高考物理二轮复习专题力与物体的平衡教学案

1、专题01 力与物体的平衡1.必须牢记的概念、公式、定律(1)质点、位移、速度、加速度的概念(2)匀变速直线运动的位移、速度公式及推论(3)牛顿运动定律、万有引力定律等2必须掌握的三类问题(1)圆周运动问题(2)平抛运动问题(3)卫星运行及其变轨问题3必须明确的五个易错易混点(1)vt图象、xt图象都表示直线运动规律(2)静摩擦力与滑动摩擦力方向的判定及大小的计算方法(3)运动的合成与分解和力的合成与分解(4)在竖直面内的圆周运动中绳模型与杆模型在最高点时的临界条件(5)双星系统的轨道半径与天体间距离的区别.一、整体法和隔离法在平衡问题中的应用1平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态2平衡条件

2、F合0或.3利用整体、隔离思维法对物体受力分析4.注意问题(1)在受力分析时一定要恰当的选取研究对象，运用整体思维法和隔离思维法时一定要区分好内力和外力(2)解决问题时通常需要交叉应用隔离、整体思维法(3)对两个以上的物体叠加组成的整体进行受力分析时，一般先采用整体思维法后用隔离思维法，即“先整体，后隔离”二、共点力作用下的动态平衡问题1动态平衡物体在缓慢移动过程中，可认为其速度、加速度均为零，物体处于平衡状态2共点力平衡的重要推论(1)三个或三个以上的共点力平衡，某一个力(或其中某几个力的合力)与其余力的合力等大反向(2)同一平面上的三个不平行的力平衡，这三个力必为共点力，且表示这三个力的有

3、向线段可以组成一个封闭的矢量三角形3.妙解动态平衡问题的两种典型方法：三、复合场中的平衡问题1六种常见力力大小方向重力Gmg总是竖直向下弹力一般由力的平衡条件或牛顿运动定律求解；弹簧的弹力：Fkx与引起形变的力的方向相反摩擦力静摩擦力0b的铝条，磁铁仍以速度v进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化【答案】(1)(2)(3)略【解析】 (1)磁铁在铝条间运动时，两根铝条受到的安培力大小相等，均为F安，有F安IdB磁铁受到沿斜面向上的作用力为F，其大小F2F安磁铁匀速运动时受力平衡，则有Fmgsin 0 联立式可得I (3)磁铁以速度v进入铝条间，恰好做匀速运动时，磁铁

4、受到沿斜面向上的作用力F，联立式可得F当铝条的宽度bb时，磁铁以速度v进入铝条间时，磁铁受到的作用力变为F，有F可见FFmgsin ，磁铁所受到的合力方向沿斜面向上，获得与运动方向相反的加速度，磁铁将减速下滑，此时加速度最大之后，随着运动速度减小，F也随着减小，磁铁所受的合力也减小，由于磁铁加速度与所受到的合力成正比，磁铁的加速度逐渐减小综上所述，磁铁做加速度逐渐减小的减速运动，直到Fmgsin 时，磁铁重新达到平衡状态，将再次以较小的速度匀速下滑1、(2015高考全国卷)如图所示，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

5、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 .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.重力加速度的大小取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(2015山东理综)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1，A与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力A与B的质量之比为()A. B. C. D.答案：B解析

6、：滑块B刚好不下滑，根据平衡条件得mBg1F；滑块A恰好不滑动，则滑动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F2(mAmB)g，解得.选项B正确2.(2014浙江理综)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.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B当时，细线上的拉力为0C当时，细线上的拉力

7、为0D当时，斜面对小球A的支持力为0答案：AC3(2014山东理综)如图所示，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()AF1不变，F2变大 BF1不变，F2变小CF1变大，F2变大 DF1变小， F2变小答案：A4(2013重庆理综)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.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()AG BGsin CGcos DGtan 答案：A解析：人躺在椅子上受椅子两个

8、面的支持力和重力作用，三力平衡，则椅子各部分对人的作用力的合力大小等于重力，A项正确1如图所示，P、Q为两个固定的滑轮，A、B、C三个物体用不可伸长的轻绳(不计轻绳与滑轮间的摩擦)跨过P、Q相连于O点，初始时O、P间轻绳与水平方向夹角为60，O、Q间轻绳水平，A、B、C三个物体恰好能保持静止已知B物体的重力大小为G.若在O点施加一外力F，缓慢移动O点到使O、P间轻绳水平，O、Q间轻绳处于与水平方向夹角为60的位置，则此时施加在O点的外力F大小为()AG B.GC.G D2G2如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质

