高考物理復(fù)習(xí)專題一力與運動第1講力與物體的直線運動市賽課公開課一等獎省名師獲獎?wù)n件

第1講力與物體平衡1/68網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建2/681.平衡中“三看”與“三想” (1)看到“遲緩”，想到“物體處于動態(tài)平衡狀態(tài)?！?(2)看到“輕繩、輕環(huán)”，想到“繩、環(huán)質(zhì)量可忽略不計”。 (3)看到“光滑”，想到“摩擦力為零”。2.“三點”注意 (1)桿彈力方向不一定沿桿。 (2)摩擦力方向總與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反，但與物體運動方向無必定聯(lián)絡(luò)。 (3)安培力F方向既與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，又與電流方向垂直，即F跟B、I所在平面垂直，但B與I方向不一定垂直。

備考策略3/68【典例1】

(·全國卷Ⅱ，16)如圖1所表示，一物塊在水平拉力F作用下沿水平桌面做勻速直線運動。若保持F大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線運動。物塊與桌面間動摩擦因數(shù)為(

)力學(xué)中平衡問題運動物體平衡問題圖14/68答案C5/68【典例2】

(·全國卷Ⅱ，14)質(zhì)量為m物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左力F遲緩拉動繩中點O，如圖2所表示。用T表示繩OA段拉力大小，在O點向左移動過程中(

) A.F逐步變大，T逐步變大 B.F逐步變大，T逐步變小 C.F逐步變小，T逐步變大 D.F逐步變小，T逐步變小物體動態(tài)平衡問題圖26/68解析對O點受力分析如圖所表示，F(xiàn)與T改變情況如圖，由圖可知在O點向左移動過程中，F(xiàn)逐步變大，T逐步變大，故選項A正確。

答案A

7/68【典例3】

如圖3所表示，A、B、C三個完全相同下水道水泥管道靜止疊放在水平地面上，假設(shè)每個管道質(zhì)量為m，重力加速度為g，以下說法正確是(

)整體法、隔離法在平衡中應(yīng)用圖38/68答案AD9/681.處理平衡問題基本思緒10/682.在三個力作用下物體平衡問題中，慣用合成法分析；在多個力作用下物體平衡問題中，慣用正交分解法分析。3.處理動態(tài)平衡問題普通思緒：把“動”化為“靜”，“靜”中求“動”。動態(tài)平衡問題慣用方法： (1)圖解法(2)解析法(3)相同三角形法(4)正弦定理法等11/681.如圖4所表示，豎直平面內(nèi)光滑半圓環(huán)固定在水平面上，重力為G小球套在環(huán)上，輕彈簧上端P與小球相連，下端Q固定在水平面上。若小球在圖示位置靜止時彈簧恰好豎直，半徑OP與水平面夾角為θ。彈簧勁度系數(shù)為k，彈簧處于彈性程度內(nèi)，則此時(

)圖412/68答案D13/68圖514/6815/68答案C16/68圖617/68A.斜面體A與球B之間彈力逐步減小B.阻擋墻PQ與球B之間彈力逐步減小C.水平推力F逐步增大D.水平地面對斜面體A彈力逐步減小18/68解析對球B受力分析，如圖甲所表示。

當(dāng)球B上升時，用圖解法分析B球所受各力改變，其中角θ增大，F(xiàn)AB和FOB均減小，則選項A、B正確；對斜面體進(jìn)行受力分析，如圖乙所表示，因為FAB減小，由牛頓第三定律可知FAB＝FBA，故FBA也減小，則推力F減小，水平地面對斜面體彈力FN也減小，則選項C錯誤，D正確。答案ABD19/68【典例1】(多項選擇)如圖7所表示，傾角為θ斜面體c置于水平地面上，小物塊b置于斜面上，經(jīng)過絕緣細(xì)繩跨過光滑定滑輪與帶正電小球M連接，定滑輪左側(cè)連接物塊b一段細(xì)繩與斜面平行，帶負(fù)電小球N用絕緣細(xì)線懸掛于P點。設(shè)兩帶電小球在遲緩漏電過程中，兩球心一直處于同一水平面上，而且b、c都處于靜止?fàn)顟B(tài)，以下說法中正確是(

