《新步步高》2016高考物理考前三个月(全国通用)二轮配套课件：第1部分专题1力与物体的平衡

1、A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力1.(多选)(2015广东19)如图1所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有()图1真题示例解析杆静止在水平地面上，则杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支持力.根据平衡条件，则三条绳的拉力的合力竖直向下，故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零.杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和，选项B、C正确.由于三条绳子长度不同，即三条绳与竖直方向的夹角不同，所以三条绳上的张

2、力不相等，选项A错误.绳子拉力的合力与杆的重力方向相同，因此两者不是一对平衡力，选项D错误.答案BC2.(2015山东理综16)如图2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()图21.题型特点力的合成与分解、共点力的平衡是高考中的热点，主要考查对共点力作用下物体的受力分析以及平衡条件的应用.以选择题形式呈现，难度相对较低，命题突出对受力分析、力的合成与分解方法的考查.考纲解读2.命题预测高考仍会以选择题为主，以受力分

3、析、动态平衡为考点.其中拉力方向的变化、斜面倾角的变化、摩擦力的突变、细绳拉力的突变、弹簧弹力的变化都是动态平衡中常出现的类型.在平衡问题的分析中，摩擦力方向和大小的变化、滑动摩擦力和静摩擦力之间的转换也需要引起我们的注意.要求学生灵活、熟练运用平衡问题的常规解法，准确地进行判断与求解.考题一受力分析、物体的平衡考题二物体的动态平衡问题考题三电学中的平衡问题考题四平衡中的临界、极值问题专题综合练 内容索引考题一受力分析、物体的平衡1.(多选)如图3所示，某同学用同一弹簧测力计按图甲、乙两种方式测量某小桶的重力，甲图中系小桶的轻绳较长.下列说法中正确的是()图3A.甲图中弹簧测力计的示数比乙图中

4、的大B.两图中弹簧测力计的示数一样大C.甲图中绳的拉力比乙图中的大D.乙图中绳的拉力比甲图中的大解析由题意可知，弹簧测力计测的是小桶的重力，而与绳子的长短无关，故A错误，B正确；一力进行分解时，当两分力间夹角越小，分力越小，当两分力间夹角越大，分力越大，甲图中绳的拉力之间的夹角小于乙图中的夹角，则甲图中绳的拉力比乙图中的小，故C错误，D正确.答案BD图4A.1 kg B.2 kgC.3 kg D.4 kg解析若物块B的质量较小，物块A将有沿斜面下滑的趋势，则有：Mgmgcos mgsin ，解得：M1 kg若物块B的质量较大，物块A将有沿斜面上滑的趋势，则有Mgmgcos mgsin 解得：M

5、3 kg，综上所述，可知D正确.答案D图5A.0.6mg B.0.8mgC.0.4mg D.0.75mg解析蚂蚁受重力、支持力和摩擦力处于平衡，若此时蚂蚁所在的位置与圆心的连线与水平方向的夹角为，则由几何关系可知sin 0.8，cos 0.6；蚂蚁所受的最大静摩擦力等于重力沿切线方向的分力，即Ffmgcos 0.6mg，故选A.答案A4.如图6所示，直角三角形框架ABC(角C为直角)固定在水平地面上，已知AC与水平方向的夹角为30.小环P、Q分别套在光滑臂AC、BC上，用一根不可伸长的细绳连接两小环，静止时细绳恰好处于水平方向，小环P、Q的质量分别为m1、m2，则小环P、Q的质量之比为()图6

6、答案B1.物体受力分析的常用方法(1)整体法与隔离法 整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力方法小结(2)假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出 存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.2.v0时一定是平衡状态吗？不一定.3.处理平衡问题的基本方法(1)物体受三个力平衡时，利用力的合成或分解法比较简单.(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少，物体受四

