静止,弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为53°和37°,已知a、b的劲度系数分别为k1、k2.sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,则a、b两弹簧的伸长量之比为(弹簧a、b均在弹性限度内)(  )
  
图6
A.  B.  C.  D.
【答案】B
【解析】作出小球的受力分析图如图所示:

根据平衡条件得:F=mg,故a弹簧的弹力F1=Fcos 53°=,
b弹簧的弹力F2=Fcos 37°=,
根据胡克定律F=kx,得x=,
则a、b两弹簧的伸长量之比为==,故B正确. 
(3)如果物体受到三个力的作用,其中一个力的大小、方向均不变,并且还有另一个力的方向不变,此时可用图解法分析,即可以通过画出多个平行四边形来分析力的变化.
【变式探究】解析法、图解法的应用
1.如图所示,一小球在斜面上处于静止状态,不考虑一切摩擦,如果把挡板由竖直位置绕 O 点缓慢转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力 F1和球对斜面的压力 F2的变化情况是(  )

A.F1先增大后减小,F2一直减小
B.F1先减小后增大,F2一直减小
C.F1和 F2都一直在增大
D.F1和 F2都一直在减小
【答案】B

法二:“解析法” 设斜面倾角为α,挡板与竖直方向夹角为β,如图3所示,则由平衡条件可得:F′1sin β+F′2cos α=G,F′1cos β =F′2sin α,联立解得 F′1=,F′2=.挡板缓慢转至水平位置,β由0逐渐增大到,当β=α时,cos (β-α)=1,F′1最小,所以 F′1先减小后增大;β增大过程中 tan β随之增大,F′2不断减小,故选项B正确. 
【变式探究】如图10所示为探究电荷间相互作用力的示意图,图中金属球A带正电,置于绝缘支架上,带电小球B悬于绝缘丝线的下端,质量为m.当悬在P1点,B球静止时,两带电小球刚好在同一高度,此时绝缘丝线与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g,则(  )

图10
A.A、B间的库仑力为
B.A、B间的库仑力为mgsin θ
C.将悬点移到P2,平衡时B低于A
D.将悬点移到P2,平衡时A、B仍在同一高度
【答案】C
【解析】当B球处于平衡状态时,刚好与A球在同一水平面上,其受力如图所示,


【变式探究】如图12所示,用两根绝缘细线将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处,置于匀强磁场内.当棒中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上,所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为(  )

图12
A.tan θ,竖直向上      B.tan θ,竖直向下
C.sin θ,平行于悬线向下      D.sin θ,平行于悬线向上 
【答案】D
【解析】要求所加磁场的磁感应强度最小,应使棒平衡时所受的安培力有最小值.由于棒的重力恒定,悬线拉力的方向不变,由画出的力的三角形可知,安培力与拉力方向垂直时有最小值Fmin=mgsin θ,即IlBmin=mgsin θ,得Bmin=sin θ,方向应平行于悬线向上.故选D.  

题型五 平衡中的临界与极值问题
例5、如图13所示,两个小球a、b质量均为m,用细线相连并悬挂于O点,现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F,使整个装置处于静止状态,且Oa与竖直方向夹角为θ=45°,已知弹簧的劲度系数为k,则弹簧形变量不可能是(  )

图13
A.  B.  C.  D.
【答案】B

【方法技巧】
1.临界与极值问题解题流程
(1)对物体初始状态受力分析,明确所受各力的变化特点.
(2)由关键词判断可能出现的现象或状态变化.
(3)据初始状态与可能发生的变化间的联系,判断出现变化的临界条件或可能存在的极值条件.
(4)选择合适的方法作图或列方程求解.
2.解决临界与极值问题的常用方法
(1)解析法:利用物体受力平衡写出未知量与已知量的关系表达式,根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况,利用临界条件确定未知量的临界值.
(2)图解法:根据已知量的变化情况,画出平行四边形的边角变化,确定未知量大小、方向的变化,确定未知量的临界值.
【变式探究】如图14,在水平板的左端有一固定挡板,挡板上连接一轻质弹簧.紧贴弹簧放一质量为m的滑块,此时弹簧处于自然长度.已知滑块与板间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现将板的右端缓慢抬起(板与水平面的夹角为θ),直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是(  ) 

【答案】C 文章
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