物理高考二轮复习专题12:受力分析 物体的平衡
高考物理二轮复习课件1.1受力分析与物体平衡
• 二、力的计算 • 1.运算法则:平行四边形定则(或三角形定则)
.如图所示,F1、F2为分力,F为合力,且|F1- F2|≤F≤|F1+F2|.
• 2.常用方法:合成法、分解法、正交分解法.
• 警示 使用分解法的关键是明确力的作用 效果,确定分力的方向,然后画出平行四 边形.
• 5.洛伦兹力 • (1)大小:F洛=qvB(v是垂直磁场的有效速
度) • (2)方向:由左手定则判断. • 6.安培力 • (1)大小:F安=BIL(L为垂直磁场的有效长
度) • (2)方向:由左手定则判断.
• 友情提示 (1)安培力是洛伦兹力的宏观表 现.
• (2)F洛⊥B,F洛⊥v,即F洛永远垂直于B与 v所决定的平面,但B、v未必垂直.
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 的 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mm12为(
)
A. 5
B.2
C.
5 2
D. 2
[解析] 对绳圈进行受力分析,bc 段绳子的拉力大
• C.斜面体A对物体P的作用力一定竖直向 上
• D.地面对斜面体A的作用力一定竖直向 上
• [解析] 研究整体,整体受重力和水平 面对整体竖直向上的支持力,由平衡条件 可知,水平面对斜面体无摩擦力的作用, 故选项D对,B错;物块P一定受重力和斜 面体对它的支持力,弹簧可能拉伸、压缩 或处于原长,斜面体对物体P摩擦力的有 无及方向与弹簧的形变有关系,选项A、 C均错.
高三二轮复习受力分析与平衡问题
高三二轮复习-受力剖析与均衡问题● 知识点、能力点回首☆知识要求:1、力的均衡( 1)力的均衡:物体在共点力的作用下的均衡叫力的均衡。
= 0,或许 F x= 0,F y= 0。
( 2)力的均衡条件:在共点力作用下物体的均衡条件是协力为零,即 F合(3)均衡条件的应用:物体的均衡条件在实质中有宽泛的应用,特别在受力剖析时,联合物体的均衡条件,可确立未知力的大小和方向。
2、受力剖析的方法(1)隔绝法和整体法将研究对象与四周物体分开或将相对地点不变的物系统作为一个整体来剖析。
(2)假定法在判断某力能否存在时,可先对其作出存在或不存在的假定,而后再就该力存在与不存在对物体运动状态能否产生影响来判断该力能否存在。
(3)注意①研究对象的受力争,往常只画出依据性质命名的力,不要把按成效分解的力或合成的力画进去,受力争达成后再进行力的合成或分解。
②划分内力和外力。
对几个物体的整体进行受力剖析时,这几个物体间的作使劲为内力,不可以在受力争中出现;当把某一物体独自隔绝剖析时,本来的内力就变为了外力,要画在受力争上。
③在难以确立物体的某些受力状况时,可先依据(或确立)物体的运动状态进行剖析,再运用均衡条件或牛顿运动定律判断未知力。
3、用均衡条件解题的常用方法( 1)力的合成、分解法:关于三力均衡,一般依据“随意两个力的协力与第三力等大反向”的关系,借助三角函数、相像三角形等手段求解;或将某一个力分解到此外两个力的反方向上,获得这两个分力必与此外两个力等大、反向;关于多个力的均衡,利用先分解再合成的正交分解法。
(2)力汇交原理:假如一个物体受三个不平行外力的作用而均衡,这三个力的作用线必在同一平面上,并且必有共点力。
( 3)正交分解法:将各力分解到轴上和轴上,运用两坐标轴上的协力等于零的条件,多用于剖析三个以上共点力作用下的物体的均衡。
值得注意的是,对、方向选择时,尽可能使落在、轴上的力多;被分解的力尽可能是已知力。
(4)矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力作用均衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接恰巧构成三角形,则这三个力的协力必为零,利用三角形法求得未知力。
高考物理总复习(相互作用)之 受力分析 物体的平衡 课件
解析:设斜面倾角为 θ,小球质量为 m,假设轻弹簧 P 对小 球的拉力大小恰好等于 mg,则小球受二力平衡;假设轻弹簧 Q 对小球的拉力等于 mgsinθ,小球受到重力、弹簧 Q 的拉力和斜 面的支持力作用, 三力平衡; 如果两个弹簧对小球都施加了拉力, 那么除了重力,小球只有再受到斜面的支持力才能保证小球受力 平衡,即四力平衡;小球只受单个力的作用,合力不可能为零, 小球不可能处于静止状态.
高考物理总复习 相互作用 受力分析 物体的平衡
突破考点01
突破考点02
突破考点04
课时作业 高考真题
突破考点03
突破考点01
受力分析
自主练透
1.定义 把指定物体 ( 研究对象 ) 在特定的物理环境中受到的所有 ________都找出来, 并画出________, 这个过程就是受力分析. 2.受力分析的一般顺序 先分析________(重力、 电场力、 磁场力), 再分析________ (弹力、摩擦力),最后分析其他力.
答案:A
4.(多选)如图所示,两个相似的斜面体 A、B 在竖直向上 的力 F 的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上. 关于斜面体 A 和 B 的受力情况,下列说法正确的是( A.A 一定受到四个力 B.B 可能受到四个力 C.B 与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D.A 与 B 之间一定有摩擦力 )
解析:对 A、B 整体受力分析,如图甲所示,受到向下的重力和 向上的推力 F,由平衡条件可知 B 与墙壁之间不可能有弹力,因此 也不可能有摩擦力,故 C 错;对 B 受力分析如图乙所示,其受到重 力、 A 对 B 的弹力及摩擦力而处于平衡状态, 故 B 只能受到三个力, B 错;对 A 受力分析,如图丙所示, 受到重力、推力、B 对 A 的弹力和摩 擦力,共四个力,A、D 对.
