2020高考物理二轮课件：课时巩固练1 力与物体的平衡
2020年高三物理二轮复习 专题一力与物体的平衡课件
g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小
分别为 F1、F2，则( )
A．F1＝
33mg，F2＝
3 2 mg
B．F1＝
23mg，F2＝
3 3 mg
C．F1＝12mg，F2＝
3 2 mg
D．F1＝ 23mg，F2＝12mg
答案 D 解析 对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力 分析如图，由几何关系可知，F′1＝mgcos30°，F′2＝mgsin30 °.解得 F′1＝ 23mg，F′2＝12mg，由牛顿第三定律知 F1＝ 23mg， F2＝12mg，故 D 项正确．
4．通电导体棒或线框的平衡 通电导线(或导体棒)切割磁感线时的平衡问题，一般要综合 应用受力分析、法拉第电磁感应定律，左、右手定则和电路的知 识．在这类问题中，感应电流的产生和磁场对电流的作用这两种 现象总是相互联系的，而磁场力又将电和力这两方面问题联系起 来．
1.(多选)如图，在水平面上 A、B、C 三点固定 着三个电荷量为 3Q 的正点电荷，将另一质量为 m 的带正电的小球(可视为点电荷)放置在 O 点， OABC 恰构成一棱长为 L 的正四面体．已知静 电力常量为 k，重力加速度为 g，为使小球能静 止在 O 点，则关于小球所受库仑力的合力方向和所带的电荷量， 下列说法中正确的是( )
答案 B 解析 对 b 球受力分析，受重力、斜面对其垂直向上的支持 力和细线的拉力，由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与 第三个力等值、反向、共线，故细线拉力向右上方，故 A 图错误； 再对 a、b 两个球整体受力分析，受总重力、斜面垂直向上的支 持力和上面细线的拉力，再次根据共点力平衡条件判断上面的细 线的拉力方向为斜向右上方，故 C、D 两图均错误．故选 B 项．
(通用版)2020版高考物理二轮复习专题一第一讲力与物体平衡课件
A.���2���
B. 23m
C.m
D.2m
考点定位:共点力平衡条件的应用 关闭
C解题思路与方法:确定圆弧的圆心,利用几何关系分析悬挂点的
角度是解题关键。
解析
答案
-8-
2.(多选)(2017全国Ⅰ卷)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某
点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉 直,OM与MN之间的夹角为 α α>π现2 将。重物向右上方缓慢拉起,并保 持夹角α不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中( )
A.MN上的张力逐渐增大 B.MN上的张力先增大后减小 C.OM上的张力逐渐增大 D.OM上的张力先增大后减小
考点定位:动态平衡的解法 解题思路与方法:以重物为研究对象,所受三个力的合力始终为 零,画出矢量三角形是解题的突破口。
-9-
答案:AD 解析: 方法一:受力分析如图。设OM与竖直方向夹角为θ, M点绕O点做圆周运动,沿切线方向: FMNcos(α-90°)=mgsin θ, 沿半径方向: FOM=FMNsin(α-90°)+mgcos θ,
力、动摩擦因数、静摩擦力,形变、弹性、胡克定律,矢量和标量,超重和 失重,匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度,离心现象,第二宇宙 速度和第三宇宙速度,经典时空观和相对论时空观。 近五年高考命题点主要集中在:1.物体的受力分析及静态平衡(3 次)。2.共 点力作用下物体的动态平衡(4 次)。3.运动学及动力学图象的理解及应用 (6 次)。4.“滑块—滑板”模型(3 次)。5.临界极值及弹簧类问题(4 次)。6.平 抛运动的规律及其应用(3 次)。7.圆周运动问题(3 次)。8.万有引力定律及
安徽物理《高考专题》(二轮)复习课件：专题一 第1讲力与物体的平衡
物体A、B用细绳连接后跨过滑轮,A静止在倾角为45°的斜面上。
已知mA=2mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°增大到50°, 系统保持静止。下列说法正确的是 A.细绳对A的拉力将增大 B.A对斜面的压力将减小 C.A受到的静摩擦力不变 D.A受到的合力将增大 ( )
【解题探究】
(1)请画出物体A、B的受力分析图。 提示:
2.(2012·新课标全国卷)如图,一小球放置在木板与竖直墙面
之间。设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2。 以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置 开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中 A.N1始终减小,N2始终增大 B.N1始终减小,N2始终减小 C.N1先增大后减小,N2始终减小 ( )
上;当θ=30°时,物体A受到的静摩擦力为零;当15°≤θ<30°