9、量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为.下列说法正确的是()A当m一定时，越大，轻杆受力越小B当m一定时，越小，滑块对地面的压力越大C当一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大D当一定时，M越小，可悬挂重物C的质量m越大解析：选A.将C的重力按照作用效果分解，如图所示：根据平行四边形定则，有：F1F2故m一定时，越大，轻杆受力越小，A正确；对ABC整体分析可知，对地压力为FN(2Mm)g，与无关，B错误；对A分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力，根据平衡条件，有：FfF1cos ，与M无关，C错误；只要动摩擦因数足够大，即可满足F1cos F1sin ，不管M多

10、大，M都不会滑动，D错误3如图所示，在竖直墙壁的A点处有一根水平轻杆a，杆的左端有一个轻滑轮O.一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，开始时BO段细线与天花板的夹角为30.系统保持静止，当轻杆a缓慢向下移动的过程中，不计一切摩擦下列说法中正确的是()A细线BO对天花板的拉力不变Ba杆对滑轮的作用力逐渐减小Ca杆对滑轮的作用力的方向沿杆水平向右D墙壁对a杆的作用力不变4、如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置绕O点缓慢转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()AF1先增大后减小，F2

11、一直减小BF1先减小后增大，F2一直减小CF1和F2都一直在增大DF1和F2都一直在减小答案B5、一铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止则在这一过程中()A水平拉力F变小B细线的拉力不变C铁架台对地面的压力变大D铁架台所受地面的摩擦力变大解析对小球受力分析，受拉力、重力、F，根据平衡条件，有：Fmgtan ，逐渐增大则F逐渐增大，故A错误；由图可知，细线的拉力T，增大，T增大，故B错误；以整体为研究对象，根据平衡条件得FfF，则Ff逐渐增大FN(Mm)g，FN保持不变故C错误，D正确答案D

12、6、如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，杆的A端用铰链固定，光滑轻质小滑轮在A点正上方，杆的B端吊一重力为G的重物，现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉，在杆达到竖直前(杆和绳均未断)，关于绳子的拉力F和杆受到的弹力FN的变化，下列判断正确的是()AF变大 BF变小CFN变大 DFN变小答案B7、 (多选)如图所示，放在水平面上的斜面体B始终静止，物块A放在斜面体上，一轻质弹簧两端分别与物块A及固定在斜面体底端的轻质挡板拴接，初始时A、B静止，弹簧处于压缩状态现用力F沿斜面向下推A，但A并未运动下列说法正确的是()A弹簧对挡板的作用力不变BB对地面的压力增大CA

13、、B之间的摩擦力一定增大D水平面对B的摩擦力始终为零8、(多选)如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点，A上带有Q3.0106C的正电荷两线夹角为120，两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g10 m/s2；静电力常量k9.0109 Nm2/C2，A、B球可视为点电荷)，则()A支架对地面的压力大小为2.0 NB两线上的拉力大小F1F21.9 NC将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉力大小F11.225 N，F21.0 ND将B

14、移到无穷远处，两线上的拉力大小F1F20.866 N解析小球A、B间的库仑力为F库k9.0109 N0.9 N，以B和绝缘支架整体为研究对象受力分析图如图甲所示，地面对支架支持力为FNmgF库1.1 N，A错误；以A球为研究对象，受力分析图如图乙所示，F1F2mAgF库1.9 N，B正确；B水平向右移，当M、A、B在同一直线上时，A、B间距为r0.6 m，F库k0.225 N，以A球为研究对象受力分析图如图丙所示，可知F21.0 N，F1F库1.0 N，F11.225 N，所以C正确；将B移到无穷远，则F库0，可求得F1F21 N，D错误答案BC9、如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在

15、平面与水平面间的夹角为.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止则()A磁场方向竖直向上B磁场方向竖直向下C金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上D金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下解析受力分析如图所示，当磁场方向竖直向上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab受力可以平衡，A正确；若磁场方向竖直向下，由左手定则可知安培力水平向左，则金属杆ab受力无法平衡，B、C、D错误答案A10、如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体，ACB30；图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上，另一端P通过细绳EP拉住，EP与水平方向也成30角，轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体，g取10 m/s2.求：(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EP的张力FEP大小之比；(2)横梁BC对C端的支持力；(3)轻杆HP对P端的支持力