2012高考物理二轮专题训练1 受力分析与物体的平衡
二轮复习专题训练-受力分析与物体的平衡姓名班级学号一、单项选择题1.如图2所示,倾斜天花板平面与竖直方向夹角为θ,推力F垂直天花板平面作用在木块上,使其处于静止状态,则()A.木块一定受三个力作用B.天花板对木块的弹力F N>FC.木块受的静摩擦力等于mg cos θD.木块受的静摩擦力等于mg/cos θ2.如图3所示,倾角为30°,重为80 N的斜面体静止在水平面上.一根轻杆一端垂直固定在斜面体上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状况时,下列说法正确的是() A.斜面有向左运动的趋势B.地面对斜面的支持力为80 NC.球对弹性轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下D.弹性轻杆对小球的作用力为2 N,方向垂直斜面向下3.如图6所示,将半径为R的半球体放在地面上,一质量为m的小朋友(可视为质点)坐在球面上,他与球心的连线与水平地面之间的夹角为θ、与半球体间的动摩擦因数为μ,小朋友和半球体均处于静止状态,则下列说法正确的是()A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左B.小朋友对半球体的压力大小为mg cos θC.小朋友所受摩擦力的大小为μmg sin θD.小朋友所受摩擦力的大小为mg cos θ4.一斜劈被两个小桩A和B固定在光滑的水平地面上,然后在斜面上放一物体C,如图7所示.下列判断正确的是()A.若A和B均未受到斜劈的挤压,则C一定处于静止状态B.若A和B均未受到斜劈的挤压,则C可能在沿斜面匀速下滑C.若只有A受到斜劈的挤压,则C一定在沿斜面加速下滑D.若只有B受到斜劈的挤压,则C一定在沿斜面减速下滑5.如图8所示,修建铁路、公路的路堤和路堑时,允许的边坡倾角最大值叫做“自然休止角”.如果边坡倾角超过自然休止角α会导致路基不稳定,下列关于自然休止角α与土壤颗粒之间的动摩擦因数μ的关系式正确的是()A.cot α=μ B.cot α>μC.tan α=μD.tan α>μ6.如图13所示,顶端装有定滑轮的粗糙斜面体放在水平地面上,A、B两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦).现用水平向右的力F作用于物体B上,将物体B缓慢拉高一定的距离,此过程中斜面体与物体A仍然保持静止.在此过程中下列说法正确的是()A.水平力F是恒力B.物体A所受斜面体的摩擦力一定变大C.斜面体对物体A的作用力不变D.斜面体所受地面的支持力一定不变7.如图15所示是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图.使用时,用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动,把涂料均匀地粉刷到墙上.撑竿的重力和墙壁的摩擦均不计,且撑竿足够长.粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓向上推涂料滚,设该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1,涂料滚对墙壁的压力为F2,则()A.F1增大,F2减小B.F1增大,F2增大C.F1减小,F2减小D.F1减小,F2增大二、双项选择题8.如图1所示,在斜面上,木块A与B的接触面是水平的.绳子呈水平状态,木块A、B均保持静止.则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为() A.2个和4个B.3个和4个C.4个和4个D.4个和5个9.如图4所示,将光滑的小球放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间.若缓慢转动挡板至与斜面垂直,则在此过程中()A.球对斜面的压力逐渐减小B.球对挡板的压力逐渐减小C.球对斜面的压力逐渐增大D.球对挡板的压力逐渐增大10.如图5所示,质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M 的粗糙斜面匀速下滑,此过程中斜面体保持静止,则地面对斜面()A.无摩擦力B.有水平向左的摩擦力C.支持力为(M+m)g D.支持力小于(M+m)g11.右图中有两个物体A、B,G A=3 N,G B=4 N,A用悬线挂在天花板上,B放在水平地面上,A、B间的弹簧的弹力为2 N,则悬线的拉力F T,B对地面的压力F N的可能值分别是()A.F T=7 N,F N=0B.F T=5 N,F N=2 NC.F T=1 N,F N=6 ND.F T=2 N,F N=5 N12.如图10所示,绳子质量、滑轮摩擦不计,物体M静止在倾角为θ的斜面上,若倾角θ增大,物体M仍然静止.下列判断正确的是()A.绳子的拉力增大B.物体M对斜面的正压力增大C.物体M受到的静摩擦力可能增大D.物体M受到的静摩擦力可能减小13.如图12所示,将截面为三角形、底面粗糙、斜面光滑的物块P放在粗糙的水平地面上,其右端点与竖直挡板MN靠在一起,在P和MN之间放置一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态.若用外力使竖直挡板MN以N点为轴缓慢地顺时针转动至挡板MN水平之前,物块P始终静止不动,此过程中,下列说法正确的是() A.MN对Q的弹力先减小后增大B.P对Q的弹力逐渐增大C.地面对P的摩擦力逐渐减小D.Q所受的合力逐渐增大14.两物体A、B,如图16连接且处于静止状态,已知M A=2M B,A物体和地面的动摩擦因数为μ.现在给B上加一个水平力F,使物体B缓慢移动,物体A始终静止,则此过程中有() A.物体A对地面的压力逐渐变小B.物体A受到的摩擦力不变C.绳的拉力逐渐变大D.地面对A的作用力不变15.如图11所示,质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m 的小球B 置于斜面上,整个系统处于静止状态,已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ=30°.不计小球与斜面间的摩擦,则( )A .轻绳对小球的作用力大小为33mg B .斜面对小球的作用力大小为2mgC .斜面体对水平面的压力大小为(M +m )gD .斜面体与水平面间的摩擦力大小为36mg 三、课后作业1.一个物体受三个共点力的作用,这三个力大小相等,互成120°.则下列说法正确的是( )A .物体一定做匀速直线运动B .物体所受合力可能不为零C .物体所受合力一定为零D .物体可能做匀变速曲线运动2.王飞同学练习拉单杠时,两臂平行握住单杠,在他两臂逐渐分开的过程中,手臂的拉力( )A .逐渐变大B .逐渐变小C .先变小,后变大D .先变大,后变小3.如图,一质量为M 的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力F 始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g .现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为( )A .)(2g F M -B ..g F 2C . g F M -2D .04.如图1-3,由物体A 和B 组成的系统处于静止状态.A 、B 的质量分别为m A 和m B ,且m A >m B ,滑轮的质量和一切摩擦不计.使绳的悬点由P 点向右移动一小段距离到Q 点,系统再次达到静止状态.则悬点移动前后图中绳与水平方向的夹角θ将( )A .变大B .变小C .不变D .可能变大,也可能变小5.两滑杆上分别套A 、B 两圆环,两环上分别用细线悬吊着两物体C 、D ,如图所示,当它们都沿滑杆向下滑动时,A 的悬线始终与杆垂直,B 的悬线始终竖直向下.则( )A .A 环做的是匀速运动B .B 环做的是匀速运动C .A 环与杆之间一定有摩擦力D .B 环与杆之间一定无摩擦力6.如图所示,固定在水平地面上的斜面体顶端安装一定滑轮,两物块P 、Q 用轻绳连接并跨过定滑轮,P 悬于空中,Q 放在斜面上,均处于静止状态.不计滑轮的质量和绳子与滑轮间的摩擦,当用水平向右的恒力推Q 时,P 、Q 仍静止不动,则( )A .Q 受到的摩擦力一定变小B .Q 受到的摩擦力一定变大C .轻绳上的拉力一定变小D .轻绳上的拉力一定不变7.如图所示,一根轻弹簧上端固定在O 点,下端拴一个钢球P ,球处于静止状态.现对球施加一个方向向右的外力F,使球缓慢偏移,在移动中弹簧与竖直方向的夹角θ<90°,且弹簧的伸长量不超过弹性限度,并始终保持外力F的方向水平,则图1-9给出的弹簧伸长量x与cosθ的函数关系图象中,最接近的是()8.(双项)如图所示,人重600N,木板重400N,人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2,现在人用水平力拉绳,使他与木块一起向右匀速运动,则()A.人拉绳的力是200NB.人拉绳的力是100NC.人的脚给木块摩擦力向右D.人的脚给木块摩擦力向左9. 现用两根绳子AO和BO悬挂一质量为10N的小球,AO绳的A点固定在竖直放置的圆环的环37,BO绳的B点可在环上滑动,已知每根上,O点为圆环的圆心,AO绳与竖直方向的夹角为绳子所能承受的最大拉力均为12N,则在B点沿环顺时针缓慢滑到N的过程中()A. 两根绳均不断B. 两根绳同时断C. AO绳先断D. BO绳先断9. 所图所示,光滑斜面上安装一光滑挡板AO,挡板可绕O处铰链无摩擦转动,在挡板与斜面间放一匀质球,现使挡板从图示位置缓慢转至竖直位置,则此过N的变化情况可能是()。
高中物理高考二轮专题辅导知识点分析受力物体的平衡
德钝市安静阳光实验学校2010高考二轮物理专题辅导---受力物体的平衡2010理综物理考试大纲:要点精析一、力:(1)力的本质为:力是物体对物体的作用.有受力者必有施力者,脱离物体的力是不存在的(这一点在受力分析时要特别注意);(2)力的作用效果:使物体产生形变和改变物体运动状态(即产生加速度);(3)力作用的相互性:作用力和反作用力同时存在;(4)力的三要素:大小、方向、作用点(表示一个力时必须具备这三点);(5)力的分类:根据性质命名的力有重力、弹力、摩擦力等,根据效果命名的有压力、支持力、拉力、下滑力等。