时,物体A受到的静摩擦力方向沿斜面向下 ,故当θ从45°减小 到15°的过程中,物体A受到的静摩擦力先减小后增大。
【总结提升】
受力分析的基本步骤
(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是 单个物体,也可以是多个物体组成的系统。 (2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进 而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用。 (3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力物体上,准确 标出力的方向,标明各力的符号。
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 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
【解析】选C。设物块质量为m,斜面的倾角为θ,最大静摩擦力 为fm,对物块受力分析,根据物块的平衡条件建立方程,外力F最
(新课标)2020版高考物理大二轮复习专题一力与运动第一讲力与物体的平衡课件
A．小球受 3 个力作用 B．环受到小球的压力大小为 Gsinθ C．弹簧处于伸长状态 D．弹簧的形变量为Gk [解析] 由于弹簧恰好竖直，小球受到的重力与受到的弹簧 弹力恰好平衡，环对小球没有支持力作用，小球只受两个力的作 用，即 kx＝G，得 x＝Gk ，弹簧处于压缩状态，综上所述，D 正 确．
所以
E2
的方向竖直向上，选项
B
正确；由以上分析可知E1＝3， E2 4
选项 C 错误；AP 段有 mg＝Bqvcos37°，即 v＝54mBqg，选项 D 正
确．
(1)若物体在重力、电场力、洛伦兹力作用下做直线运动， 则物体必做匀速直线运动．
(2)无法判断物体带电性质时，可考虑用假设法处理. 热点 考向三 电磁感应现象中的平衡问题
(1)作用在金属棒 ab 上的安培力的大小； (2)金属棒运动速度的大小．
[解析] (1)设两导线的张力大小之和为 T，右斜面对 ab 棒的 支持力的大小为 FN1，作用在 ab 棒上的安培力的大小为 F，左 斜面对 cd 棒的支持力大小为 FN2.对于 ab 棒，由力的平衡条件得
2mgsinθ＝μFN1＋T＋F① FN1＝2mgcosθ② 对于 cd 棒，同理有 mgsinθ＋μFN2＝T③ FN2＝mgcosθ④ 联立①②③④式得 F＝mg(sinθ－3μcosθ)⑤
第
一 部
专题综合突破分专题一Fra bibliotek力与运动
第一讲
力与物体的平衡
知识体系构建
[答案] (1)场力
(2)接触力
(3)按顺序找力 ①分析场力，如：重力、电场力、磁场力； ②分析已知外力； ③分析接触力：先分析弹力，后分析摩擦力． (4)受力分析的注意事项 ①只分析受力物体，不分析施力物体； ②只分析性质力，不分析效果力，如向心力等； ③只分析外力，不分析内力； ④分析物体受力时，应关注物体的运动状态(如物体静止、加速与 减速、直线与曲线运动等)． (5)平衡条件：F 合＝0(正交分解 Fx＝0，Fy＝0)． (6)平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态.
2020新课标高考物理二轮课件：专题一第1讲 力与物体的平衡
解析：选 D.先把 L 形木板、木块、斜面体看成一个整体进行受力分析，受重力、小车的支 持力，选项 D 正确；隔离木块进行受力分析，其受重力、L 形木板的支持力、弹簧的弹力 (沿斜面向上)三个力作用处于平衡状态，选项 C 错误；隔离 L 形木板进行受力分析，其受 重力、斜面体的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向下)、木块的压力、斜面体对它的摩擦力 5 个力作用，选项 A 错误；隔离斜面体进行受力分析，其受 4 个力作用，选项 B 错误．
(2)由图(a)可知，甲图中轻杆受到的弹力为 F′N1＝FN1＝tanm3g0°＝ 3mg.
(3)对乙图中的滑轮受力分析，如图(b)所示，由于杆 OB 不可转动，所以杆所受弹力的方 向不一定沿 OB 方向．即杆对滑轮的作用力一定与两段绳的合力大小相等，方向相反， 由图(b)可得，F2＝2mgcos 60°＝mg，则所求力 F′N2＝F2＝mg. 答案：(1)2mg mg (2) 3mg (3)mg
(1)甲、乙两图中细绳 OA 的拉力各是多大？ (2)甲图中轻杆受到的弹力是多大？ (3)乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大？
解析：(1)由于甲图中的杆可绕 B 转动，是转轴杆(是“活杆”)，故其受力方向沿杆方向， O 点的受力情况如图(a)所示，则 O 点所受绳子 OA 的拉力 FT1、杆的弹力 FN1 的合力与物 体的重力是大小相等、方向相反的，在直角三角形中可得，FT1＝sinm3g0°＝2mg；乙图中 是用一细绳跨过滑轮悬挂物体的，由于 O 点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向，并未 改变力的大小，且 AOC 是同一段绳子，而同一段绳上的力处处相等，故乙图中绳子拉力 为 F′T1＝F′T2＝mg.
