《新步步高》2016高考物理考前三個月(全國通用)二輪配套課件：第1部分專題1力與物體的平衡

1、A.三條繩中的張力都相等B.桿對地面的壓力大于自身重力C.繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零D.繩子拉力的合力與桿的重力是一對平衡力1.(多選)(2015廣東19)如圖1所示，三條繩子的一端都系在細直桿頂端，另一端都固定在水平地面上，將桿豎直緊壓在地面上，若三條繩長度不同，下列說法正確的有()圖1真題示例解析桿靜止在水平地面上，則桿受到重力、三條繩子的拉力和地面對它的支持力.根據(jù)平衡條件，則三條繩的拉力的合力豎直向下，故繩子對桿的拉力在水平方向的合力為零.桿對地面的壓力大小等于桿的重力與三條繩的拉力的合力之和，選項B、C正確.由于三條繩子長度不同，即三條繩與豎直方向的夾角不同，所以三條繩上的張

2、力不相等，選項A錯誤.繩子拉力的合力與桿的重力方向相同，因此兩者不是一對平衡力，選項D錯誤.答案BC2.(2015山東理綜16)如圖2所示，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時A恰好不滑動，B剛好不下滑.已知A與B間的動摩擦因數(shù)為1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.A與B的質量之比為()圖21.題型特點力的合成與分解、共點力的平衡是高考中的熱點，主要考查對共點力作用下物體的受力分析以及平衡條件的應用.以選擇題形式呈現(xiàn)，難度相對較低，命題突出對受力分析、力的合成與分解方法的考查.考綱解讀2.命題預測高考仍會以選擇題為主，以受力分

3、析、動態(tài)平衡為考點.其中拉力方向的變化、斜面傾角的變化、摩擦力的突變、細繩拉力的突變、彈簧彈力的變化都是動態(tài)平衡中常出現(xiàn)的類型.在平衡問題的分析中，摩擦力方向和大小的變化、滑動摩擦力和靜摩擦力之間的轉換也需要引起我們的注意.要求學生靈活、熟練運用平衡問題的常規(guī)解法，準確地進行判斷與求解.考題一受力分析、物體的平衡考題二物體的動態(tài)平衡問題考題三電學中的平衡問題考題四平衡中的臨界、極值問題專題綜合練 內容索引考題一受力分析、物體的平衡1.(多選)如圖3所示，某同學用同一彈簧測力計按圖甲、乙兩種方式測量某小桶的重力，甲圖中系小桶的輕繩較長.下列說法中正確的是()圖3A.甲圖中彈簧測力計的示數(shù)比乙圖中

4、的大B.兩圖中彈簧測力計的示數(shù)一樣大C.甲圖中繩的拉力比乙圖中的大D.乙圖中繩的拉力比甲圖中的大解析由題意可知，彈簧測力計測的是小桶的重力，而與繩子的長短無關，故A錯誤，B正確；一力進行分解時，當兩分力間夾角越小，分力越小，當兩分力間夾角越大，分力越大，甲圖中繩的拉力之間的夾角小于乙圖中的夾角，則甲圖中繩的拉力比乙圖中的小，故C錯誤，D正確.答案BD圖4A.1 kg B.2 kgC.3 kg D.4 kg解析若物塊B的質量較小，物塊A將有沿斜面下滑的趨勢，則有：Mgmgcos mgsin ，解得：M1 kg若物塊B的質量較大，物塊A將有沿斜面上滑的趨勢，則有Mgmgcos mgsin 解得：M

5、3 kg，綜上所述，可知D正確.答案D圖5A.0.6mg B.0.8mgC.0.4mg D.0.75mg解析螞蟻受重力、支持力和摩擦力處于平衡，若此時螞蟻所在的位置與圓心的連線與水平方向的夾角為，則由幾何關系可知sin 0.8，cos 0.6；螞蟻所受的最大靜摩擦力等于重力沿切線方向的分力，即Ffmgcos 0.6mg，故選A.答案A4.如圖6所示，直角三角形框架ABC(角C為直角)固定在水平地面上，已知AC與水平方向的夾角為30.小環(huán)P、Q分別套在光滑臂AC、BC上，用一根不可伸長的細繩連接兩小環(huán)，靜止時細繩恰好處于水平方向，小環(huán)P、Q的質量分別為m1、m2，則小環(huán)P、Q的質量之比為()圖6