重力:(l)重力的产生:是由于地球的吸引而产生的力。
(2)重力的大小:G=mg.注意:重力不一定等于万有引力,因为地球的引力除产生重力外,还产生使物体随地球自转的向心力,但计算时一般可取mg=GMm/r2。
重力的大小与物体的运动情况无关,在超重、失重、完全失重的情况下,重力仍是那么大。
(3)重力的方向:竖直向下。
(4)重心:重力的作用点。
物体的重心不一定在此物体上,如救生圈等环状物体。
弹力:(1)弹力的产生:由于物体发生形变而又有恢复原形的趋势而发生,它作用于使此物体发生形变的另一物体上。
(2)弹力有无的判断方法:对于形变明显的情况(如弹簧)可由形变直接判断,形变不明显的通常用下面三种方法:方法1:“假设法”分析物体间的弹力:欲分析一物体的某一接触处是否有弹力作用,可先假设没有所接触的物体,看看被研究的物体有怎样的运动趋势:①若被研究的物体倒向原接触物的一边,则两者之间有挤压的弹力,它们之间的弹力方向必与接触面(或接触点的切面)垂直,且指向受力物体的内部;②若被研究的物体倒向远离接触物的一边,则两者之间只可能产生拉伸的弹力,倘若仅是物体与细绳连接,它们之间的弹力方向必定沿绳指向各自的外部;③若被研究的物体仍不动,则两者之间无弹力。
方法2:“替换法”分析物体与杆间的弹力:用细绳替换装置中的杆,看能不能维持原来的力学状态,如果能维持,则说明这个杆提供的是拉力;否则,提供的是支持力。
【高中物理】2019年高考物理二轮复习专题强化二受力分析物体的平衡.doc
专题强化二受力分析物体的平衡·天津市河东区二模]如图所示,壁虎在竖直墙面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是( )如图所示,两根轻弹簧下端连接在小球上.当小球静止,弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为°=0.8,则a、b重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时,有如受五个力,图乙中C受三个力可能有摩擦力一定有向上的摩擦力如图所示,一定质量的小物体作用下,当细线与竖直方向夹角为C.当施加垂直于细线方向的拉力时,细线受到沿线方向的拉力大小等于2FD.当施加垂直于细线方向的拉力时,细线与竖直方向的夹角大于60°6.[2018·石嘴山一模]如图所示,在水平地面上放置一倾角为θ的斜面体,斜面体的顶端有一光滑的定滑轮,一根跨过定滑轮的细绳将质量为M的盒子A与质量为m的物体B相连,现向A中缓慢加入沙子,整个系统始终保持静止.在加入沙子的过程中,下列说法正确的是( )A.绳子的拉力逐渐增大 B.A所受的摩擦力逐渐增大C.A对斜面的压力逐渐增大 D.地面对斜面体的摩擦力逐渐增加7.[2018·永州三模]科技的发展正在不断地改变着我们的生活,图甲是一款放在水平桌面上的手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上.图乙是手机静止吸附在该手机支架上的侧视图,若手机的重力为G,下列说法正确的是( )A.手机受到的支持力大小为G cosθB.手机受到的摩擦力大小大于G sinθC.纳米材料对手机的作用力方向竖直向上D.纳米材料对手机的作用力大小为G sinθ8.[2018·银川一中一模]如图甲所示,水平地面上固定一倾角为30°的表面粗糙的斜劈,一质量为m的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑.现对小物块施加一水平向右的恒力F,使它沿该斜劈表面匀速上滑,如图乙所示,则F大小应为( )如图所示,两块固定且相互垂直的光滑挡板固定在轻弹簧的两端,现有一个水平向左的推力,作用于推动小球b,使之缓缓到达(2)①根据上述的实验过程,对实验数据进行分析可知,下列说法正确的是________(选填选项前的字母).A.弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比B.弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比C.该弹簧的劲度系数约为25 N/mD.该弹簧的劲度系数约为2500 N/m②在匀变速直线运动的速度v随时间t变化关系图象中,图线与坐标轴围成的面积的物理意义表示位移.请类比思考,(1)问的F-x图象中图线与坐标轴围成的面积的物理意义.12.(6分)[2018·陕西一模]一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品,在家中做验证力的平行四边形定则的实验.(1)如图甲,在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶,记下水壶静止时电子秤的示数F;(2)如图乙,将三根细线L1、L2、L3的一端打结,另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上.水平拉开细线L1,在白纸上记下结点O的位置、________和电子秤的示数F1;(3)如图丙,将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上,并将L1拴在其上.手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L,使三根细线的方向与(2)中________重合,记录电子秤的示数F2;(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示,根据平行四边形定则作出F、F2的合力F′的图示,若________,则力的平行四边形定则得到验证.1三、计算题:本题共3小题,共38分.13.(12分)[2018·重庆市铜梁区模拟]如图所示,两个轻质弹簧的劲度系数分别为k=1 N/cm、k2=2 N/cm,它们一端固定在质量为m=1 kg的物体A上,另一端分别固定1于水平地面上的Q点和一固定轻质薄板的P点(两弹簧均呈竖直状态),当物体A平衡时,下方弹簧恰好处于原长,若只把A换成质量为3 m的物体B(弹簧均在弹性限度内),当物体B平衡时,求:下方弹簧所受弹力大小(重力加速度为g=10 m/s2).°,其中F a=k1x1,F1x2=选项正确.分析运动员的受力情况,无论夹角θ为多少,运动员处于平衡状态,根据平衡tan30°,F=T2F,A选项正确,3,解得sinθ=mg cos30°+F sin30°,其中研究左段电线,如图所示:增大,则电线最高处的张力根据几何关系可知,电线最低点的张力F1变大,B定,受力平衡,夏季、冬季杆对地面的压力恒定不变,拉力的合力与线杆的重力之和等于杆对地面的压力,恒定不变,的受力情况,如图所示:①分析图象结合表格数据可知,弹簧弹力大小与弹簧伸长量成正比,选项正确;根据胡克定律可知,图象中斜率代表弹簧的劲度系数,劲度系数为②力与位移的乘积为功,利用微元法,在很短时间里弹力是恒定不变的,则象中图线与坐标轴围成的面积的物理意义是弹力做的功.根据共点力的平衡条件可知,10 N.(2)研究物体A的受力情况,如图所示:沿斜面方向上,m A g sinα+T2=F f+T1. 解得,F f=0.。
高考复习——《力 物体的平衡》典型例题复习
一、力物体的平衡1、力:力是物体对物体的作用。
⑴力是一种作用,可以通过直接接触实现(如弹力、摩擦力),也可以通过场来实现(重力、电场力、磁场力)⑵力的性质:物质性(力不能脱离物体而独立存在);相互性(成对出现,遵循牛顿第三定律);矢量性(有大小和方向,遵从矢量运算法则);效果性(形变、改变物体运动状态,即产生加速度)⑶力的要素:力的大小、方向和作用点称为力的三要素,它们共同影响力的作用效果。
力的描述:描述一个力,应描述力的三要素,除直接说明外,可以用力的图示和力的示意图的方法。
⑷力的分类:按作用方式,可分为场力(重力、电场力)、接触力(弹力、摩擦力);接效果分,有动力、阻力、牵引力、向心力、恢复力等;接性质分,有重力、弹力、摩擦力、分子力等;按研究系统分,内力、外力。
2、重力:由于地球吸引,而使物体受到的力。
(1)重力的产生:由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
(2)重力的大小:G=mg ,可以用弹簧秤测量,重力的大小与物体的速度、加速度无关。
(3)重力的方向:竖直向下。
(4)重心:重力的作用点。
重心的测定方法:悬挂法。
重心的位置与物体形状的关系:质量分布均匀的物体,重心位置只与物体形状有关,其几何中心就是重心;质量分布不均匀的物体,其重心的位置除了跟形状有关外,还跟物体的质量分布有关。
3、弹力(1)弹力的产生:发生弹性形变的物体,由于要恢复原来的形状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
(2)产生的条件:两物体要相互接触;发生弹性形变。
(3)弹力的方向:①压力、支持力的方向总是垂直于接触面。
②绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
③杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。
如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态,则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。
例题:如图所示,光滑但质量分布不均的小球的球心在O ,重心在P ,静止在竖直墙和桌边之间。
试画出小球所受弹力。
解析:由于弹力的方向总是垂直于接触面,在A 点,弹力F 1应该垂直于球面所以沿半径方向指向球心O ;在B 点弹力F 2垂直于墙面,因此也沿半径指向球心O 。
高考物理二轮复习力学中的物体平衡PPT课件
答案:AD
12
【点评】
(1)本题通过力平衡条件的应用,考查是否 具备从受力的角度分析题中装置特点的能力及 推理能力.