受力分析与静态平衡
【高分快攻】
1．受力分析的 4 种方法
(课标版)2020高考物理二轮复习专题1力与物体的平衡课件
大张力为 1 500 N，则物块的质量最大为( A )
A．150 kg
B．100 3 kg
C. 200 kg
D．200 3 kg
解析：设物块的质量最大为 m，将物块的重力沿斜面方向 和垂直斜面方向分解，由平衡条件，在沿斜面方向有 F＝ mgsin30°＋μmgcos30°，解得 m＝150 kg，A 项正确．
热点二 整体法与隔离法的应用
强化学思知能
学有所思，思有深度
一、随题应变，巧选研究对象
二、方法技巧总结 1．利用整体、隔离法对物体受力分析
2．整体法、隔离法的应用技巧 (1)不涉及系统内力时，优先考虑应用整体法，即“能整体， 不隔离”． (2)应用隔离法，一般隔离“简单”的物体，如待求量少或 受力少或处于边缘的物体． (3)将整体法与隔离法有机结合、灵活运用． (4)各“隔离体”间的关联力，表现为作用力和反作用力， 对于整体系统则是内力．
2．如图所示，开口向下的“”形框架，两侧竖直杆光滑固 定，上面水平横杆中点固定一定滑轮，两侧杆上套着的两滑块 用轻绳绕过定滑轮相连，并处于静止状态，此时连接滑块 A 的 绳与水平方向夹角为 θ，连接滑块 B 的绳与水平方向的夹角为 2θ，则 A、B 两滑块的质量之比为( A )
A．1 2cosθ B．2cosθ 1 C．2sinθ 1 D．1 2sinθ
A．若 F 一定，θ 大时 FN 大 B．若 F 一定，θ 小时 FN 大 C．若 θ 一定，F 大时 FN 大 D．若 θ 一定，F 小时 FN 大
[关键点拨] ①力 F 作用后产生哪些效果？②合力 F 与分 力间有什么关系？
[解析]
如图所示，根据力的平行四边形定则可知，力 F、推力 FN
F
及顶角
2020新课标高考物理二轮复习课件：第1部分 专题1 第1讲 力与物体的平衡
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D [匀强磁场的磁感应强度与导体棒 AC 是垂直的，故 AC 所受
考
的安培力大小 F 安＝BIL，A 错误。安培力既垂直于导体棒也垂直于
点
一 磁场，根据左手定则判断其方向，作出导体棒 AC 的受力示意图(从 专
题
A 看向 C 的平面图)如图所示。
限
时
集
考
训
点
二
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考
由于重力和支持力在竖直方向，而安培力有水平分力，没有摩
ACD [m2 受三力平衡：m2g、F、F1，根据平衡条件知，F 与
点
F1 的水平分力大小相等，即：Fx＝Fcos θ＝F1cos α，F 的竖直分力比
一
专
F1 的竖直分力大，即：Fy＝Fsin θ＝F1sin α＋m2g，根据 F 合＝
F2x＋F2y，
题 限
时
考
所以
F>F1，根据
tan
θ＝FFxy，所以
点 析如下：
一
专
题
限
时
集
考
训
点
二
合成法
分解法
正交分解法
返 首
页
(多选)如图所示，质量分别为 m1、m2 的两个物体通过
考 轻弹簧连接，在力 F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动，m1
点 在地面上，m2 在空中。此时力 F 与水平方向成 θ 角，弹簧中弹力大
一
小为 F1，弹簧轴线与水平方向的夹角为 α，m1 受地面的摩擦力大小
点 斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩
一
擦因数为 33，重力加速度取 10
m/s2。若轻绳能承受的最大张力为 1
2020年高考物理二轮热点专题训练----《力与物体的平衡》解析版
2020年高考物理二轮热点专题训练----《力与物体的平衡》 一 单项选择题1.如图所示，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 F 1和 F 2(F 2>0)．由此可求出( )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 【答案】C【解析】设斜面倾角为θ，斜面对物块的最大静摩擦力为 F f ，当 F 取最大值 F 1时，最大静摩擦力 F f 沿斜面向下，由平衡条件得 F 1＝mg sin θ＋F f ；当 F 取最小值 F 2时，F f 沿斜面向上，由平衡条件得 F 2＝mg sin θ－F f ，联立两式可求出最大静摩擦力F f ＝F 1－F 22，选项 C正确．F N ＝mg cos θ，F 1＋F 2＝2mg sin θ，所以不能求出物块的质量、斜面的倾角和物块对斜面的正压力．2.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 ．m 2B ．32mC ．mD ．2m【答案】C【解析】由于轻环不计重力，故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支持力等大反向，即沿半径方向；又两侧细线对轻环拉力相等，故轻环所在位置对应的圆弧半径为两细线的角平分线，因为两轻环间的距离等于圆弧的半径，故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形；又小球对细线的拉力方向竖直向下，由几何知识可知，两轻环间的细线夹角为120°，对小物块进行受力分析，由三力平衡知识可知，小物块质量与小球质量相等，均为m ，C 项正确． 3.如图所示，匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30°且斜向右上方，匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)．一质量为m 、电荷量为q 的带电小球(可视为质点)以与水平方向成30°角斜向左上方的速度v 做匀速直线运动，重力加速度为g ，则( )A ．匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外B ．小球一定带正电荷C ．电场强度大小为mg qD ．磁感应强度的大小为mgqv【答案】C【解析】小球做匀速直线运动，受到的合力为零，假设小球带正电，则小球的受力情况如图甲所示，小球受到的洛伦兹力沿虚线但方向未知，小球受到的重力与电场力的合力与洛伦兹力不可能平衡，故小球不可能做匀速直线运动，假设不成立，小球一定带负电，选项B 错误；小球的受力情况如图乙所示，小球受到的洛伦兹力一定斜向右上方，根据左手定则，匀强磁场的方向一定垂直于纸面向里，选项A 错误；根据几何关系，电场力大小qE ＝mg ，洛伦兹力大小qvB ＝3mg ，解得E ＝mg q ，B ＝3mg qv，选项C 正确，D 错误．