共点力平衡及其应用

共点力平衡及其应用（一）

英德市第一中学高三物理组何院平

一、基础回顾

1.平衡状态：（1）静止：物体的速度和都等于零

（2）匀速直线运动：物体的加速度为零，不为零且保持不变。

2.共点力作用下物体的平衡条件：即F合=0。

3.平衡条件的推论：当物体处于n力平衡时，其中某个力必定与余下的（n-1）个力的合力。

4.库仑定律的内容：真空中两个静止之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，写成公式是：，作用力的方向在

例如，真空中有A、B两个点电荷，

(1)A的电量是B的3倍，则A对B的作用力是B对A的作用力的_______倍．

(2)A、B的电量均增加为原来的3倍，距离不变，则其间作用力变为原来的___倍．

(3)A的电量不变,B的电量变为原来的9倍,欲使相互作用力不变,A、B间距应为原来的_ _倍．

(4)A、B间距增为原来的3倍，带电量均不变，则相互作用力变为原来的_____倍．

5.判断安培力的方向左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指，并且都跟手掌在同一个平面内，

让穿入手心，并使四指向的方向，则拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向．

判断洛伦兹力的方向左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指，并且都跟手掌在同一个平面内，

让穿入手心，并使四指向，则拇指所指的方向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向．

6.法拉第电磁感应定律：闭合电路中由于的变化，电路中产生了感应电流，电路中的感应电动势与

成正比。

右手定则：伸开右手，使拇指与四指在同一平面并与四指垂直，让穿过手心，使大拇指指向方向，四指的方向为方向．

二、二力平衡

1、质量为m的物块放在光滑的水平面上

2、质量为m的物块放在竖直轻质弹簧（轻杆）上、

3、质量为m的小球悬挂在竖直轻质弹簧（轻绳、轻杆）上

4、质量为m的小油滴，悬浮在匀强电场中不动（或匀速直线运动）时，求场强。

5、质量为m的通电导体棒静止，判断安培力的方向，求磁感应强度

6、（1）判断下列各图中洛伦兹力的方向

（2）上述各图中，能让质量为m的液滴（带电量为+q），恰能沿水平方向作匀速直线运动的是

7、如图所示，速度为

v、电荷量为q的正离子恰能沿直线水平飞出离子速度选择器，选择器

中磁感应强度为B，则电场强度为E=

三、三力平衡

1、如图所示，是一种测定风作用力的仪器的原理图，它能自动随着风的转向而转向，使风总从

图示方向吹向小球P。P是质量为m的金属球，固定在一细长刚性金属丝下端，能绕悬挂点O在竖直平面内转动。

无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ大小与风力

大小有关。则关于风力F、绳子拉力T与θ的关系式是F= 、T=

（用m、g、θ等表示）。

2、固定的A、B两个点电荷都带负电，相距10cm 。今将第三个点电荷C放在A、B

之间连线上距A电荷2cm处，C恰好处于静止状态。则A、B两点电荷电量之比

为。

3、如图所示，一个系在丝线下端的带正电、可视为点电荷的小球B，静止在图示位置．若固定的带正电、可视为点

电荷的小球A的电量为Q，B球的质量为m，电量为q，丝线偏向角为θ，A和B在同一

水平线上，整个装置处在真空中．

（1）小球B所在位置的电场强度的大小为多少？方向如何？

（2）A、B两球之间的距离为多少？

4、把质量m的带负电小球A，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q的带正电球B靠

近A，当两个带电小球在同一高度相距r时，绳与竖直方向成α角．试求：

(1)A球受到的绳子拉力多大？

(2)A球带电荷量是多少？

---

+

+

+

5、如图所示，两个分别用长l = 5cm 的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球（可视为点电荷），带有等量同种电荷。

由于静电力为斥力，它们之间的距离为6cm r =。已测得每个金属小球的质量3

1.210kg m -=⨯。试求它们所带的电荷量q 。（已知2=10m/s g ，9229.010N m /C k =⨯）

6、一根长为L 的丝线吊着一质量为m 的带电量为q 的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示,丝线与竖直方向成37o 角，（重力加速度为g ），求: (1)该静止小球带何种电；

(2)匀强电场的电场强度的大小；

7、用30cm 的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P 悬挂在Ｏ点下，当空中有方向为水平向右，大小为1×104

N/C 的匀强电场时，小球偏转37︒后处在静止状态。

（1） 分析小球的带电性质（2）求小球的带电量（3）求细线的拉力 （=sin 373/5,cos 374/5,tan 373/4,︒=︒=︒取g ＝10m ／s 2）

8、如图所示,用一根绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球的质量为

kg m 2

100.1-⨯=.现加一水平方向向左的匀强电场,场强

C N E /100.36

⨯=,平衡时绝缘线与竖直方向的夹角为030=θ,求:小球带何种电荷,电荷量为多大? (g=10m/s 2

)

9、如图所示，将某物体放在水平地面上处于静止状态，该物体________(填“受”或“不受”)摩擦力；如果将它放在某斜

面上也处于静止状态，该物体________ (填“受”或“不受”)摩擦力。

一个质量为m 的物体放在倾角为θ的斜面上匀速下滑，物体与斜面间的动摩擦因素µ=______；物体受到的摩擦力的大小为f=__________。

10、如图所示，质量为m 的导体棒，放在某光滑斜面轨道上处于静止状态， （1）画出导体棒的受力分析图 （2）列出导体棒的平衡方程

11、如图所示，一根长为0.2m 的金属棒放在倾角为θ=37°的光滑斜面上，并通以I=5A 电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度为B=0.6T ，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则 （1）该棒的重力为多少？

（2）若将磁场方向改为垂直于斜面向上，金属棒仍能静止在斜面上则此时磁感应强度B 的大小为多少？

12、用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中，如图所示，已知绳ac 和bc 与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac 绳的拉力大小为 ，bc 绳的拉力大小为 。