2016年衡水物理高考复习资料 第1部分-专题1

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拉力 T 垂直时,拉力 F 最小,所以 Tmin=(ma+mb)g·cos θ=3.2mg,选项 B 正确.
【答案】 B
2016版·二轮专题复习 物体的动态平衡
(2014·山东高考)如图 1-5 所示,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直
木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但
平力作用下紧靠滑块 A(A、B 接触面竖直),此时 A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已
知 A 与 B 间的动摩擦因数为 μ1,A 与地面间的动摩擦因数为 μ2,最大静摩擦力
等于滑动摩擦力.A 与 B 的质量之比为( )
1
A.μ1μ2
B.1- μμ1μ1μ2 2
C.1+ μμ1μ1μ2 2
D.2+ μμ1μ1μ2 2
图 1-3
2016版·二轮专题复习
【解析】 滑块 B 刚好不下滑,根据平衡条件得 mBg=μ1F;滑块 A 恰好 不滑动,则滑块 A 与地面之间的摩擦力等于最大静摩擦力,把 A、B 看成一个整 体,根据平衡条件得 F=μ2(mA+mB)g,解得mmAB=1-μμ1μ1μ2 2.选项 B 正确.
【 答 案 】 B
属棒所受的安培力方向竖直向下.
开关断开时,两弹簧各自相对于其原长伸长了Δl1=0.5 cm.由胡克定律和力 的平衡条件得
2kΔl1=mg

式中,m 为金属棒的质量,k 是弹簧的劲度系数,g 是重力加速度的大小.
开关闭合后,金属棒所受安培力的大小为
F=IBL

2016版·二轮专题复习
式中,I 是回路电流,L 是金属棒的长度.两弹簧各自再伸长了Δl2=0.3 cm, 由胡克定律和力的平衡条件得
2016版·二轮专题复习 【解析】 木板静止时受力情况如图所示,设轻绳与竖直木桩的夹角为 θ,
由平衡条件知,合力 F1=0,故 F1 不变,F2=2comsgθ,剪短轻绳后,θ增大, cos θ减小,F2 增大,故 A 正确.
【答案】 A
2016版·二轮专题复习
解决动态平衡问题方法的选取 1.图解法: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, 另一个力的方向不变,此时可用图解法,画出不同状态下力的矢量图,判断各 个力的变化情况. 2.解析法:如果物体受到多个力的作用,可进行正交分解,利用解析法, 建立平衡方程,根据自变量的变化确定因变量的变化. 3.相似三角形法:如果物体受到三个力的作用,其中的一个力大小、方向 均不变,另外两个力的方向都发生变化,可以用力三角形与几何三角形相似的 方法.
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点 一
规 范