(2)不能从“轻绳不能提供推力”推知“弹 簧N不能处于压缩状态”;认为弹簧M的上端压 着物体a,因而弹簧M一定处于压缩状态,没有 想到由于物体a还可能受到大小等于其重力的绳 子的拉力作用,弹簧M可能处于不伸不缩状态, 这是本题易出错的原因.
线上其他力的合力(本题为绳的拉力F和mgsinq 、 F1cosq的合力),因此应根据物体所处的状态通
过分析其他力的合力来确定静摩擦力的存在与 否,大小及方向.
10
2.与弹簧弹力有关的平衡问题
【例3】图中a、b、c为三个物体,M、N为两个轻质
弹簧,R为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们的连接如图 所示,并处于平衡状态.以下叙述正确是( ) A.有可能N处于不拉伸状态而M处于压缩状态. B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态. C.有可能N处于不伸不缩
13
【点评】
(3)特别应引起注意的是: 弹簧既可被拉伸,提供拉力,又可以被压缩,提供推力 或支持力,还可能不伸不缩.遇到弹簧问题要根据题设条件 先判断出形变情况.从而确定弹力的方向.若形变情况不可 预知,应全面分析可能的形变情况. (4)弹簧与绳的弹力不同的特点有: 轻绳只能提供拉力或力为零(松弛或直而不绷状态),不 能提供推力,发生的形变在瞬间内可以变化,因而张力可以 突变;轻弹簧既可以提供拉力或力为零(原长状态),也可提 供推力;发生的形变在瞬间内不变化,因而弹力不突变.
A.Q受到的摩擦力一定变小 B.Q受到的摩擦力一定变大 C.轻绳上拉力一定变小 D.轻绳上拉力一定不变
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高考物理二轮复习力与物体的平衡(含答案解析)
力与物体的平衡热点一物体的受力分析命题规律:该热点为每年高考的重点,分析近几年高考,考查方向主要有以下几点:(1)考查对力的有无和方向的判断.(2)受力分析结合平衡知识进行考查.(3)整体法、隔离法和牛顿运动定律的应用.1.(2014·高考广东卷)如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是( )A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向[解析] 支持力的方向垂直于支持面,因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上,N处支持力过N垂直于切面,A项正确、B项错;静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反,因此M处的静摩擦力沿水平方向,N处的静摩擦力沿MN方向,C、D项都错误.[答案] A2.(多选)(原创题)如图所示,一物块与弹簧连接叠放在粗糙斜面体上,两者始终相对静止.关于下列不同情况下对物块受力的判断正确的是( )A.若斜面体保持静止,则物块一定受到3个力B.若斜面体向右匀速运动,则物块一定受到4个力C.若斜面体向右加速运动,则物块可能受到4个力D.若斜面体向左加速运动,则物块可能受到2个力[解析] 斜面体静止,若弹簧处于自由状态,或弹簧对物块的拉力恰好等于重力的下滑分力,则物块受到3个力,若弹簧处于压缩状态,则物块受到4个力,故A、B错;斜面体向右加速,弹簧弹力和静摩擦力至少有一个存在,故C正确;斜面体向左加速,弹簧弹力和静摩擦力可能都为0,加速度由重力和支持力的合力产生,故D正确.[答案] CD3.如图所示,截面为三角形的木块a上放置一铁块b,三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的墙面上,现用竖直向上的作用力F,推动木块与铁块一起向上匀速运动,运动过程中铁块与木块始终保持相对静止,则下列说法正确的是( )A.木块a与铁块b间一定存在摩擦力B.木块与竖直墙面间一定存在水平弹力C.木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D.竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和[解析] 铁块b做匀速运动,故铁块b受重力、斜面对它的支持力和沿斜面向上的静摩擦力,选项A正确;将a、b看做一个整体,竖直方向:F=G a+G b,选项D错误;整体水平方向不受力,故木块与竖直墙面间不存在水平弹力,没有弹力也就没有摩擦力,选项B、C均错.[答案] A[方法技巧] 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,要注意各个物体的状态应该相同.当直接分析一个物体的受力不方便时,可转换研究对象,先分析另一个物体的受力,再根据牛顿第三定律分析该物体的受力,此法叫“转换研究对象法”.) 热点二 静态平衡问题命题规律:静态平衡问题在近几年高考中多以选择题的形式出现,考查方向主要有: (1)受力分析及力的合成和分解. (2)平衡条件的应用.(3)整体法与隔离法的应用.1.(2013·高考重庆卷)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G ,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( )A .GB .G sin θC .G cos θD .G tan θ [解析] 因人静躺在椅子上,由“二力平衡”可知椅子各部分对人的作用力的合力跟人的重力平衡,大小为G ,方向竖直向上. [答案] A2.(2013·高考山东卷)如图所示,用完全相同的轻弹簧A 、B 、C 将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A 与竖直方向的夹角为30°,弹簧C 水平,则弹簧A 、C 的伸长量之比为( )A.3∶4 B .4∶ 3 C .1∶2 D .2∶1[解析] 将两小球及弹簧B 视为整体进行受力分析有F C =F A sin 30° F C =kx C F A =kx A F A F C =1sin 30°=21 x A x C =21故D 正确,A 、B 、C 错误. [答案] D3.(多选)(2014·高考浙江卷)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 2d2B .当q d = mg sin θk 时,细线上的拉力为0C .当q d = mg tan θk 时,细线上的拉力为0D .当q d = mg k tan θ时,斜面对小球A 的支持力为0[解析] 根据库仑定律得A 、B 间的库仑力F 库=k q 2d2,则A 正确.当细线上的拉力为0时满足k q 2d 2=mg tan θ,得到q d = mg tan θk,则B 错C 正确.斜面对小球A 的支持力始终不为零,则D 错误. [答案] AC [总结提升] 在处理连接体问题中,分析外界对系统的作用力时用整体法,分析系统内物体间的作用力时用隔离法.在三个力作用下物体的平衡问题中,常用合成法分析.在多个力作用下物体的平衡问题中,常用正交分解法分析.)热点三 动态平衡问题命题规律:该热点是高考的重点内容,分析近几年的高考题,命题方向有以下几点: (1)考查解析法、图解法的灵活运用.(2)带电体在电场中的受力分析往往也会涉及动态平衡问题,尤其是涉及库仑定律的考查.1.(2014·高考山东卷)如图,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,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F 1表示木板所受合力的大小,F 2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( ) A .F 1不变,F 2变大 B .F 1不变,F 2变小 C .F 1变大,F 2变大 D .F 1变小,F 2变小[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F 1=0,故F 1不变,F 2=mg2cos θ,剪短轻绳后,θ增大,cos θ减小,F 2增大,故A 正确. [答案] A2.