4.如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中()A．N1始终减小，N2始终增大B．N1始终减小，N2始终减小C．N1先增大后减小，N2始终减小D．N1先增大后减小，N2先减小后增大【答案】B【解析】对小球进行受力分析，如图所示，设板与墙夹角为θ，转到水平位置过程中θ逐渐增大，N1＝mg cot θ，N2′＝N2，N2＝mgsin θ，而在第一象限内sin θ为增函数，cot θ为减函数，可知随着θ增大，N1和N2都减小，则只有B正确．5.如图甲、乙、丙是生活中三种不同的背包方式.为了研究方便，假设背包者身体均呈竖直，因而可认为每条背包带均在竖直面内.甲中背包带对人的肩部的作用力设为F1；乙中的背包带与竖直方向的夹角为θ(如图)，其背包带对人肩部的作用力设为F2；丙中的两根背包带与竖直方向的夹角均为θ(如图)，其每根背包带对人肩部的作用力均为F3.若三种情况所背的包完全相同，不考虑背包跟人体间的摩擦，则关于F1、F2、F3大小的下列关系正确的是()A.F1>F2B.F2>F3C.F1>F3D.F3＝F2【答案】B【解析】由图可知，题图甲中背包带沿竖直方向，所以每一根背包带的作用力都等于0.5mg，则背包带对肩部的作用力等于两根背包带的作用力的和，即等于F1＝mg；乙图中，背包受到重力、腿部的支持力和肩膀的作用力如图a：则：F2＝mgcos θ题图丙中，背包受到两边肩膀的作用力，如图b所示，则：mg＝2F3cos θ所以：F3＝mg2cos θ由以上的分析可得：F1<F2，F3<F2，由于夹角θ是未知的，所以不能判变大F3与重力mg 的大小关系，因此不能判断出F3与F1的大小关系.所以只有选项B正确.6.如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则()A．P和Q都带正电荷B．P和Q都带负电荷C．P带正电荷，Q带负电荷D ．P 带负电荷，Q 带正电荷 【答案】D【解析】对P 、Q 整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以P 、Q 必带等量异种电荷，选项A 、B 错误；对P 进行受力分析可知，匀强电场对它的电场力应水平向左，与Q 对它的库仑力平衡，所以P 带负电荷，Q 带正电荷，选项D 正确，C 错误． 7.质量为m 的四只完全相同的足球叠成两层放在水平面上，底层三只足球刚好接触成三角形，上层一只足球放在底层三只足球的正上面，系统保持静止．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则( )A ．底层每个足球对地面的压力为mgB ．底层每个足球之间的弹力为零C ．下层每个足球对上层足球的支持力大小为mg 3D ．足球与水平面间的动摩擦因数至少为66【答案】B【解析】根据整体法，设下面每个球对地面的压力均为F N ，则3F N ＝4mg ，故F N ＝43mg ，A错误；四个球的球心连线构成了正四面体，下层每个足球之间的弹力为零，B 正确；上层足球受到重力、下层足球对上层足球的三个支持力，由于三个支持力的方向不是竖直向上，所以三个支持力在竖直方向的分量之和等于重力，则下层每个足球对上层足球的支持力大小大于mg 3，C 错误；根据正四面体几何关系可求，F 与mg 夹角的余弦值cos θ＝63，正弦值sin θ＝33，则有F ·63＋mg ＝F N ＝43mg ，33F ＝F f ，解得F f ＝26mg ，F ＝66mg ，则μ≥26mg 43mg ＝28，所以足球与水平面间的动摩擦因数至少为28，故D 错误．8 三段细绳OA、OB、OC结于O点，另一端分别系于竖直墙壁、水平顶壁和悬挂小球，稳定后OA呈水平状态．现保持O点位置不变，缓慢上移A点至D点的过程中，关于OA绳上的拉力变化情况的判断正确的是()A．一直增大B．一直减小C．先增大后减小D．先减小后增大【答案】D【解析】可运用动态图解法，由图可知，当OA与OB垂直时，OA上的拉力最小，故D 正确．9.如图在倾斜的直杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，则()A．圆环只受三个力作用B．圆环一定受四个力作用C ．物体做匀加速运动D ．轻绳对物体的拉力小于物体的重力 【答案】B【解析】悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，则圆环和物体均做匀速直线运动，C 、D 错；对圆环受力分析，圆环要保持平衡状态必受到重力、绳的拉力、杆的支持力、杆对圆环的摩擦力四个力作用，A 错，B 对．10.如图所示，滑块A 置于水平地面上，滑块B 在一水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( )A.1μ1μ2 B.1－μ1μ2μ1μ2 C.1＋μ1μ2μ1μ2 D.2＋μ1μ2μ1μ2 【答案】B【解析】对滑块A 、B 整体在水平方向上有F ＝μ2(m A ＋m B )g ；对滑块B 在竖直方向上有μ1F ＝m B g ；联立解得：m A m B ＝1－μ1μ2μ1μ2，选项B 正确.二 不定项选择题1.如图所示，一根轻绳上端固定在O 点，下端拴一个重力为G 的小球，开始时轻绳处于垂直状态，轻绳所能承受的最大拉力为2G ，现对小球施加一个方向始终水平向右的力F ，使球缓慢地移动，则在小球缓慢地移动过程中，下列说法正确的是( )A ．力F 逐渐增大B ．力F 的最大值为3GC ．力F 的最大值为2GD ．轻绳与竖直方向夹角最大值θ＝30°【答案】AB【解析】对小球受力分析，如图甲：由平衡条件得：F＝G tan θ，θ逐渐增大，则F逐渐增大，故A正确；如图乙，小球缓慢地移动过程中，θ逐渐增大，F T的最大值为2G，则可得cos θ＝G2G＝12，θ＝60°，此时F达到最大值为3G，故B正确，C、D错误；故选A、B.2.如图所示，两个带电小球A、B分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内.用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止.现将B球沿斜面向上移动一小段距离，发现A球随之向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡.重新平衡后与移动前相比，下列说法正确的是()A.墙面对A的弹力变小B.斜面对B的弹力不变C.推力F变大D.两球之间的距离变大【答案】ABD【解析】利用整体法可知，斜面对B球支持力的竖直分量等于A、B两带电小球的重力之和，斜面倾角不变，斜面对B球支持力不变，故斜面对B的弹力不变，B选项正确；库仑力与竖直方向的夹角变小，而竖直分量不变，故库仑力变小，A、B间的距离变大，故D正确；因库仑力水平分量减小，故A正确，C错误.3.如图所示，一根通电的导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A．一直增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终为零【答案】AB【解析】若F安＜mg sin α，因安培力方向向上，则摩擦力方向向上，当F安增大时，F摩减小到零，再向下增大，B项对，C、D项错；若F安＞mg sin α，摩擦力方向向下，随F安增大而一直增大，A项对．4.如图所示，一辆小车静止在水平地面上，车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA，光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动，现将一质量为m的圆球放在斜面与挡板之间，挡板与水平面的夹角θ＝60°，下列说法正确的是()A．若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°，则球对斜面的压力逐渐增大B．若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°，则球对挡板的压力逐渐减小C．若保持挡板不动，则球对斜面的压力大小为mgD．若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，则球对挡板的压力可能为零【答案】CD【解析】若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°，根据图象可知，F B先减小后增大，根据牛顿第三定律可知，球对挡板的压力先减小后增大，故选项A、B错误；球处于静止状态，受力平衡，对球进行受力分析，如图所示，F A、F B以及G构成的三角形为等边三角形，根据几何关系可知，F A＝F B＝mg，故选项C正确；若保持挡板不动，使小车水平向右做匀加速直线运动，当F A和重力G的合力正好提供加速度时，球对挡板的压力为零，故选项D正确．5.如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于O点．一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F的作用下使夹角θ＜90°.现缓慢改变绳OA的方向至θ＞90°，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态．下列说法正确的是()A．绳OA的拉力先减小后增大B．斜面对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大C．地面对斜面体有向右的摩擦力D．地面对斜面体的支持力大于物块P和斜面体的重力之和【答案】ABD【解析】缓慢改变绳OA的方向至θ＞90°的过程，OA拉力的方向变化如图2，从1位置到2位置到3位置所示，可见OA的拉力先减小后增大，OP的拉力一直增大；故A正确；若开始时P受绳子的拉力比较小，则斜面对P的摩擦力沿斜面向上，OP拉力一直增大，则摩擦力先变小后反向增大，故B正确；以斜面和PQ整体为研究对象受力分析，根据平衡条件：斜面受地面的摩擦力与OA绳子水平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左，C错误；以斜面体和P为研究对象，在竖直方向上有：M斜g＋M P g＝N＋F′cos α，故N＞M斜g＋M P g，故D正确．6.如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行．小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷．小球A静止在斜面上，则()A ．小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d 2 B ．当q d＝ mg sin θk 时，细线上的拉力为零 C ．当q d＝ mg tan θk 时，细线上的拉力为零 D ．当q d＝ mg k tan θ时，斜面对小球A 的支持力为零 【答案】AC【解析】根据库仑定律可知小球A 与B 之间的库仑力大小为k q 2d2，A 正确；小球A 受重力、库仑力和支持力作用，若细线上的拉力为零，由平衡条件可得k q 2d 2＝mg tan θ解得q d＝ mg tan θk，B 错误，C 正确；因为两小球带同种电荷，所以斜面对小球A 的支持力不可能为零，D 错误．7.如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中( )A ．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B ．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C ．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D ．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD【解析】当桌布被拉出时，鱼缸由静止到向右运动，但它相对于桌布来说，仍向左运动，由于滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，因此桌布对鱼缸的摩擦力的方向应向右，选项A 错误；因为鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，鱼缸受到桌布向右的摩擦力与它受到桌面向左的摩擦力大小相等，所以鱼缸向右加速的加速度大小与向右减速的加速度大小相等，方向相反，鱼缸的初速度为零，末速度也为零，根据对称性可知，鱼缸做加速运动的时间与做减速运动的时间相等，选项B 正确；若猫增大拉力，桌布的加速度更大，但是由于鱼缸与桌布间的压力不变，动摩擦因数也不变，故摩擦力也不变，选项C 错误；若猫减小拉力，桌布的加速度减小，鱼缸在桌布上的运动时间变长，而鱼缸向右的加速度不变，由x ＝12at 2知，鱼缸相对于桌面的位移变大，桌布被拉出后鱼缸在桌面上的位移也变大，鱼缸就有可能滑出桌面，选项D 正确．