2016版·二轮专题复习
专题 1 力与物体的平衡
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体系重组
2016版·二轮专题复习
1.常见力特点
核心检索
(1)弹力方向沿绳指向绳收缩的方向或垂直于接触面,但杆受的弹力不一定沿杆;
弹力大小一般结合平衡条件 求解,弹簧弹力可用胡克定律求解.
【答案】 AD
2016版·二轮专题复习 电学中的平衡问题
(2015·全国卷Ⅰ)如图 1-9 所示,一长为 10 cm 的金属棒 ab 用两个 完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为 0.1 T,方 向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘.金属棒通过开关与一 电动势为 12 V 的电池相连,电路总电阻为 2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量 为 0.5 cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改 变了 0.3 cm.重力加速度大小取 10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方 向,并求出金属棒的质量.
(2)摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向 相反 ,滑动摩擦力大小 F
= μFN ;静摩擦力大小和方向随运动状态及外力情况而变化,静摩擦力的大小
范围: 0≤F≤Fmax .
(3)电场力 F=qE,安培力 F=BIL,洛伦兹力 F=qvB.
2016版·二轮专题复习 物体的静态平衡
(2013·全国卷Ⅱ) 如图 1-1 所示,在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用,F 平行于斜面 向上.若要物块在斜面上保持静止,F 的取值应有一定范围,已知其最大值和最 小值分别为 F1 和 F2(F2>0).由此可求出( )
图 1-1
2016版·二轮专题复习
A.物块的质量 B.斜面的倾角 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 D.物块对斜面的正压力 【关键信息】 1.“物块…保持静止”. 2.F的取值…最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0).
2016版·二轮专题复习
【解析】 物块在斜面上处于静止状态,先对物块进行受力分析,确定其 运动趋势,列平衡方程可得 Ff.
2016版·二轮专题复习 发散 3 平衡物体的受力计算问题
3.如图 1-4 所示,质量分别为 3m 和 m 的两个可视为质点的小球 a、b,中
间用一细线连接,并通过另一细线将小球 a 与天花板上的 O 点相连,为使小球 a
和小球 b 均处于静止状态,且连接 O 点与小球 a 的细线向右偏离竖直方向的夹
A.α始终等于 β
B.吊装滑轮的绳子的拉力逐渐变大
C.地面对人的摩擦力逐渐变大
D.地面对人的支持力逐渐变大
图 1-7
2016版·二轮专题复习 【解析】 水桶匀速上升,拉水桶的轻绳的拉力 T 始终等于 mg,对滑轮受
力分析如图甲,垂直于 OA 方向有 Tsin α=Tsin β,所以α=β,沿 OA 方向 有 F=Tcos α+Tcos β =2Tcos α,人向左运动的过程中 α+β 变大,所以 α
角恒为 37°,需要对小球 b 朝某一方向施加一拉力 F.已知 sin 37°=0.6,cos 37
°=0.8,重力加速度为 g,则当 F 的大小达到最小时,连接 O 点与小球 a 的细
线对小球 a 的拉力大小为( )
A.4mg
B.3.2mg
CБайду номын сангаас2.4mg
D.3mg
图 1-4
2016版·二轮专题复习 【解析】 取小球 a、b 及两球间的细线为整体,则系统受重力(ma+mb)g、 拉力 F、细线拉力 T 作用而处于平衡状态,如图所示,由图知当拉力 F 与细线
2k(Δl1+Δl2)=mg+F

由欧姆定律有
E=IR

式中,E 是电池的电动势,R 是电路总电阻.
联立①②③④式,并代入题给数据得
m=0.01 kg. 【答案】 安培力的方向竖直向下,金属棒的质量为 0.01 kg
2016版·二轮专题复习
电学平衡问题的处理方法 1.电磁学中的平衡问题是指有电磁力参与下的受力平衡问题. 2.电磁学中的平衡问题在解决的方法上与力学平衡问题相同,只是增加了 电场力、磁场力的分析. 3.注意判断电场力、磁场力的方向 (1)正电荷受力方向与所处电场方向相同,负电荷相反; (2)安培力和洛伦兹力的方向用左手定则判断.安培力方向同时与磁感应强 度方向和电流方向垂直.洛伦兹力的方向同时与磁感应强度方向和电荷运动方 向垂直.
和 β 均变大,吊装滑轮的绳子的拉力 F 变小,选项 A 正确、B 错误;对人受力
分析如图乙,θ=α+β 逐渐变大,水平方向有 f=T′sin θ,地面对人的摩擦力 逐渐变大,竖直方向有 FN+T′cos θ=Mg,地面对人的支持力 FN=Mg-T′cos θ逐渐变大,选项 C、D 正确.
【答案】 ACD
2016版·二轮专题复习
发散 1 单个物体平衡 1.(2015·衡水模拟)国内首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学 学生自主设计研发的,“蜘蛛侠”利用 8 只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上, 通过“爪子”交替伸缩,就能在墙壁和玻璃上自由移动,如图 1-2 所示,“蜘蛛 侠”在竖直玻璃墙面上由 A 点沿直线匀速“爬行”到右上方 B 点,在这一过程 中,关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是( )
2016版·二轮专题复习
发散 1 动态平衡临界问题
1.如图 1-6 所示,质量为 m 的小球用细线拴住放在光滑斜面上,斜面足够
长,倾角为 α,斜面体置于光滑水平面上,用水平力 F 推斜面体使斜面体缓慢地
向左移动,小球沿斜面缓慢升高.当线的拉力最小时,推力 F 等于( )
A.mgsin α
1 B.2mgsin
图 1-8
2016版·二轮专题复习
A.刚开始时
OA
板对球的支持力大小为2
3
3 G
B.当 OC 线竖直时,两挡板对球的弹力大小均为G2
C.OB 板对球的弹力先减小后增大
D.OA 板对球的弹力一直在减小
2016版·二轮专题复习 【解析】 小球受力如图 1 所示,且此三力可组成图 2 中的 Rt△NAGNB, ∠NANBG=60°,所以刚开始时 OA 板对球的支持力大小为 NA=sin G60°=233G, A 对;在转动过程中,∠NANBG=60°恒定不变,为此可组成以 NANB 为直径的 圆,在转动中弦 NAG 恒定不变,由图知 OB 板对球的弹力一直在增大,OA 板对 球的弹力一直在减小,C 错、D 对;当 OC 线竖直时,两挡板对球的弹力大小相 等,与重力组成一等边三角形,即大小均为 G,B 错.
α
C.mgsin 2α
1 D.2mgsin