(2014·长沙模拟)如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m 的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移,在移动过程中手对线的拉力F 和环对小球的弹力F N 的大小变化情况是( ) A .F 减小,F N 不变 B .F 不变,F N 减小 C .F 不变,F N 增大 D .F 增大,F N 减小[解析] 对小球受力分析,其所受的三个力组成一个闭合三角形,如图所示,力三角形与圆内的三角形相似,由几何关系可知mg R =F N R =F L,小球缓慢上移时mg 不变,R 不变,L 减小,F 减小,F N 不变,A 正确. [答案] A3.(多选)(2014·平顶山模拟)如图所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a 、b 靠在一起,表面光滑,重力为G ,其中b 的下半部刚好固定在水平面MN 的下方,上边露出另一半,a 静止在平面上.现过a 的轴心施以水平作用力F ,可缓慢地将a 拉离平面一直滑到b 的顶端,对该过程分析,则应有( ) A .拉力F 先增大后减小,最大值是GB .开始时拉力F 最大为3G ,以后逐渐减小为0C .a 、b 间的压力开始最大为2G ,以后逐渐减小到GD .a 、b 间的压力由0逐渐增大,最大为G[解析] 分析圆柱体a 受力如图所示,由图可知,开始时θ=30°,F N =2G ,F =3G ,缓慢地将a 拉到b 的顶端的过程中,θ由30°增加到90°,如图所示,此过程中F 一直减小到零,F N 也一直减小,最小值为G ,故B 、C 正确. [答案] BC[方法技巧] 求解三力动态平衡的三个常用方法解析法:一般把力进行正交分解,两个方向上列平衡方程,写出所要分析的力与变化角度的关系,然后判断各力的变化趋势.图解法:如果其中一个力的大小、方向均不变,另一个力的方向不变,求解第三个力的变化时可用图解法.相似三角形法:如果其中的一个力大小、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求解.)电磁学中的平衡问题命题规律:高考对电磁学中的平衡问题的考查,题型既有选择题,也有计算题,内容主要在下列两个方面:(1)导体棒在安培力作用下的平衡问题.(2)带电体(带电粒子)在电场力、洛伦兹力作用下的平衡问题.A.物块c 的质量是2m sin θB .回路中电流方向俯视为顺时针C .b 棒放上后,a 棒受到的安培力为2mg sin θD .b 棒放上后,a 棒中电流大小是mg sin θBL[解析] 由右手定则可知回路中电流方向俯视为逆时针,B 错误.因为a 、b 、c 都处于平衡状态,分别列三个平衡方程F T =mg sin θ+F 安a 、F 安b =mg sin θ,F T =m c g ,而且a 、b 中电流大小相等,所以F 安a =F 安b =BIL ,联立解以上四个方程,可得F 安a =F 安b =mg sin θ,m c=2m sin θ,电流大小为mg sin θBL,所以A 、D 正确,C 错误.[答案] AD[总结提升] 此题为力电综合问题,考查了力学知识的平衡问题和电磁感应知识,两问题的连接点是安培力,安培力及其他力的共同作用使物体处于平衡状态,由平衡条件正确列出平衡方程是解题的关键.最新预测1 如图所示,在一绝缘斜面C 上有一带正电的小物体A 处于静止状态.现将一带正电的小球B 沿以A 为圆心的圆弧缓慢地从P 点转至A 正上方的Q 点处,已知P 、A 在同一水平线上,且在此过程中物体A 和C 始终保持静止不动,A 、B 可视为质点.关于此过程,下列说法正确的是( )A .物体A 受到斜面的支持力先增大后减小B .物体A 受到斜面的支持力一直增大C .地面对斜面C 的摩擦力先增大后减小D .地面对斜面C 的摩擦力先减小后增大解析:选A.对A 受力分析如图,重力大小、方向不变,支持力F N 方向不变,小球B 顺时针转动时,库仑力F 也顺时针转动,由图可知A 对,B 错;对A 、C 取整体为研究对象,库仑斥力大小恒定,沿水平方向分力减小,地面对C 的摩擦力一直减小至0,C 、D 错.最新预测2 (2014·长宁区二模)长为L 的通电导体放在倾角为θ的光滑斜面上,并处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,如图所示,当B 方向竖直向上,电流为I 1时导体处于平衡状态,若B 方向改为垂直斜面向上,则电流为I 2时导体仍处于平衡状态,电流比值I 1I 2应为( )A .cos θ B.1cos θC .sin θ D.1sin θ解析:选B.第一种情形,导体所受到的安培力水平向右, 由平衡条件有BI 1L cos θ=mg sin θ解得I 1=mg sin θBL cos θ第二种情形,导体所受到的安培力沿斜面向上, 由平衡条件有BI 2L =mg sin θ解得I 2=mg sin θBL所以I 1I 2=1cos θ.[失分防范] 解决物体的平衡问题时极易从以下几点失分:①选取研究对象错误整体?哪个单体?;②受力分析错误错判力的有无及方向,造成多力、漏力或错力;③平衡方程错误不能灵活应用各种处理力的方法;④在动态平衡问题中混淆恒力与变力. 应从以下几点进行防范:①正确理解各力的性质及其产生的效果;②严格按照受力分析的顺序逐一对各力确认并画出草图;③灵活运用整体法和隔离法、正交分解法、假设法、等效法、图象法等;④列出正确的平衡方程或确定力的变化情况.)一、选择题1.(多选)(2014·德州模拟)如图所示,两楔形物块A 、B 两部分靠在一起,接触面光滑,物块B 放置在地面上,物块A 上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,A 、B 两物块均保持静止.则( )A .绳子的拉力不为零B .地面受的压力大于物块B 的重力C .物块B 与地面间不存在摩擦力D .物块B 受到地面的摩擦力水平向左 解析:选AC.因A 、B 接触面光滑,若B 对A 有支持力,则物块A 的合力不可能为零,因此A 、B 间的弹力为零,所以绳子的拉力F =m A g ,分析物块B 可知,地面对B 的支持力F N B =m B g ,物块B 与地面间的摩擦力为零,故A 、C 正确,B 、D 错误.2.(2014·西城区二模)如图甲所示,一定质量的通电导体棒ab 置于倾角为θ的粗糙导轨上,在图乙所加各种大小相同、方向不同的匀强磁场中,导体棒ab 均静止,则下列判断错误的是( )A .四种情况导体棒受到的安培力大小相等B .A 中导体棒ab 与导轨间摩擦力可能为零C .B 中导体棒ab 可能是二力平衡D .C 、D 中导体棒ab 与导轨间摩擦力可能为零解析:选D.因磁感线都垂直于导体棒,所以导体棒受到安培力的大小相等,A 中安培力方向水平向右,而支持力垂直于斜面,与重力可以形成三力平衡,所以摩擦力可能为零;同理,B 中安培力方向向上,可与重力构成二力平衡;C 中安培力方向向下,D 中安培力方向水平向左,要平衡则一定受到摩擦力作用,故选项D 错误.3.(2014·安徽名校质检)如图所示,质量为m 的木块A 放在地面上的质量为M 的三角形斜劈B 上,现用大小均为F 、方向相反的力分别推A 和B ,它们均静止不动,则( ) A .A 与B 之间一定存在弹力 B .地面受向右的摩擦力C .B 对A 的支持力一定等于mgD .地面对B 的支持力的大小一定等于Mg 解析:选A.