)電學(xué)中平衡問題電場力作用下物體平衡問題圖720/68A.b對c摩擦力一定減小B.地面對c支持力一定變大C.地面對c摩擦力方向一定向左D.地面對c摩擦力一定變大21/68答案BC22/68【典例2】

(·全國卷Ⅰ，16)如圖8，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向上(與紙面平行)，磁場方向垂直于紙面向里，三個帶正電微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mb、mc，已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動。以下選項正確是(

) A.ma＞mb＞mc B.mb＞ma＞mc C.mc＞ma＞mb D.mc＞mb＞ma復(fù)合場中物體平衡問題圖823/68解析由題意知，三個帶電微粒受力情況：mag＝qE，mbg＝qE＋qvB，mcg＋qvB＝qE，所以mb>ma>mc，故選項B正確，A、C、D錯誤。答案B24/68【典例3】

(·全國卷Ⅰ，24)如圖9，兩固定絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并經(jīng)過固定在斜面上沿兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上，已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g，已知金屬棒ab勻速下滑。求

電磁感應(yīng)中導(dǎo)體棒平衡問題圖925/68(1)作用在金屬棒ab上安培力大??；(2)金屬棒運動速度大小。解析(1)由ab、cd棒被平行于斜面導(dǎo)線相連，故ab、cd速度總是大小相等，cd也做勻速直線運動。設(shè)兩導(dǎo)線上拉力大小為FT，右斜面對ab棒支持力大小為FN1，作用在ab棒上安培力大小為F，左斜面對cd棒支持力大小為FN2。對于ab棒，受力分析如圖甲所表示，由物體平衡條件得甲乙26/682mgsinθ＝μFN1＋FT＋F①FN1＝2mgcosθ②對于cd棒，受力分析如圖乙所表示，由物體平衡條件得mgsinθ＋μFN2＝FT③FN2＝mgcosθ④聯(lián)立①②③④式得：F＝mg(sinθ－3μcosθ)⑤(2)設(shè)金屬棒運動速度大小為v，ab棒上感應(yīng)電動勢為E＝BLv⑥27/68安培力F＝BIL⑧28/68電學(xué)中平衡問題是指在電場力、安培力、洛倫茲力參加下平衡問題。處理方法與純力學(xué)問題分析方法一樣，把方法和規(guī)律進(jìn)行遷移應(yīng)用即可。29/681.興趣課堂上，某同學(xué)將完全相同甲、乙兩個條形磁鐵水平放在粗糙水平木板上(N極正對)，如圖10所表示，遲緩抬高木板右端至傾角為θ，在這一過程中兩磁鐵均保持靜止?fàn)顟B(tài)。請對該同學(xué)提出說法進(jìn)行分析，其中正確是(

)圖1030/68A.甲受到摩擦力方向(相對木板)可能發(fā)生改變B.乙受到摩擦力方向(相對木板)可能發(fā)生改變C.繼續(xù)增大傾角，甲、乙將會同時發(fā)生滑動D.若減小甲、乙間距，重復(fù)上述過程，增大傾角時乙會先發(fā)生向上滑動31/68解析因兩條形磁鐵N極正對，相互排斥，在θ較小時，乙有沿木板向上運動趨勢，且伴隨θ增大，乙所受摩擦力大小沿木板向下逐步減小，可能出現(xiàn)反向增大情況；對甲而言，伴隨θ增大，甲所受摩擦力大小增大，且不可能出現(xiàn)摩擦力方向(相對木板)改變情況，故選項A錯誤，B正確；增大傾角θ或減小甲、乙間距時，最易發(fā)生相對滑動為甲，故選項C、D均錯誤。答案B32/682.(·大連模擬)如圖11所表示，上下不等寬平行導(dǎo)軌，EF和GH部分導(dǎo)軌間距離為L，PQ和MN部分導(dǎo)軌間距為3L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為30°，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面勻強(qiáng)磁場中。金屬桿ab和cd質(zhì)量均為m，都可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，且與導(dǎo)軌接觸良好，現(xiàn)對金屬桿ab施加一個沿導(dǎo)軌平面向上作用力F，使其沿斜面勻速向上運動，同時cd處于靜止?fàn)顟B(tài)，則F大小為(