7、个以上的力作用时一般要采用正交分解法.5.目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材.图7器材为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点.由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高.座椅静止时用F表示所受合力的大小，F1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前相比()考题二物体的动态平衡问题图7A.F不变，F1变小 B.F不变，F1变大C.F变小，F1变小 D.F变大，F1变大解析座椅静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力的合力为零，即：F0；根据共点力平衡条件，有：2F1cos mg答案A6.如图8所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块

8、m放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止.现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态，则与原来相比()图8A.滑块对球的弹力增大B.挡板对球的弹力减小C.斜面对滑块的弹力增大D.拉力F不变解析对球进行受力分析，如图(a)，球只受三个力的作用，挡板对球的力F1方向不变，作出力的矢量图，滑块上移时，F2与竖直方向夹角减小，最小时F2垂直于F1，可以知道F1和滑块对球的作用力F2都减小，故B正确，A错误；再对滑块和球一起受力分析，如图(b)，其中FN(Mm)gcos 不变，F

9、F1不变，F1减小，可以知道斜面对滑块的支持力不变，拉力F增大，故C、D错误.答案B7.如图9所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O，人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态.若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是()图9A.OA绳中的拉力先减小后增大B.OB绳中的拉力不变C.人对地面的压力逐渐减小D.地面给人的摩擦力逐渐增大解析将物体的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，则OA与竖直方向夹角变大，OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力逐渐变大，根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大；人对地面的压力始终等于人的重

10、力，保持不变.答案D1.解析法画出研究对象的受力示意图，根据动态变化的原因，一般是某一夹角发生变化，用三角函数表示出各个作用力与变化夹角之间的关系，从而判断各作用力的变化.方法小结2.图解法当物体受到一个大小方向不变、一个方向不变、一个大小方向都变化的3个力作用而处于动态平衡时，如果题目只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时，应首先考虑用矢量三角形方法.8.(多选)如图10所示，在匀强磁场中(磁场方向没有画出)固定一倾角为30的光滑斜面，一根质量为m的通电直导线垂直于纸面水平放置在斜面上，直导线恰好能保持静止，电流方向垂直于纸面向里，已知直导线受到的安培力和重力大小相等，斜面对直导线的支持

11、力大小可能是(重力加速度大小为g)()考题三电学中的平衡问题图10A.0 B.mg答案AD9.如图11所示，一质量为m的带电小球A用长度为l的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O点，在O点的正下方l处的绝缘支架上固定一个带与A同种电荷的小球B.两个带电小球都可视为点电荷.已知小球A静止时丝线OA与竖直方向的夹角为60，设丝线中拉力为FT，小球所受库仑力为F，下列关系式正确的是()图11解析对小球A受力分析可得：它受竖直向下的重力mg，B对它的电场力F，方向沿BA的方向，以及细线对它的拉力FT，沿细线的方向斜向上；通过画图可知，这三个力的夹角都是120，所以这三个力的大小是相等的，即FTFmg，故选项

12、D正确.答案D10.(多选)如图12所示，A、B两球所带电荷量均为2105C，质量均为0.72 kg，其中A球带正电荷，B球带负电荷，A球通过绝缘细线吊在天花板上，B球一端固定绝缘棒，现将B球放在某一位置，能使绝缘细线伸直，A球静止且与竖直方向的夹角为30，g10 m/s2，则B球距离A的距离可能为()图12A.0.5 m B.0.8 mC.1.2 m D.2.5 m电磁学中的物体的平衡问题，除了涉及重力、弹力和摩擦力之外，还涉及电磁学中的静电力、安培力和洛伦兹力.与力学中的共点力平衡问题一样，电磁学中的物体平衡问题也要遵循合力为零这一平衡条件，所不同的是除服从力学规律之外，还要服从电磁学规律

13、，这是解决电磁学中的物体平衡问题的两条主线.规律小结11.将三根伸长可不计的轻绳AB、BC、CD如图13所示连接，现在B点悬挂一个质量为m的重物，为使BC绳保持水平且AB绳、CD绳与水平天花板夹角分别为60和30，需在C点再施加一作用力，则该力的最小值为()考题四平衡中的临界、极值问题图13答案D12.质量为M的木楔倾角为，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑.如果用与木楔斜面成角的力F拉着木块匀速上升，如图14所示(已知木楔在整个过程中始终静止).图14(1)当时，拉力F有最小值，求此最小值；解析木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mgsin mgcos ，