对A 、B 整体受力分析,受到重力(M +m )g 、地面的支持力F N 和已知的两个推力.对于整体,由于两个推力刚好平衡,故整体与地面间没有摩擦力;根据共点力平衡条件,有F N =(M +m )g ,故B 、D 错误;再对木块A 受力分析,受重力mg 、已知的推力F 、斜劈B 对A 的支持力F ′N 和摩擦力F f ,当推力F 沿斜面的分量大于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向下,当推力F 沿斜面的分量小于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向上,当推力F 沿斜面的分量等于重力的下滑分量时,摩擦力为零,根据共点力的平衡条件,运用正交分解法,可以得到:F ′N =mg cos θ+F sin θ,故A 正确,C 错误.4.(2014·东北三省四市模拟)如图所示,一条细绳跨过定滑轮连接两个小球A 、B ,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计绳与滑轮间的摩擦,当两球平衡时OA 绳与水平方向的夹角为2θ,OB 绳与水平方向的夹角为θ,则球A 、B 的质量之比为( ) A .2cos θ∶1 B .1∶2cos θC .tan θ∶1D .1∶2sin θ解析:选A.以A 为研究对象,根据平衡条件得:F T sin 2θ=m A g .以B 为研究对象,根据平衡条件得:F T sin θ=m B g ,故m A m B =sin 2θsin θ=2cos θ,解得正确答案为A.5.(2014·武昌区高三调研)将两个质量均为m 的小球a 、b 用细线相连后,再用细线悬挂于O 点,如图所示.用力F 拉小球b ,使两个小球都处于静止状态,且细线Oa 与竖直方向的夹角保持θ=30°,则F 的最小值为( )A.33mg B .mg C.32mg D.12mg 解析:选B.将a 、b 看成一个整体,受力分析可知,当力F 与Oa 垂直时F 最小,可知此时F =2mg sin θ=mg ,B 正确.6.(2014·高考上海卷)如图,光滑的四分之一圆弧轨道AB 固定在竖直平面内,A 端与水平面相切.穿在轨道上的小球在拉力F 作用下,缓慢地由A 向B 运动,F 始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N .在运动过程中( ) A .F 增大,N 减小 B .F 减小,N 减小C .F 增大,N 增大D .F 减小,N 增大解析:选A.由题意知,小球在由A 运动到B 过程中始终处于动态平衡状态.设某一时刻小球运动至如图所示位置,则对球由平衡条件得:F =mg sin θ,N =mg cos θ,在运动过程中,θ增大,故F 增大,N 减小,A 正确.7.(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内).与稳定在竖直位置时相比,小球的高度( ) A .一定升高 B .一定降低 C .保持不变D .升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 解析:选A.设橡皮筋原长为l 0加速前平衡时橡皮筋伸长了x 0 则有kx 0=mg当加速并稳定时设小球偏离竖直方向θ角,橡皮筋伸长了x 由小球在竖直方向受力平衡有 kx cos θ=mg联立得kx cos θ=kx 0 x cos θ=x 0此时小球距悬挂点的竖直高度h =(l 0+x )cos θ=l 0cos θ+x cos θ =l 0cos θ+x 0<l 0+x 0故小球一定升高,选项A 正确.8.(2014·东城区一模)如图所示,质量分别为m A 和m B 的物体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m A =2m B ,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析:选B.物体B 受重力m B g 和竖直向上的绳的拉力F ′而平衡,则有F ′=m B g =12m A g ,细绳对A 的拉力保持不变,选项A 错误;物体A 受力如图所示,由物体的平衡条件得F N -m A g cos θ=0,m A g sin θ-F f -F=0,F =F ′=12m A g ,若θ从45°增大到50°,则有F N 减小,F f 增大,选项B 正确,C 错误;物体A 始终保持静止状态,合力始终为零,选项D 错误.9.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上;a 、b 带正电,电荷量均为q ,c 带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k .若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( )A.3kq 3l 2B.3kq l 2 C.3kq l 2 D.23kq l2解析:选B.以c 球为研究对象,除受另外a 、b 两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力,如图所示,c 球处于平衡状态,据共点力平衡条件可知F 静=2k qq c l 2cos 30°;F 静=Eq c ,解得E =3kql2,场强方向竖直向上,选项B 正确.10.(多选)(2014·遵义二模)如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A 、B 分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直平面内,若用图示方向的水平推力F 作用于小球B ,则两球静止于图示位置,如果将小球B 向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,则两个小球的受力情况与原来相比( ) A .推力F 将增大B .竖直墙面对小球A 的弹力减小C .地面对小球B 的弹力一定不变D .两个小球之间的距离增大解析:选BCD.将A 、B 视为整体进行受力分析,在竖直方向只受重力和地面对整体的支持力F N (也是对B 的支持力F N ),将B 向左推动少许后,竖直方向受力不变,所以F N =(m A +m B )g 为一定值,C 正确;对B 进行受力分析如图,由平衡条件可知F N =m B g +F 斥cos θ,向左推B ,θ减小,所以F 斥减小,由库仑定律F 库=k q A q Br2得:A 、B 间距离r 增大,D 正确;而F =F 斥sin θ,θ减小,F 斥减小,所以推力F 减小,故A 错误;将A 、B 视为整体时,F =F N A ,所以墙面对小球A 的弹力F N A 减小,B 正确.二、计算题11.(2014·临沂第三次适应性测试)如图所示,一个底面粗糙,质量为m的斜面体静止在水平地面上,斜面体斜面是光滑的,倾角为30°,现用一端固定的轻绳系一质量为m 的小球,小球静止时轻绳与斜面的夹角是30°.(1)求当斜面体静止时绳的拉力大小;(2)若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k 倍,为了使整个系统始终处于静止状态,k 值必须满足什么条件?解析:(1)设绳的拉力为FT ,斜面体对小球的支持力为F N ,对小球进行受力分析如图所示,由平衡条件可知,F T 和F N 的合力竖直向上,大小等于mg ,由几何关系可得出F N =F T =33mg .(2)对斜面体进行受力分析,设小球对斜面体的压力为F N ′,地面的支持力为F ,地面的静摩擦力为F f ,由正交分解和平衡条件可知, 在竖直方向上:F =mg +F N ′cos 30° 在水平方向上:F f =F N ′sin 30°根据(1)和牛顿第三定律可知:F N ′=F N =F T =33mg又由题设可知F fmax =kF ≥F f综合上述各式解得k ≥39.