6、答案B1.物體受力分析的常用方法(1)整體法與隔離法 整體法隔離法概念將加速度相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內物體之間的相互作用力方法小結(2)假設法在受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其作出 存在或不存在的假設，然后再就該力存在與否對物體運動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在.2.v0時一定是平衡狀態(tài)嗎？不一定.3.處理平衡問題的基本方法(1)物體受三個力平衡時，利用力的合成或分解法比較簡單.(2)解平衡問題建立坐標系時應使盡可能多的力與坐標軸重合，需要分解的力盡可能少，物體受四

7、個以上的力作用時一般要采用正交分解法.5.目前，我市每個社區(qū)均已配備了公共體育健身器材.圖7器材為一秋千，用兩根等長輕繩將一座椅懸掛在豎直支架上等高的兩點.由于長期使用，導致兩根支架向內發(fā)生了稍小傾斜，如圖中虛線所示，但兩懸掛點仍等高.座椅靜止時用F表示所受合力的大小，F(xiàn)1表示單根輕繩對座椅拉力的大小，與傾斜前相比()考題二物體的動態(tài)平衡問題圖7A.F不變，F(xiàn)1變小 B.F不變，F(xiàn)1變大C.F變小，F(xiàn)1變小 D.F變大，F(xiàn)1變大解析座椅靜止時，受重力和兩個拉力而平衡，故三個力的合力為零，即：F0；根據(jù)共點力平衡條件，有：2F1cos mg答案A6.如圖8所示，擋板垂直于斜面固定在斜面上，一滑塊

8、m放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M擱在擋板與弧形滑塊上，一切摩擦均不計，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑塊，使球與滑塊均靜止.現(xiàn)將滑塊平行于斜面向上拉過一較小的距離，球仍擱在擋板與滑塊上且處于靜止狀態(tài)，則與原來相比()圖8A.滑塊對球的彈力增大B.擋板對球的彈力減小C.斜面對滑塊的彈力增大D.拉力F不變解析對球進行受力分析，如圖(a)，球只受三個力的作用，擋板對球的力F1方向不變，作出力的矢量圖，滑塊上移時，F(xiàn)2與豎直方向夾角減小，最小時F2垂直于F1，可以知道F1和滑塊對球的作用力F2都減小，故B正確，A錯誤；再對滑塊和球一起受力分析，如圖(b)，其中FN(Mm)gcos 不變，F(xiàn)

9、F1不變，F(xiàn)1減小，可以知道斜面對滑塊的支持力不變，拉力F增大，故C、D錯誤.答案B7.如圖9所示，一定質量的物體通過輕繩懸掛，結點為O，人沿水平方向拉著OB繩，物體和人均處于靜止狀態(tài).若人的拉力方向不變，緩慢向左移動一小段距離，下列說法正確的是()圖9A.OA繩中的拉力先減小后增大B.OB繩中的拉力不變C.人對地面的壓力逐漸減小D.地面給人的摩擦力逐漸增大解析將物體的重力進行分解，當人的拉力方向不變，緩慢向左移動一小段距離，則OA與豎直方向夾角變大，OA的拉力由圖中1位置變到2位置，可見OA繩子拉力變大，OB繩拉力逐漸變大，根據(jù)平衡條件知地面給人的摩擦力逐漸增大；人對地面的壓力始終等于人的重

10、力，保持不變.答案D1.解析法畫出研究對象的受力示意圖，根據(jù)動態(tài)變化的原因，一般是某一夾角發(fā)生變化，用三角函數(shù)表示出各個作用力與變化夾角之間的關系，從而判斷各作用力的變化.方法小結2.圖解法當物體受到一個大小方向不變、一個方向不變、一個大小方向都變化的3個力作用而處于動態(tài)平衡時，如果題目只要求定性討論力的大小而不必進行定量計算時，應首先考慮用矢量三角形方法.8.(多選)如圖10所示，在勻強磁場中(磁場方向沒有畫出)固定一傾角為30的光滑斜面，一根質量為m的通電直導線垂直于紙面水平放置在斜面上，直導線恰好能保持靜止，電流方向垂直于紙面向里，已知直導線受到的安培力和重力大小相等，斜面對直導線的支持

11、力大小可能是(重力加速度大小為g)()考題三電學中的平衡問題圖10A.0 B.mg答案AD9.如圖11所示，一質量為m的帶電小球A用長度為l的絕緣絲質細線懸掛于天花板上的O點，在O點的正下方l處的絕緣支架上固定一個帶與A同種電荷的小球B.兩個帶電小球都可視為點電荷.已知小球A靜止時絲線OA與豎直方向的夾角為60，設絲線中拉力為FT，小球所受庫侖力為F，下列關系式正確的是()圖11解析對小球A受力分析可得：它受豎直向下的重力mg，B對它的電場力F，方向沿BA的方向，以及細線對它的拉力FT，沿細線的方向斜向上；通過畫圖可知，這三個力的夾角都是120，所以這三個力的大小是相等的，即FTFmg，故選項

