步步高二輪2015屆高考物理專用名師專題講義一力與場物體的平衡

專題定位本專題解決的是受力分析和共點(diǎn)力平衡問題．高考對本專題內(nèi)容的考查主要有應(yīng)考策略深刻理解各種性質(zhì)力的特點(diǎn)．熟練掌握分析共點(diǎn)力平衡問題的各種方法1．f＝μN(yùn)0<f≤fmax，具體值根據(jù)牛頓運(yùn)k5．平衡條件：F合＝0n個作用力而處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個力與其余(n－1)個力處理衡問題基本思確平衡狀(加度零)→巧研究對(整法或法、3．帶電體的平衡問題仍然滿足平衡條件，只是要注意準(zhǔn)確分析場力——電場力力或洛、f洛⊥v.考向 例1如圖1所示，質(zhì)量為m的木塊A放在水平面上的質(zhì)量為M的斜面B上，現(xiàn)用大小相等、方向相反的兩個水平推力F分別作用在A、B上，A、B均保持靜止不動．則( A．ABC．BA審題突破A、C選項(xiàng)物體A、B之間的受力應(yīng)選誰為研究對象？B、D選項(xiàng)地面BB解析A，若重力、推力、支持力的合力為零時，A、B間沒有摩擦力，A錯誤；BA的CA、BB與地面間沒有摩擦力，所以B錯誤；地面對B的支持力等于(m＋M)g，故D正確．答案以題說法1.在分析兩個或兩個以上物體間的相互作用時，一般采用整體法與法進(jìn)行分Am的小球上，兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)．另有兩3°＝0.6cosB、C兩彈簧的形變量之比為() 答案解析ACBC考向 例2(2014·山東·14)如圖3所示用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)制時，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對木板拉力的大小，則維修后( A．F1不變，F(xiàn)2變大B．F1不變，F(xiàn)2變小C．F1變大，F(xiàn)2變大D．F1變小，F(xiàn)2審題突破解析GF2，根據(jù)平衡條件，木板受到的合力F1＝0F2G，保持不變，當(dāng)兩輕繩剪去一選項(xiàng)B、C、D錯誤．答案以題說法靜止在底座上，則()答案D解析對筆記本電腦受力分析如圖所示，有：N＝mgcosθ、f＝mgsinθ.由原卡位1調(diào)至卡位4，θfN增加；散熱底座對電腦的作用力的合力是支持力和靜摩擦力的合力，與重力平衡，始終是不變的，故D正確．3例3(2014·浙江·19改編)如圖5所示，水平地面上固定一個光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為θ.一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個帶電小球A，細(xì)線與斜面平行．小球A的質(zhì)量為m、電量為q.小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，球A靜止在斜面上，則( AAB mgsin．當(dāng) mg．當(dāng) ktanθ時，細(xì)線上的拉力為q

mgAktan審題突破小球A受哪幾個力的作用？若細(xì)線上的拉力為0呢？通過對小球受力分析，斜面對小球A的支持力能為0ktan解析根據(jù)庫侖定律，A、BF庫＝kd2AAmgtanθmgtanθ B、CFN始終不會等于零，選項(xiàng)D答案以題說法1.電場和重力場內(nèi)的平衡問題，仍然是力學(xué)問題．力學(xué)中用到的圖解法和正交分O點(diǎn)(與斜面無任何連接)固定一個正點(diǎn)電荷，一帶負(fù)電可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體可以分M、P、N點(diǎn)，PMN的中點(diǎn)，OM＝ON，OM∥AB，則下列判斷正確的是()M、P、N4答案解析對小物體分別在三處靜止時進(jìn)行受力分析，如圖：結(jié)合平衡條件小物體在P、N兩點(diǎn)時一定受四個力的作用，而在M處不一定，故A錯誤；小物體靜止在P點(diǎn)時，摩擦力f＝mgsin30°M、NF′Nf′＝mgsin30°＋F′cos30°，小物體靜止在M點(diǎn)時f″＝mgsin30°－F′cos30°，可見小物體靜止在NBPFN＝mgcos30°＋FM、N點(diǎn)時：N′＝mgcos30°＋F′sin30°F＞力相等，故C正確，D錯誤．例4(18分)如圖7(BE左邊為側(cè)視圖，右邊為俯視圖)所示，電阻不計的光滑導(dǎo)軌ABC、BP′Q′靜止不動，求：解析(1)PQvPQE＝BLv(2分回路電流 (2分mgtanθ＝BIL(2分