8.如图所示，一个质量为4 kg 的半球形物体A 放在倾角为θ＝37°的斜面B 上静止不动．若用通过球心的水平推力F ＝10 N 作用在物体上，物体仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2，则( )A ．物体A 受到斜面B 的摩擦力增加8 NB ．物体A 对斜面B 的作用力增加10 NC ．地面对斜面B 的弹力不变D ．地面对斜面B 的摩擦力增加10 N【答案】CD【解析】若用通过球心的水平推力F ＝10 N 作用在物体上，物体仍静止在斜面上，将该力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件可得：F cos 37°＋F f ＝mg sin 37°，解得摩擦力F f ＝16 N ．物体A 受到斜面B 的摩擦力减小ΔF f ＝24 N －16 N ＝8 N ，选项A 错误；没有施加水平力F 时，根据平衡条件，A 受斜面作用力与重力等大反向，即大小为40 N ，根据牛顿第三定律，物体A 对斜面的作用力为40 N ，方向竖直向下．施加水平力F 后，物体A 对斜面的作用力如图，F ′＝102＋402N ＝1017 N ，物体A 对斜面B 的作用力增加(1017－40)N ，选项B 错误；把物体A 和斜面B 看做整体，分析受力，由平衡条件可知，地面对斜面B 的弹力不变，摩擦力增加10 N ，选项C 、D 正确．。
2020届高考物理二轮复习专题一第一讲力与物体的平衡课件
A．150 kg B．100 3 kg C．200 kg D．200 3 kg [题眼点拨] ①“向上匀速运动”说明物块所受的合 外力为零，且受到斜面沿斜面向下的滑动摩擦力；②“最 大张力”说明物块的质量最大值与最大张力对应．
拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运
动．若保持 F 的大小不变，而方向与水平面成 60°角，物
块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间的动摩擦因数
为( )
A．2－ 3
3 B. 6
3 C. 3
3 D. 2
[题眼点拨] ①“物块在水平拉力 F 的作用下做匀速
直线运动”说明拉力 F 的大小和滑动摩擦力相等；②“保
持 F 的大小不变，而方向与水平面成 60°角，物块也恰好
做匀速直线运动”说明 F 的水平分量与滑动摩擦力相等．
解析：设物块的质量为 m，据平衡条件及摩擦力公 式有
拉力 F 水平时，F＝μmg，① 拉力 F 与水平面成 60°角时， Fcos 60°＝μ(mg－Fsin 60°)，② 联立①②式解得 μ＝ 33，故选项 C 正确． 答案：C
解析：对 N 进行受力分析如图所示，因为 N 的重力 与水平拉力 F 的合力和细绳的拉力 FT 是一对平 衡力，从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增 大，细绳的拉力也一直增大，选项 A 错误，B 正确；M 的质量与 N 的质量的大小关系不确定，设斜面倾角为 θ， 若 mNg≥mMgsin θ，则 M 所受斜面的摩擦力大小会一直 增大，若 mNg＜mMgsin θ，则 M 所受斜面的摩擦力大小 可能先减小后增大，选项 D 正确，C 错误．
高三物理二轮复习课件：专题一 力与物体的平衡 (共28张PPT)
例1、（单选）高空滑索是一项勇敢者的运动， 一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在倾角θ=30° 的钢索上运动，在下滑过程中轻绳始终保持竖直， 不计空气阻力，正确的是（ ） A．人做匀变速运动 B．人做匀速运动 C．钢索对轻环无摩擦力 D．钢索对轻环的作用力 小于人的重力
例2、（单选）如图所示，一个半球形的碗放在 桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面 及碗口光滑。一根细线跨在碗口上，线的两端分 别系有质量为m1和m2的小球。当它们处于平衡 状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线 的夹角为α=90°，质量为m2的小球位于水平地 面上，设此时质量为m2的小球对地面压力大小 为N，细线的拉力大小为T，则（ ）
5．（多选）如图所示，A、B两物体静止在粗糙 水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧的长度 大于原长。若再用一个从零开始缓慢增大的水平 力F向右拉物体B，直到A即将移动，此过程中， 地面对B的摩擦力f1和对A的摩擦力f2的变化情况 （ ） A．f1先变小后变大再不变 B．f1先不变后变大再变小 C．f2先变大后不变 D．f2先不变后变大
例3、（单选）如图所示，墙上有两个钉子a和b， 它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高 度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重 物。在绳子距a端l/2得c点有一固定绳圈。若绳圈 上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水 平，则重物和钩码的质量比m1 / m2为（ ）
• 3、如图所示，三个物块重均为100 N，小 球P重20 N，作用在物块2的水平拉力F＝ 20 N，整个系统平衡(相互连接的细绳重不 计)，则( ) A．1和2之间的摩擦力是20 N B．2和3之间的摩擦力是20 N C．物块3受4个力作用 D．物块3与桌面间 摩擦力为20 N
高考物理二轮专题复习专题一力与物体的平衡课件
解析:B 处于静止状态,开始时所受摩擦力的方向可能沿斜面向下,当A 的 质量增加,则拉力增加,C对B 的摩擦力增大,故A 错误.对B,C整体分析,沿 水平方向有Tcos θ=f,增大A 的质量,拉力T 增大,则地面对C 的摩擦力一 定增大,故B 正确.因为系统处于静止,增大B 的质量,不改变拉着A 的细线 的拉力,则α角不变,根据平行四边形定则知,悬挂定滑轮的细线拉力不可 能等于A 的重力,故C 错误.因为细线对A,B 的拉力大小相等,可知悬挂定 滑轮的细线的拉力方向沿连接A,B 的细线间夹角的平分线,C向左移动一 点,则线线间的夹角减小,所以α角减小,故D 错误.