)圖1133/68答案A34/683.如圖12所表示，三根長度均為0.3m不可伸長絕緣細(xì)線，其中兩根一端分別固定在天花板上P、Q點，另一端分別拴有質(zhì)量均為0.12kg帶電小球A和B，其中A球帶正電，電荷量q＝3×10－6C，B球帶負(fù)電，與A球帶電荷量相同。A、B之間用第三根絕緣細(xì)線連接起來。在水平向左勻強(qiáng)電場作用下，A、B保持靜止，懸線仍處于豎直方向，且A、B間細(xì)線恰好伸直。靜電力常量k＝9×109N·m2/C2。

圖1235/68(1)求此勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E大??；(2)現(xiàn)將P、A之間線燒斷，因為有空氣阻力，A、B球最終會到達(dá)新平衡位置。求此時細(xì)線QB所受拉力T大小，并求出A、B間細(xì)線與豎直方向夾角θ。代入數(shù)據(jù)解得：E＝3×105N/C36/68(2)P、A之間線燒斷后，A、B球平衡狀態(tài)如圖所表示，細(xì)繩QB一定豎直，所以對A、B整體可得：T＝2mg＝2.4N由幾何關(guān)系可知：

所以θ＝37°答案(1)3×105N/C

(2)2.4N

37°37/68【典例1】

(·新課標(biāo)全國卷，15)如圖13，在固定斜面上一物塊受到一外力F作用，F(xiàn)平行于斜面向上。若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)取值應(yīng)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(

)平衡中臨界與極值問題摩擦力作用下臨界問題圖13A.物塊質(zhì)量B.斜面傾角C.物塊與斜面間最大靜摩擦力D.物塊對斜面正壓力38/68解題關(guān)鍵①F平行于斜面，對物塊施于斜面壓力沒有影響。②物塊保持靜止，不過運動趨勢有兩種可能，分別是沿斜面向上和向下。解析物塊對斜面正壓力FN＝mgcosθ，當(dāng)物塊所受外力F為最大值F1時，含有向上運動趨勢由平衡條件可得：F1＝mgsinθ＋fm；同理，當(dāng)物塊所受外力F為最小值F2時，含有向下運動趨勢，則F2＋fm＝mgsinθ。

39/68答案C40/68【典例2】

如圖14所表示，汽車經(jīng)過鋼繩拉動物體。假設(shè)鋼繩質(zhì)量可忽略不計，物體質(zhì)量為m，物體與水平地面間動摩擦因數(shù)為μ，汽車質(zhì)量為m0，汽車運動中受到阻力跟它對地面壓力成正比，百分比系數(shù)為k，且k＞μ。要使汽車勻速運動時牽引力最小，角α應(yīng)為(

) A.0°B.30° C.45° D.60°連接體平衡中極值問題圖1441/68解析隔離汽車，由平衡條件得水平方向有F＝k(m0g＋F1sinα)＋F1cosα隔離物體，由平衡條件得水平方向有F1cosα＝μ(mg－F1sinα)解兩式得F＝km0g＋μmg＋F1(k－μ)sinα，式中F1(k－μ)＞0，則sinα＝0，即α＝0°時，牽引力F最小(臨界點)。故選項A正確。答案A42/68處理臨界極值問題三種方法(1)解析法：依據(jù)物體平衡條件列出平衡方程，在解方程時采取數(shù)學(xué)方法求極值。(2)圖解法：此種方法通常適合用于物體只在三個力作用下平衡問題。(3)極限法：極限法是一個處理極值問題有效方法，它是指經(jīng)過恰當(dāng)選取某個改變物理量將問題推向極端(如“極大”“極小”等)，從而把比較隱蔽臨界現(xiàn)象暴露出來，快速求解。43/681.如圖15所表示，A、B兩球用輕桿相連，用兩根細(xì)線將其懸掛在水平天花板上O點?，F(xiàn)用外力F作用于小球B上(圖上F未標(biāo)出)，使系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線OA保持豎直，且A、B兩球在同一水平線上。已知兩球重力均為G，輕桿和細(xì)線OB夾角為45°，則外力F最小值為(