2mgRtan＝ (2分 分＝dd＝qBv0(2分

mgRtan＝B2Ld(2分答案(1)向右運(yùn)動2mgRtan

mgRtan

點(diǎn)睛之筆此題為力電綜合問題，考查了力學(xué)知識的平衡問題和電磁感應(yīng)知識．解答本題的P′Q′PQ的運(yùn)動方向．PQP′Q′和電容(限時：15分鐘，滿分：15分θd的薄絕緣涂層．勻強(qiáng)磁場的磁Rg.求：mgRsin答案(1)tan

(3)2mgdsin

解析(1)mgsinθ＝μmgcosμ＝tanθ.RR力：F安受力平衡的條件是：F安＝mgsinB2L2B2L223mgdsin2

Q＝2mgdsin

m3g2R2sin2 -(限時：30分鐘-題組 1．(2014··14)如圖1所示，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力 A．MC．MMN答案解析M處支持力方向與支持面(地面)A正確；N處支持力方向與支持面(原木接觸面)MNB錯誤；摩擦力與接觸面平行，故選項(xiàng)C、D錯誤．如圖2所示，三個相同的輕質(zhì)彈簧連接在O點(diǎn)，彈簧1的另一端固定在天花板上，且與豎直方向的夾角為30°，彈簧2水平且右端固定在豎直墻壁上，彈簧3的另一端懸掛質(zhì)量為m的物體且處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時彈簧1、2、3的形變量分別為x1、x2、x3，則( A．x1∶x2∶x3＝3∶1∶2B．x1∶x2∶x3＝2∶1∶C．x1∶x2∶x3＝1∶2∶3D．x1∶x2∶x3＝3∶2∶1答案B解析對物體受力分析可知：kx3＝mg，對彈簧的結(jié)點(diǎn)受力分析可知：kx1cos30°＝kx2x1∶x2∶x3＝2∶1∶體育器材室里，籃球擺放在如圖3所示的球架上．已知球架的寬度為d，每個籃球的質(zhì)量為m、直徑為D，不計球與球架之間的摩擦，則每個籃球?qū)σ粋?cè)球架的壓力大小為( B. 2mgD2答案解析 22DD d