OM 由竖直被拉到水平的过程中( )
A.MN 上的张力逐渐增大AD
B.MN 上的张力先增大后减小
C.OM 上的张力逐渐增大
D.OM 上的张力先增大后减小
解析:由题意可知,重物在运动过程中受重力,MN 绳拉力T MN ,OM 绳拉力 T OM ,TMN 与T OM 夹角保持不变.在某一时刻所受三个力示意图如图(甲)所示 ,将此三个力平移为矢量三角形如图(乙)所示.
2 .(2017 · 全国Ⅱ卷,16)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做 匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60° 角,物块也恰好 做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数C为( )
解 析 :物 块 在 水 平 力 F 作 用 下 做 匀 速 直 线 运 动 ,其 受 力 如 图 (甲 )所 示 由平衡条件:F=f,FN =mg 而f=μFN =μmg, 即F=μmg 当F的方向与水平面成60° 角时,其受力如图(乙)所示 由平衡条件:Fcos 60°=f 1 f1 =μFN1 =μ(mg-Fsin 60°) 联立解得μ= 选, 项C 正确.
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解析 小球受重力、细线的拉力和支持力，由于受力平衡，三个力可以 构成矢量三角形，如图所示。根据平衡条件，该矢量三角形与几何三角形 POC相似，故有PGO＝TL＝NR，由比例关系可知，当P点下移时，PO减小，L、R 不变，故T增大，N增大，A项正确。
圆柱转动的线速度大小为vx＝ωr＝0.6 m/s，木板的速度v＝0.8 m/s，则木板所 受每根圆柱的滑动摩擦力与F的夹角为(180°－37°)，木板在垂直轴线方向受到
两轴的滑动摩擦力大小相等方向相反，即垂直轴线方向上受到的总滑动摩擦
力为零，而木板受到的滑动摩擦力f＝μmg＝4 N，在平行于轴线方向上，木板
30°，故μ＝tan30°＝ 33，θ＝30°，只有A正确。
答案 A
第18页
10.(2019·华中师大附中期中考试)竖直墙壁上固定有一个光滑的半圆 形支架，AB为其直径，支架上套着一个小球，细线的一端悬于P点，另一 端与小球相连。已知半圆形支架的半径为R，细线长度为L，且R<L<2R。 现将细线的上端点P从图示实线位置沿墙壁缓慢下移至A点(虚线位置)，在 此过程中细线对小球的拉力T及支架对小球的支持力N的大小变化情况为 ()
做匀速直线运动，由平衡条件得F＝fcos37°＝
16 5
N，故C项错误；木板移动距
离x＝1.5 m，拉力做功W＝Fx＝4.8 J，故 D项正确。
答案 D
第24页
二、非选择题 13．如图所示，倾角为θ＝37°的两根平行长直金属导轨的间距为d， 其底端接有阻值为R的电阻，整个装置处在垂直两导轨所在斜面向上，磁 感应强度大小为B的匀强磁场中。质量均为m(质量分布均匀)、电阻均为R 的导体杆ab、cd垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。两导体杆与 导轨间的动摩擦因数均为μ＝0.5，现杆ab在恒力F作用下沿导轨向上做匀 速运动，杆cd能保持静止状态。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，最 大静摩擦力等于滑动摩擦力。求杆ab的速度大小。
A．μ＝ 33，θ＝30° B．μ＝ 33，θ＝60° C．μ＝ 3，θ＝30° D．μ＝ 3，θ＝60°
第17页
解析 对桌子受力分析，如图所示。根据平衡条件可知，水平方向有f＝
Fcosθ，竖直方向有N＋Fsinθ－mg＝0，其中f＝μN，故F＝
μmg cosθ＋μsinθ
，令μ
＝tanα，则F＝comsgαsi－nαθ；当θ＝α时，F有最小值，Fmin＝mgsinα＝35 N，α＝
第4页
解析 若 A、B 一起做匀速直线运动，对 A 受力分析可知水平方向受力为 零，即 A 与 B 间不存在摩擦力；对 A、B 整体，水平方向受到力 F 作用，则 B 一定受到地面的摩擦力作用，A、B 两项错误；若 A、B 一起做匀加速直线运 动，对 A 受力分析可知 fA＝mAa，则 A 与 B 间一定存在摩擦力，C 项正确；地 面对 B 的摩擦力为 0 或水平向右，D 项错误。
答案 C
第5页
3．(2019·全国卷Ⅱ)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上
匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为
3 3
，
重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质
量最大为( )
A．150 kg
B．100 3 kg
C．200 kg
D．200 3 kg
A．k(d－l) C．k(d－2l)
B．kd2－l D．2k(d－l)
第9页
解析 以某一结点为研究对象，则结点在三个互成120°角的力作用下平 衡，则有F＝kd2－l，B项正确。
答案 B
第10页
6．(2019·安徽省示范高中联盟)如图所示，圆心为O，水平直径为AB 的圆环位于竖直面内，一轻绳两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑 轮连接一重物，放置在轻绳上，MN连线过圆心O且与AB间的夹角为θ， 不计滑轮与轻绳之间的摩擦。圆环顺时针缓慢转过角度2θ的过程中，轻绳 的张力( )
第26页
B·I22d＝μmgcos37°＋mgsin37°， 解得vmax＝3Bm2gdR2 ， 故导体杆ab的速度பைடு நூலகம்满足条件：35mB2gdR2≤v≤3Bm2gdR2 。 答案 35mB2gdR2≤v≤3Bm2gdR2
第27页
A．匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外 B．小球可能带正电荷
C．电场强度大小为
2mg q
D．磁感应强度的大小为
3mg qv
第13页