答案:(1)33mg (2)k ≥3912.(2014·泰州模拟)如图所示,ace 和bdf 是间距为L 的两根足够长平行导轨,导轨平面与水平面的夹角为θ.整个装置处在磁感应强度为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,ab 之间连有阻值为R 的电阻.若将一质量为m 的金属棒置于ef 端,今用大小为F 、方向沿斜面向上的恒力把金属棒从ef 位置由静止推至距ef 端s 处的cd 位置(此时金属棒已经做匀速运动),现撤去恒力F ,金属棒最后又回到ef 端(此时金属棒也已经做匀速运动).若不计导轨和金属棒的电阻,且金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ.求:(1)金属棒上滑过程中的最大速度; (2)金属棒下滑过程的末速度.解析:(1)设当金属棒上滑到匀速时速度最大为v 1,此时受力平衡,则: F -μmg cos θ-mg sin θ-BI 1L =0I 1=BLv 1R解得v 1=F -μmg cos θ-mg sin θRB 2L 2.(2)设金属棒下滑过程的末速度为v 2,此时受力平衡,则: BI 2L +μmg cos θ-mg sin θ=0I 2=BLv 2R解得v 2=mg sin θ-μmg cos θRB 2L 2.答案:(1)F -μmg cos θ-mg sin θRB 2L 2(2)mg sin θ-μmg cos θR B 2L 2。
湖南省长郡中学高三物理二轮复习受力分析物体的平衡PPT课件 通用
2.方法 受力分析的对象有时是单个物体,有 时是连接体。对单个物体,如果受三个力 或可简化为三个力的可以通过平行四边形 定则(或三角形定则)应用数学方法来处理。 如果单个物体受到三个以上的力一般可利 用物理方法来处理。对连接体问题可借助 整体法和隔离法转化为单个物体来分析处 理。由于整体法和隔离法相互弥补(整体法
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②临界平衡:当物体的平衡
状态即将被破坏而尚未破坏时对应 的平衡。这类问题需把握一些特殊
词语,如“恰”、“最大”、“最
小”、“至多”等隐含的物理意义
和条件。
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2.方法
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有力分解在x轴、y轴
上)再合成的思想,根据Fx=0和Fy=0列方
程组求解,并进行讨论。
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讲练互动
1.物体的受力分析
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讲练互动
1.物体的受力分析
[例1]以下四种情况中,物体处于平衡 状态的有( ) A. 竖直上抛物体到达最高点时 B. 做匀速圆周运动的物体 C. 单摆摆球通过平衡位置时 D. 弹簧振子通过平衡位置时
受力分析 物体的平衡
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释难解惑
一、物体受力分析的原则
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释难解惑
一、物体受力分析的原则 1.根据力的概念,从施力物体出发, 进行受力分析。 2.从力产生的原因出发,进行受力分 析,一般场力(重力、电场力、磁场力)主 要依据这一点进行受力分析。 3.从物体所处的状态(平衡和非平衡态) 入手结合各种力的特点,然后根据平衡条 件或牛顿运动定律进行分析判断。
高三物理第二轮复习物体的平衡专题分析.ppt
F1 F=G F2
G
二、研究物体平衡基本思路和方法
2、把物体的平衡问题转化为四力平衡的基本模型。
当物体受三个或三个以上共点力平衡时,一般情况下采用
正交分解法,转化为四个力平衡。即将各力分解到X轴和y
轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件,FX=0, Fy=0。坐标系的建立应以少分解力,即让较多的力在坐标 轴上为原则。
O
Am
B 2m
C 3mE
解析
(1)对BC整体,受力如图:
T 1 =5mg+QE
(2)剪断OA, AB球一起下落
(C自由下落)
对AB整体 3mg+QE=3ma
a=g+QE/3m 对B 2mg+QE -T 2=2ma T 2= QE/3
AB
QE 3mg
T2
B
QE 2mg
T1
BC
QE 5mg
O Am
B 2m
在导轨上,电池的电动势应多大? (2)若在上一问中,将电池换成一个阻值为R0=0.6Ω的电 阻,则导体棒在运动过程中可能达到的最大速度是多少?
例与练
6、如图(a)所示,半径为R的光滑球,重为G;光滑木块 厚为h,重为G1。用至少多大的水平力F推木块才能使它离 开地面?
解析
球在离开地面前受四个力的 作用:重力G、墙的弹力N1、 木块的支持力N2和地面的支 持力。当球恰好离开地面时, 地面的支持力减为零,木块 的支持力在竖直方向的分力 促使球上升.
B N
F
f ⊕a
θ
G
解析
当向上的摩擦力最大时,所需安培力最小,此时B最小为B1
N=Gcos θ
f=μN=μGcos θ
F1=Gsin θ -f=Gsin θ -μGcos θ =B1IL
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.。
物理二轮 第一部分 专题一 学案 受力分析 物体的平衡
增大,Ff 减小,选项 A 正确,B 错误.
C 在光滑的凹槽内受两个力的作用:重力和支持力,且支持力 始终等于重力 mCg,选项 C、D 均错.
答案 A
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考题 2 例2 对平衡问题的考查
专题一 学案1
如图 5 所示, 顶端装有定滑轮的粗糙斜
面体放在水平地面上,A、B 两物体跨过滑
本 学 案 栏 目 开 关
于静止状态,在缓慢减小木板的倾角 θ 过 程中,下列说法正确的是 A.A 受到的压力逐渐变大 B.A 受到的摩擦力逐渐变大 C.C 对 B 的压力逐渐变大 D.C 受到三个力的作用 ( ) 图4
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专题一 学案1
解析 选取 B、C 组成的系统为研究对象,根据平衡知识可知 FN=(mB+mC)gcos θ,Ff=(mB+mC)gsin θ,随着 θ 的减小,FN
审题突破 ①A、B 匀速下滑,C 处于静止,三物体均处于平 衡状态.②用假设法分析 A、B 之间是否存在摩擦力.③把物 体 A 和 B 看成一个整体,分析 C 对 B 的摩擦力.④把三个物 体看成一个整体,分析地面对 C 的摩擦力和支持力.
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解析
专题一 学案1
当 A、B 相对静止沿斜面匀速下滑时,斜面保持静止不
本 学 案 栏 目 开 关
几年的高考中频频出现,主要考查力的产生条件、力的大小方 向的判断、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题 的分析、连结体问题的分析,涉及的思想方法有:整体法与隔 离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等.预 计 2014 年仍将对这些知识点进行考查, 题型主要是选择题, 难 度不大,但也要引起高度重视.