2

則 ，選項(xiàng)2Pab繞過滑輪，a端固定在墻上，bm的重則以下判斷中正確的是()A．FA＝FB＝FC＝FDB．FD＞FA＝FB＞FCC．FA＝FC＝FD＞FBD．FC＞FA＝FB＞FD答案B2彈力F等于細(xì)繩拉力的合力，即F＝2mgcosφFD＞FA＝FB＞FC，選項(xiàng)2FB上時，A、B、Ca、b與豎30°60°，則下列判斷不正確的是()FC的支持力等于 2m答案解析B水平方向：Fcos30°＝Tbcos30°，得：Tb＝F，豎直方向：Fsin30°＋Tbsin30°＝mBg，故A正確；A豎直方向：mAg＋Tbsin30°＝Tasin水平方向：Tasin30°＝Tbsin聯(lián)立得：mA＝mB，故D以A、B、C整體為研究對象受力分析，豎直方向：N＋Fsin30°＝(M＋mA＋mB)gN小于(M＋mA＋mB)gB水平方向：f＝Fcos30°＝mBgcos30°＝3BmC題組 5所示為建筑工地一個小型起重機(jī)起吊重物的示意圖．一根輕繩跨過光滑的動滑輪，ACC豎直向上緩慢的BBD，最后把重物卸載到某一個 BDCBBD答案解析因物體重力不變，故重力與兩繩子的拉力為平衡力，并且滑輪兩端繩子的張力相等；2θCB上移的過程中有：2Tcosθ＝mgAl，Ad，則有：lcosθ＝dCBA到BCθA正確，CBD的過程中，繩的總長不變，夾角2θ一定增大，則由A中分析可知，T一定增大；故B、D錯7．(2014·省廣雅、佛山聯(lián)考)如圖6所示，物體A、B用細(xì)繩與彈簧連接后跨過滑輪，A45°30°A、B仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么下列說法中正確的是()A答案解析彈簧彈力等于B物體的重力，即彈簧彈力不變，故A項(xiàng)錯誤；對A物體進(jìn)行受力分面壓力變大，故B項(xiàng)錯誤．7θcb置于斜面上，通過細(xì)繩跨程中，a、b、c都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()A．bcB．bcCcDc答案解析a、bGa、Gb.Ga＝Gbsinθ，bcGa≠Gbsinθ，b受到c的摩擦力不為零．若Ga＜Gbsinθ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，故A、B錯b、ccf＝Tcosθ＝Gacosθa中的沙子緩慢流出的過程中，則摩擦力在減小，故C錯誤，D正確．如圖 擋板的壓力大小為F1，甲對斜面的壓力大小為F2，甲對乙的彈力為F3.在此過程中( A．F1逐漸增大，F(xiàn)2逐漸增大，F(xiàn)3逐漸增大B．F1逐漸減小，F(xiàn)2保持不變，F(xiàn)3逐漸減小C．F1保持不變，F(xiàn)2逐漸增大，F(xiàn)3先增大后減小D．F1逐漸減小，F(xiàn)2保持不變，F(xiàn)3先減小后增大答案D解析先對物體乙受力分析如圖甲所示由第三定律可知乙對擋板的壓力F1不斷減小θMm，正交分解有x方向：F＋(M＋m)gsinθ－F1′＝0y方向：F2′－(M＋m)gcos結(jié)合第三定律，物體甲對斜面的壓力F2不變，故D正確，A、B、C錯誤9OOA在豎直方向上，OB水平并跨過定滑輪懸與原先相比是()A．FA、FC都減小B．FA、FC都增大C．FA增大，F(xiàn)C減小D．FA減小，F(xiàn)C增大答案A解析OFA、FB、FC三個力平衡，如圖．當(dāng)按題示情況變化時，OBFB不變，OAFA的方向不變，OCFCFBFA、FC的變化如虛線所示，顯然都是減小了．311．(2014··20改編)如圖10所示，光滑絕緣的水平桌面上，固定著一個帶電量為＋Q的L、MN視為點(diǎn)電荷，下列說法正確的是()A．MNB．P、MNCP產(chǎn)生的電場中，M、N處的電勢相同D．M、N及細(xì)桿組成的系統(tǒng)所受合力為零答案D＝解析P、MNMM＝選項(xiàng)B錯誤；M、N

kL2 x＝(2－1)L，所以選項(xiàng)A錯誤，法正確的是()AA的拉力變小答案解析如圖甲所示，以細(xì)環(huán)、細(xì)線及小球A桿的支持力、靜摩擦力、水平向右的庫侖斥力，由平衡可知N＝mAg＋m環(huán)g，F(xiàn)＝f，知粗糙成知當(dāng)F增大時細(xì)線的拉力也增大，綜合以上分析知，C選項(xiàng)正確． gk，則所加勻強(qiáng)電場強(qiáng)度大小為() A. 22C. D.答案解析PQP點(diǎn)小球受到各個頂點(diǎn)電荷的庫 ×a2×mg；解得：E＝22kqD正確，A、B、C

13所示，ACD、EFGL的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌，它們被豎直固定在B.mL的金Rabv1沿導(dǎo)軌向下勻速運(yùn)動時，cd

abmgsincdμ(mgsin

2Rμv1

R