专题01-力与物体的平衡-2022年高三物理二轮复习(原卷版)

2022年高三物理二轮复习资料（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题）（江苏专用）专题01力与物体的平衡【命题规律】1、命题角度（1）物体的受力分析、静态平衡、动态平衡；（2）静电力、安培力、洛伦兹力作用下的平衡.2、常考题型：选择题．【知识荟萃】★考向一静态平衡问题1．研究对象的选取：整体法和隔离法．2．受力分析的方法（1）假设法．（2）转换研究对象法：根据牛顿第三定律，如图（3）动力学分析法：根据牛顿第二定律，由加速度方向判定合力的方向，从而确定某一个力的方向，如图.（4）整体法与隔离法3．共点力平衡的常用处理方法适用条件平衡关系合成法三个共点力任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反效果分解法三个共点力某一个力按力的作用效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法三个或三个以上共点力将物体所受的力分解为相互垂直的两组力，每组力都满足平衡条件★考向二动态平衡问题1、解决动态平衡问题的一般思路化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值．2、三力作用下的动态平衡3、四力作用下的动态平衡（1）在四力平衡中，如果有两个力为恒力，或这两个力的合力方向确定，为了简便可用这两个力的合力代替这两个力，转化为三力平衡，例如：如图，qE<mg，把挡板缓慢转至水平的过程中，可以用重力与静电力的合力mg－qE代替重力与静电力．如图，物体在拉力F作用下做匀速直线运动，改变θ大小，求拉力的最小值，可以用支持力与摩擦力的合力F′代替支持力与摩擦力．（tanθ＝μ）（2）对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法．★考向三电磁力作用下的平衡问题1、电场力作用下的平衡问题（1）电场力的大小和方向①大小：F＝Eq，F＝eq\f(kq1q2,r2)。②方向：正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同；负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反。（2）方法：与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化。（3）步骤①选取研究对象（整体法或隔离法）。②受力分析，多了电场力。③列平衡方程。2、磁场力作用下的平衡问题（1）安培力①大小：F＝ILB，此式只适用于B⊥I的情况，且L是导线的有效长度，当B∥I时F＝0。②方向：用左手定则判断，安培力垂直于B、I决定的平面。（2）洛伦兹力①大小：F洛＝qvB，此式只适用于B⊥v的情况。当B∥v时F洛＝0。②方向：用左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力永不做功。（3）立体平面化该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系。（4）带电体的平衡如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动。【经典例题】【例题1】拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子拉开拉力器使其比原长伸长了40cm，此时拉力大小为120N。假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度。则（）A．人对健身器材的拉力是由于弹性绳形变产生的B．若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大C．每根弹性绳的劲度系数为150N/mD．若对拉力器的拉力减为60N，则弹性绳长度变为【例题2】轻质细线上端固定，下端悬挂一小球，对小球施加一个大小恒定且小于小球重力的拉力F，开始时拉力方向竖直向上，如图所示。现将拉力F在同一竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°。设细线中拉力的大小为，细线与竖直方向的夹角为，则在拉力F方向变化的过程中（）A．一直增大，一直增大B．一直增大，先增大后减小C．先增大后减小，一直增大D．先增大后减小，先增大后减小【例题3】工人对社区的公共体育健身器材进行维修时，发现某秋千由于长期使用，导致两根支架向内发生了对称倾斜，如图中虚线所示；经维修扶正后，如图中实线所示。两根绳子长度相同，悬点等高。秋千静止时用F表示座椅所受合力大小，用F1表示一根绳对座椅拉力的大小。则与扶正前相比（）A．F不变 B．F变小C．F1变小 D．F1不变【例题4】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，手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是（）A．F不变，FN增大 B．F不变，FN减小C．F减小，FN不变 D．F增大，FN减小【精选习题】一、单选题1．如图所示，光滑水平面上放有质量为M＝2kg的足够长的木板B，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块A叠放在B上，A的质量为m＝1kg，弹簧的劲度系数k＝100N/m。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用一水平向右的拉力F＝10N作用在B上，已知A、B间动摩擦因数μ＝0.2，g取10m/s2。则（）A．A受到的摩擦力逐渐变大B．A向右运动的最大距离为4cmC．B做加速度减小的加速运动D．B对A的摩擦力一直对A做正功2．如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止。现用大小等于mg的恒力F竖直向上拉B，B向上运动h时与A分离，则下列说法正确的是（）A．B和A刚分离时，弹簧为原长B．B和A刚分离时，它们的加速度为gC．在B与A分离之前，它们做匀加速运动D．弹簧的劲度系数等于3．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑动，长木板与水平地面间的动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，已知长木板处于静止状态，那么此时长木板受到地面的摩擦力大小为（）A．μ2mg B．μ1Mg C．μ1（m+M）g D．μ2mg+μ1Mg4．在东京奥运会举重比赛中，李发彬在挺举中展现“金鸡独立”绝技，单脚支撑。又将姿势回复为双脚着地稳定3秒，最终夺得冠军，并打破奥运纪录。将李发彬的单脚支撑和双脚着地均视作平衡状态。关于此过程的表述正确的是（）A．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力大B．单脚支撑时地面对其支持力大小比双脚着地时的支持力小C．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变大D．若李发彬握杠的两手间距离变大，则其手臂受杠铃的作用力将变小5．如图所示，质量为m的半球体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态。半球体的底面与竖直方向夹角为α，重力加速度g，若不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A．正方体受3个力的作用 B．正方体对半球体的弹力大小为C．水平面对正方体的弹力大小为（M+m）gcosα D．左侧墙面对正方体的弹力大小等于mgcotα6．某同学经过长时间的观察后发现，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列说法中不合理的解释是（

）A．车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态B．把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大C．车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大D．坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大7．一根柔软质地完全均匀的缆绳悬在向右水平匀速飞行的直升机下方，空气对缆绳的阻力不可忽略。下列最能显示缆绳形状示意图的是（）A． B．C． D．8．某幼儿园要做一个儿童滑梯，设计时根据场地大小确定滑梯的水平跨度为L，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数为，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使儿童在滑梯中能沿滑板滑下，则滑梯高度至少为（）A． B． C． D．9．如图所示，轻质细线上端固定，下端悬挂一小球。在同一竖直平面内对小球施加一个拉力F，保证细线中拉力的大小不变，缓慢地将细绳向右拉到水平位置。关于拉力F的大小和与竖直方向夹角θ的说法正确的是（）A．F一直增大，θ一直增大B．F一直增大，θ一直减小C．F一直增大，θ先增大后减小D．F一直增大，θ先减小后增大10．如图所示为体操男子吊环比赛中某个动作的模拟图，运动员静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角，此时左、右两吊环对运动员的作用力大小分别为，则下列判断正确的是（）A．是一对作用力和反作用力B．每根吊带受到吊环的拉力的大小都等于运动员重力的一半C．在运动员将两吊带再缓慢向两边撑开的过程中，吊带上的张力缓慢增大D．两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上二、解答题11．如图所示，在质量为m的物块上系着两条细绳，其中长30cm的细绳另一端连着轻质圆环，圆环套在水平棒上可以滑动，环与棒间的动摩擦因数μ＝0.75。另一细绳跨过光滑定滑轮与重为G的物块相连，定滑轮固定在距离圆环50cm的地方。当G=6N时，圆环恰要开始滑动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）O