解析 带电小球做匀速直线运动，受力平衡，受力分析如图。由左手定则 可判断匀强磁场的方向垂直纸面向里，A 项错误；小球带负电荷，B 项错误； 电场力与重力大小相等，夹角 60°，电场强度 E＝mqg，C 项错误；由平衡条件 得 qvB＝ 3mg，则 B＝ 3qmv g，D 项正确。
A．轻绳对物体 a 的拉力大小为 10 3 N B．物体 c 受到向右的静摩擦力 C．桌面对物体 a 的静摩擦力方向水平向左 D．物体 b 受到一个摩擦力，方向水平向左
第15页
解析 对小球由平衡条件得 2Tsin60°＝mg，代入数据解得轻绳的拉力T ＝10 3 N，A项正确；因为轻绳的拉力T＝10 3 N>F＝10 N，因此对a、b、c 三个物体组成的整体分析可知，桌面对物体a的静摩擦力方向水平向右，C项 错误；物体c处于平衡状态，既不受拉力也不受摩擦力，B项错误；c对b没有 摩擦力，而b处于平衡状态，由于水平拉力F＝10 N作用在b上，因此由平衡条 件知，b受到方向水平向左、大小为10 N的静摩擦力，D项正确。
A．逐渐增大 C．逐渐减小
B．先增大再减小 D．先减小再增大
第11页
解析 M、N之间的水平距离越小，M、N连线与水平直径的夹角越大， 轻绳与竖直方向的夹角越小，轻绳的张力越小。圆环缓慢转过2θ的过程，M、 N之间的水平距离先增大再减小，故轻绳的张力先增大再减小，B项正确。
答案 B
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7．(2019·茂名综合测试)如图所示，匀强电场的电场强度方向与水平方 向夹角为 30°且斜向右上方，匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)。一 质量为 m、电荷量为 q 的带电小球(可视为质点)以与水平方向成 30°角斜向 左上方的速度 v 做匀速直线运动，重力加速度为g。则( )
A．mg C．1110mg
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B． 3mg D．2 3mg
解析 设细线上的拉力为F，当细线与斜面间的夹角α＝37°时，根据力的 平衡有Fcosα＝mgsinθ＋μ(mgcosθ－Fsinα)，求得F＝1110mg，C项正确。
答案 C
第8页
5.(2019·攀枝花统考)如图所示，六根原长均为l的相同轻质细弹簧两两 相连，在同一平面内的六个大小相等，互成60°角的恒定拉力作用下，形 成一个稳定的正六边形，弹簧在弹性限度内。已知正六边形的外接圆的直 径为d，每根弹簧的劲度系数均为k，则每个拉力的大小为( )
答案 D
第14页
8．(多选)如图所示，水平桌面上有三个相同的物体 a、b、c 叠放在一 起，a 的左端通过一根轻绳与质量 m＝3kg 的小球相连，半球形器皿中的轻 绳与水平方向的夹角为 60°，小球静止在光滑的半球形器皿中，水平向右 的拉力 F＝10 N 作用在 b 上，三个物体保持静止状态。g 取 10 m/s2，下列 说法正确的是( )
第23页
A．若ω取不同的值，则木板所受的摩擦力大小不同
B．若ω＝0，则水平拉力F＝10 N
C．若ω＝60 rad/s，则水平拉力F＝3 N
D．若ω＝60 rad/s，木板移动距离x＝1.5 m，则拉力所做的功为4.8 J
解析 无论ω取何值，木板所受的摩擦力大小均相同，恒为f＝μmg＝4
N，故A项错误；当ω＝0，水平拉力F＝f＝4 N，故B项错误；当ω＝60 rad/s，
A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
第21页
解析 对N进行受力分析如图所示，因为N的重力与水平拉力F的合力和 细绳的拉力T是一对平衡力，从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增大，细绳 的拉力也一直增大，A项错误，B项正确；M的质量与N的质量的大小关系不 确定，设斜面倾角为θ，若mNg≥mMgsinθ，则M所受斜面的摩擦力大小会一直 增大，若mNg<mMgsinθ，则M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大，D项 正确，C项错误。
答案 A
第20页
11．(2019·全国卷Ⅰ)(多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶 端装有一光滑定滑轮，一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜 面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动 N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过 程中( )
解析 设物块的质量最大为m，将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向 分解，由平衡条件，在沿斜面方向有F＝mgsin30°＋μmgcos30°，解得m＝150 kg，A项正确。
答案 A
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4．(2019·湖北质量检测)如图所示，倾角为θ＝37°的斜面体放在水平 面上，斜面上的一个小球用绕过斜面上方定滑轮的细线拉着并处于静止状 态。现拉动细线使小球沿斜面向上缓慢移动，斜面体始终静止。球与斜面 间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g。当细线与斜面间的夹角α＝37° 时，细线上的拉力大小为( )
答案 AD
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9．(2019·安徽省皖东名校联盟第二次联考)某办公室要调换座位，工 作人员用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动。已知桌子的总质量 为7 kg，若拉力的最小值为35 N，设此时拉力与水平方向间的夹角为θ， 桌子与地面的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，重力加速度大小为g＝10 m/s2，则( )