2016版·二轮专题复习 图 1-6
2016版·二轮专题复习 【解析】 当细线与斜面平行时,细线拉力最小,隔离小球分析,画出受
力动态矢量图,如图所示,则由图易知,在平行斜面方向应有 FT=mgsin α, 对小球和斜面体整体受力分析,在水平面内由平衡条件可得 F=FTcos α=mgsin αcos α=12mgsin 2α,选项 D 正确.
2016版·二轮专题复习 发散 3 矢量图解法解动态临界问题 3.(多选)如图 1-8 所示,两块光滑的挡板在竖直平面内组成“V”形装置, 夹角恒为 60°,OC 是其角平分线,装置内放有一重为 G 的小球,开始时 OB 板处于竖直状态,现让装置在竖直平面内绕 O 点沿顺时针方向缓慢转动,在转 至 OA 板处于竖直状态的过程中有( )
2016版·二轮专题复习 图 1-2
2016版·二轮专题复习
【解析】 “蜘蛛侠”从 A 点沿直线匀速“爬行”到 B,所以受力是平衡的, 应选 B.
【答案】 B
2016版·二轮专题复习
发散 2 多个物体系统平衡的受力分析
2.(2015·山东高考)如图 1-3 所示,滑块 A 置于水平地面上,滑块 B 在一水
仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F1 表示木板所受合力的大小,F2 表示 单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )
A.F1 不变,F2 变大 C.F1 不变,F2 变小
B.F1 变大,F2 变大 D.F1 变小,F2 变小
2016版·二轮专题复习
图 1-5 【误区点拨】 1.没能认识到绳子剪短后绳子与竖直方向夹角变大,可由动 态矢量图直接确定 F2 变化. 2.不会用合成法或正交分解法,利用两侧绳力相等的隐含条件列式求解.
【答案】 D
2016版·二轮专题复习 发散 2 多体动态平衡问题 2.(多选)(2015·宜宾模拟)如图 1-7 所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在 A 点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,
滑轮中心为 O 点,人所拉绳子与 OA 的夹角为 β,拉水桶的绳子与 OA 的夹角为 α.人拉绳沿水平面向左运动,把井中质量为 m 的水桶匀速提 上来,人的质量为 M,重力加速度为 g,在此过程中,以下 说法正确的是( )
物块受与斜面平行的外力 F 作用,而在斜面上静止,此时摩擦力的大小和
方向将随 F 的变化而变化.设斜面倾角为 θ,由平衡条件 F1-mgsin θ-Ffmax =0,F2-mgsin θ+Ffmax=0,解得 Ffmax=F1-2 F2,故选项 C 正确.
【答案】 C
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1.受力分析的技巧 (1)一般按照“一重、二弹、三摩擦,再其他外力”的程序; (2)分析物体的受力情况时结合整体法与隔离法; (3)平衡状态下结合平衡条件. 2.解平衡问题常用的方法 (1)正交分解法FFxy= =00⇒多用于物体受三个以上力而平衡 (2)合成法 F=0⇒适用于物体受三个力而平衡
2016版·二轮专题复习
图 1-9 【审题突破】 1.第一次平衡:两弹簧弹力与金属棒重力平衡,弹力可由弹 簧伸长量表示; 2.第二次平衡:两弹簧弹力、金属棒重力和安培力平衡,注意安培力方向 判断和安培力大小及此刻弹力大小的表达式.
2016版·二轮专题复习
【解析】 依题意,开关闭合后,电流方向从 b 到 a,由左手定则可知,金
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