14、即tan .因其在力F作用下沿斜面向上匀速运动，则有：Fcos mgsin FfFsin FNmgcos FfFN由得则当时，F有最小值，即Fminmgsin 2.答案mgsin 2(2)求在(1)条件下木楔对水平面的摩擦力是多少？1.物体平衡的临界问题：当某一物理量变化时，会引起其他几个物理量跟着变化，从而使物体所处的平衡状态恰好出现变化或恰好不出现变化.2.极限分析法：通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端(“极大”或“极小”、“极右”或“极左”等).方法小结3.解决中学物理极值问题和临界问题的方法(1)物理分析方法：就是通过对物理过程的分析，抓住临界(或极值)条件进行求解.(2)数学

15、方法：例如求二次函数极值、讨论公式极值、三角函数极值.1.如图15所示，斜面体M放置在水平地面上，位于斜面上的物块m受到沿斜面向上的推力F的作用，设物块与斜面之间的摩擦力大小为Ff1，斜面体与地面之间的摩擦力大小为Ff2.增大推力F，斜面体始终保持静止，下列判断正确的是()专题综合练图15A.如果物块沿斜面向上滑动，则Ff1、Ff2一定增大B.如果物块沿斜面向上滑动，则Ff1、Ff2一定不变C.如果物块与斜面相对静止，则Ff1、Ff2一定增大D.如果物块与斜面相对静止，则Ff1、Ff2一定不变解析发生滑动时，摩擦力为滑动摩擦力，其大小与压力有关，与F大小无关.相对静止时，摩擦力为静摩擦力，选物

16、块与斜面体整体为研究对象，摩擦力Ff2增大.m与M间的摩擦力Ff1变化不确定.答案B2.如图16所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平.A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接.当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中30，则A球和C球的质量之比为()图163.如图17所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的两物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为.在m1左端施加水平拉力F，使m1、m2均处于静止状态，已知m1表面光滑，重力加速度为g，则下列说法正确的是()图17C.地面对m2的支持力可能为零D.m1与m2一定相等解析对整体受力分析可知，整体受重力

17、、支持力、拉力及摩擦力；要使整体处于平衡，则水平方向一定有向右的摩擦力作用在m2上，且大小与F相同，故B正确；因m2与地面间有摩擦力，则一定有支持力，故C错误；4.(多选)如图18所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平.现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移到B点，此时OB与OA之间的夹角m2C.q1q2 D.q1q2E，即q1q2，而两球的质量无法比较其大小，故C正确，A、B、D错误.答案C8.(多选)如图22所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒.在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀

18、强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是()图22若外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则安培力沿斜面向下，导体棒不能平衡，C错误；若外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下，则安培力水平向左，导体棒不能平衡，D错误；故选A、B.答案AB9.由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架如图23放置，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡.现将P缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡.若小球所带电荷量不变，与移动前相比()A.P、Q之间的距离增大B.BO杆对Q的弹力减小C.AO杆对P的摩擦力增大D.AO杆对P的弹力减小图23解析Q受力如图，由力的合成与平衡条件可知：BO杆对小球Q的弹力变大，两小球之间的库仑力变大，由库仑定律知，两小球P、Q的距离变小，A、B错误；对小球P受力分析，可得AO杆对小球P的摩擦力变大，C正确；对小球P、Q整体受力分析，AO杆对小球P的弹力不变，D错误.答案C10.如图24所示，倾角为的绝缘斜面体ABC置于粗糙的水平地面上.一质量为m、电荷量为q的小物块(可看作是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑.若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一电荷量为Q的点电荷，再让物块以某一速度从斜面上滑下，物块在下滑至底端的过程中，斜面体保持静止不动