)圖1544/68答案D45/682.(·池州二模)如圖16所表示，在傾角為θ＝37°斜面上，固定一平行金屬導(dǎo)軌，現(xiàn)在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量m＝0.4kg金屬棒ab，它與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ＝0.5。整個裝置處于方向豎直向上勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌接電源E，若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，滑動變阻器阻值符合要求，現(xiàn)閉合開并S，要保持金屬棒ab在導(dǎo)軌上靜止不動，則(

)

圖1646/6847/68解析由左手定則能夠判斷金屬棒所受安培力方向水平向右，故選項A錯誤；當(dāng)金屬棒剛好不向上運動時，金屬棒受到摩擦力為最大靜摩擦力，方向平行斜面向下，設(shè)金屬棒受到安培力大小為F1，其受力分析如圖甲所表示，則由平衡條件得FN＝F1sinθ＋mgcosθ，F(xiàn)1cosθ＝mgsinθ＋fmax，fmax＝μFN，聯(lián)立以上三式并代入數(shù)據(jù)解得F1＝8N；當(dāng)金屬棒剛好不向下運動時，

48/68答案C49/68高考物理考試綱領(lǐng)中明確要求考生要具備應(yīng)用數(shù)學(xué)方法處理物理問題能力，即“能夠依據(jù)詳細(xì)問題列出物理量之間關(guān)系式，進(jìn)行推導(dǎo)和求解，并依據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論；能利用幾何圖形、函數(shù)圖象進(jìn)行表示、分析”?？挤?三角形相同知識應(yīng)用在共點力平衡問題、運動合成和分解、電磁場合成和分解以及幾何光學(xué)等物理情境中，常會出現(xiàn)力三角形、速度三角形、位移三角形等矢量三角形和結(jié)構(gòu)(長度)三角形相同情況，準(zhǔn)確作圖、仔細(xì)觀察、靈活選取相同三角形邊角關(guān)系是解題關(guān)鍵。

數(shù)學(xué)方法在物了解題中應(yīng)用50/68【例1】

如圖17所表示起重裝置，A為固定軸，AB為輕桿，B端系兩根輕繩，一根在下面拴一重物，另一根繞過無摩擦定滑輪，在繩端施加拉力，使桿從位置Ⅰ緩緩移到位置Ⅱ過程中，繞過定滑輪那根繩張力F以及輕桿在B端受到作用力FN改變情況是(

) A.F減小，F(xiàn)N大小不變，方向由沿桿向外變?yōu)檠貤U向里 B.F減小，F(xiàn)N大小不變，方向一直沿桿向里 C.F不變，F(xiàn)N先變小后變大，方向沿桿向里 D.F不變，F(xiàn)N變小，方向沿桿向里

圖1751/68答案B52/68圖1853/68電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)區(qū)做類平拋運動，軌跡如圖所表示

54/68沿初速度方向，有d＝v0t55/68考法2正(余)弦定理及其應(yīng)用三角函數(shù)、正(余)弦定理反應(yīng)了三角形邊與角之間定量關(guān)系。物理量在合成或分解時會組成矢量三角形，若為直角三角形，可直接用三角函數(shù)或勾股定理分析計算，若為斜三角形，則通常要用到正(余)弦定理分析求解。

56/68A.MN上張力逐步增大B.MN上張力先增大后減小C.OM上張力逐步增大D.OM上張力先增大后減小圖1957/68答案AD58/68【例4】

(·武漢二月調(diào)考)如圖20所表示，“?”表示電流方向垂直紙面向里，“⊙”表示電流方向垂直紙面向外。兩根通電長直導(dǎo)線a、b平行且水平放置，a、b中電流強(qiáng)度分別為I和2I，此時a受到磁場力大小為F。當(dāng)在a、b上方再放置一根與a、b平行通電長直導(dǎo)線c后，a受到磁場力大小仍為F，圖中abc