答案 D
2023届高考物理二轮专题卷:力与物体的平衡
一、选择题(第1~10题为单选题,第10~15题为多选题)1.如图甲所示,用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。
铺设瓦片时,屋顶结构可简化为图乙所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间,若瓦片能静止在檩条上。
已知檩条间距离为d ,以下说法正确的是()A .瓦片总共受到4个力的作用B .减小檩条间的距离d 时,瓦片与檩条间的弹力增大C .减小檩条间的距离d 时,瓦片可能会下滑D .增大檩条间的距离d 时,瓦片与檩条间的摩擦力增大【答案】C【解析】瓦片受重力、两侧的支持力和摩擦力,共5个力,故A 错误;根据题图可知,两檩条对瓦片的弹力与垂直于檩条方向的夹角为 ,有2cos cos N mg ,减小檩条间的距离d 时,夹角 变小,则瓦片与檩条间的弹力变小,最大静摩擦力变小,则瓦片可能会下滑,故B 错误,C 正确;增大檩条间的距离d 时,瓦片仍然静止,瓦片与檩条间的摩擦力不变,故D 错误。
2.2020年的春节刚刚来临,国内多地发生新型冠状病毒肺炎疫情,许多医务工作者自愿放弃休假为抗击疫情奋战。
在药物使用中就应用到很多物理知识。
甲、乙图分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样,针尖的顶角很小,医生沿着注射器施加一个较小的力F ,针尖会对瓶塞产生很大的推力。
现只分析如图的针尖倾斜侧面与直侧面对瓶塞产生的两个推力,则()A .针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的B .针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力小C .若F 一定,使用顶角越小的针尖,则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大D .针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力F N =F cos θ【答案】C【解析】根据平行四边形定则可知针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力不等,故A 错误;设顶角为 ,则针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力1sin F F ,直侧面的推力2tan F F,当 大于45°,针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力大,故B 、D 错误;由上述两式可知,若F 一定,使用顶角越小的针尖,则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大,故C 正确。
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物理高考二轮复习专题12:受力分析物体的平衡
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、单选题 (共5题;共10分)
1. (2分) (2018高一上·新余月考) F1、F2、F3三个共点力的方向如图所示,已知其中任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线,则各力的大小关系为()
A . F1 > F2 > F3
B . F1 > F3 > F2
C . F2 > F1 > F3
D . F3 > F1 > F2
2. (2分) (2018高一上·黄陵期末) 如图所示,两块木板紧紧夹住木块,一直保持静止,木块重为30 N,木块与木板间的动摩擦因数为0.2.若左右两端的压力F都是100 N,则每块木板对木块的摩擦力大小和方向是()
A . 40 N,方向向下
B . 20 N,方向向上
C . 15 N,方向向上
D . 30 N,方向向上
3. (2分) (2019高一上·大港期中) 科技的发展正在不断地改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静
止吸附在支架上的侧视图.若手机的重力为G,则下列说法正确的是()
A . 手机受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用
B . 手机受到的支持力大小为Gcos θ
C . 手机受到的支持力不可能大于G
D . 支架对手机的作用力竖直向上
4. (2分) (2020高一下·泸县月考) 如图所示,质量为m的小滑块静止在半径为R的半球体上,它与半球体间的动摩擦因数为μ,它与球心连线跟水平地面的夹角为θ,则小滑块().
A . 所受摩擦力大小为mgc os θ
B . 所受摩擦力大小为mgsin θ
C . 所受摩擦力大小为μmgsin θ
D . 对半球体的压力大小为mgcos θ
5. (2分) (2019高三上·吉林月考) 图中弹簧秤、绳和滑轮的重量均不计,绳与滑轮间的摩擦力不计,物体的重力都是G,在图甲、乙、丙三种情况下,弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3 ,则()
A . F3>F1=F2
B . F3=F1>F2
C . F1=F2=F3
D . F1>F2=F3
二、多选题 (共5题;共15分)
6. (3分) (2017高二上·嘉峪关期中) 如图所示,悬线下挂着一个它的质量为m、电量为+q带电小球,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E.()
A . 小球平衡时,悬线与竖直方向夹角的正切为
B . 小球平衡时剪断悬线,则小球做曲线运动
C . 小球平衡时剪断悬线后,小球的重力势能减少,为动能和电势能都增加
D . 小球平衡时剪断悬线,则小球做匀加速直线运动
7. (3分) (2015高一下·大庆期中) 如图所示,在水平转台上放一个质量M=2kg的木块,它与转台间最大静摩擦力fmax=6.0N,绳的一端系住木块,穿过转台的中心孔O(孔光滑,忽略小滑轮的影响),另一端悬挂一个质量m=1.0kg的小物块,当转台以ω=5rad/s匀速转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离可以是(M、m 均视为质点,g取10m/s2)()
A . 0.04m
B . 0.08m
C . 0.16m
D . 0.64m
8. (3分) (2019高三上·河北期中) 如图所示,一质量为M、倾角为θ的斜面体置于水平面上,一质量为m的滑块通过一跨过定滑轮的轻绳与一重力为G的钩码相连(两滑轮间的轻绳水平),现将滑块置于斜面上,滑块在斜面上匀速上滑,且发现在滑块运动过程中,斜面一直保持不动,则下列说法中正确的是()
A . 地面对斜面体的摩擦力方向水平向右,大小为Gsinθ
B . 滑块对斜面体的摩擦力方向沿斜面向上,大小为G-mgsinθ
C . 地面对斜面体的支持力大小为(M+mg)+G
D . 地面对斜面体的支持力大朩为(M+m)g
9. (3分) (2019高二上·汕头月考) 下列物体处于平衡状态的是()
A . 匀速下降的电梯
B . 匀速转弯的汽车
C . 静止在斜面上的物体
D . 汽车加速时,坐在车内的人
10. (3分) (2017高一上·鞍山期中) 在已知的一个力的分解中,下列情况具有唯一解的是()
A . 已知两个分力的方向,并且不在同一直线上
B . 已知一个分力的大小和方向
C . 已知一个分力的大小和另一个分力的方向
D . 已知两个分力的大小
三、实验探究题 (共2题;共13分)
11. (9分) (2017高一下·大名开学考) 某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度g=9.8m/s2)
砝码质量
m/102g
0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.007.00
标尺刻度
x/10﹣2m
15.0018.9422.8226.7830.6634.6042.0054.50
(1)
根据所测数据,在答题卡的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度底与砝码质量的关系曲线.
(2)
根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在________ 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格弹簧的劲度系数为________ N/m.
12. (4分) (2019高三上·珠海月考)
(1)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,根据测量结果在白纸上画出如图甲所示的图,其中O 为橡皮筋与细绳的结点.图中的________是F1和F2的合力的理论值.(填“F”或“ ”)本实验采用的科学方法是________(填字母代号)
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法
(2)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,根据测量结果在白纸上画出如图甲所示的图,其中O 为橡皮筋与细绳的结点.图中的________是F1和F2的合力的理论值.(填“F”或“ ”)本实验采用的科学方法是________(填字母代号)
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法
(3)如图乙是螺旋测微器读数是________mm.
(4)如图乙是螺旋测微器读数是________mm.
四、综合题 (共4题;共45分)
13. (10分) (2016高一上·成都期中) 如图所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上,且弹簧B分别与地面和物体A相连接.现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧 C处在水平位置且右端位于 a 点时它没有发生形变.已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2 ,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦.将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B的弹力的大小变为原来的,求:
(1)
弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量x1
(2)
a、b两点间的距离L.
14. (10分) (2019高三上·六安月考) 所受重力G1=8 N的物块悬挂在绳PA和PB的结点上。
PA偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在所受重力为G2=100 N的木块上,木块静止于倾角为37°的斜面上,如图所示,试求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2)
(1)木块与斜面间的摩擦力大小;
(2)木块所受斜面的弹力大小。
15. (15分) (2019高一上·白城期中) 如图,位于水平地面上的质量为M的小木块,在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作匀速直线运动。
求:
(1)地面对物体的支持力?
(2)木块与地面之间的动摩擦因数?
16. (10分) (2018高一上·湛江月考) 如图所示,质量 =1kg的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放在水平面上、质量为的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角=37°,物体甲、乙均处于静止状态,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取,乙与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳OA受到的拉力大小;
(2)求物体乙受到的摩擦力大小;
(3)若物体乙的质量,缓慢增大物体甲的质量,当物体甲的质量时物体乙刚好开始滑动,求物体乙与水平地面之间的动摩擦因数。
参考答案一、单选题 (共5题;共10分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
二、多选题 (共5题;共15分)
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
三、实验探究题 (共2题;共13分)
11-1、
11-2、
12-1、答案:略
12-2、答案:略
12-3、答案:略
12-4、答案:略
四、综合题 (共4题;共45分) 13-1、
13-2、
14-1、答案:略
14-2、答案:略
15-1、答案:略
15-2、答案:略
16-1、答案:略
16-2、答案:略
16-3、答案:略
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