12、D正確.答案D10.(多選)如圖12所示，A、B兩球所帶電荷量均為2105C，質量均為0.72 kg，其中A球帶正電荷，B球帶負電荷，A球通過絕緣細線吊在天花板上，B球一端固定絕緣棒，現(xiàn)將B球放在某一位置，能使絕緣細線伸直，A球靜止且與豎直方向的夾角為30，g10 m/s2，則B球距離A的距離可能為()圖12A.0.5 m B.0.8 mC.1.2 m D.2.5 m電磁學中的物體的平衡問題，除了涉及重力、彈力和摩擦力之外，還涉及電磁學中的靜電力、安培力和洛倫茲力.與力學中的共點力平衡問題一樣，電磁學中的物體平衡問題也要遵循合力為零這一平衡條件，所不同的是除服從力學規(guī)律之外，還要服從電磁學規(guī)律

13、，這是解決電磁學中的物體平衡問題的兩條主線.規(guī)律小結11.將三根伸長可不計的輕繩AB、BC、CD如圖13所示連接，現(xiàn)在B點懸掛一個質量為m的重物，為使BC繩保持水平且AB繩、CD繩與水平天花板夾角分別為60和30，需在C點再施加一作用力，則該力的最小值為()考題四平衡中的臨界、極值問題圖13答案D12.質量為M的木楔傾角為，在水平面上保持靜止，當將一質量為m的木塊放在木楔斜面上時，它正好勻速下滑.如果用與木楔斜面成角的力F拉著木塊勻速上升，如圖14所示(已知木楔在整個過程中始終靜止).圖14(1)當時，拉力F有最小值，求此最小值；解析木塊在木楔斜面上勻速向下運動時，有mgsin mgcos ，

14、即tan .因其在力F作用下沿斜面向上勻速運動，則有：Fcos mgsin FfFsin FNmgcos FfFN由得則當時，F(xiàn)有最小值，即Fminmgsin 2.答案mgsin 2(2)求在(1)條件下木楔對水平面的摩擦力是多少？1.物體平衡的臨界問題：當某一物理量變化時，會引起其他幾個物理量跟著變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)恰好出現(xiàn)變化或恰好不出現(xiàn)變化.2.極限分析法：通過恰當?shù)剡x取某個變化的物理量將其推向極端(“極大”或“極小”、“極右”或“極左”等).方法小結3.解決中學物理極值問題和臨界問題的方法(1)物理分析方法：就是通過對物理過程的分析，抓住臨界(或極值)條件進行求解.(2)數(shù)學

15、方法：例如求二次函數(shù)極值、討論公式極值、三角函數(shù)極值.1.如圖15所示，斜面體M放置在水平地面上，位于斜面上的物塊m受到沿斜面向上的推力F的作用，設物塊與斜面之間的摩擦力大小為Ff1，斜面體與地面之間的摩擦力大小為Ff2.增大推力F，斜面體始終保持靜止，下列判斷正確的是()專題綜合練圖15A.如果物塊沿斜面向上滑動，則Ff1、Ff2一定增大B.如果物塊沿斜面向上滑動，則Ff1、Ff2一定不變C.如果物塊與斜面相對靜止，則Ff1、Ff2一定增大D.如果物塊與斜面相對靜止，則Ff1、Ff2一定不變解析發(fā)生滑動時，摩擦力為滑動摩擦力，其大小與壓力有關，與F大小無關.相對靜止時，摩擦力為靜摩擦力，選物

16、塊與斜面體整體為研究對象，摩擦力Ff2增大.m與M間的摩擦力Ff1變化不確定.答案B2.如圖16所示，內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球與B球分別用兩根輕質細線連接.當系統(tǒng)保持靜止時，B球對碗壁剛好無壓力，圖中30，則A球和C球的質量之比為()圖163.如圖17所示，在高度不同的兩水平臺階上放有質量分別為m1、m2的兩物體，物體間用輕彈簧相連，彈簧與豎直方向夾角為.在m1左端施加水平拉力F，使m1、m2均處于靜止狀態(tài)，已知m1表面光滑，重力加速度為g，則下列說法正確的是()圖17C.地面對m2的支持力可能為零D.m1與m2一定相等解析對整體受力分析可知，整體受重力

17、、支持力、拉力及摩擦力；要使整體處于平衡，則水平方向一定有向右的摩擦力作用在m2上，且大小與F相同，故B正確；因m2與地面間有摩擦力，則一定有支持力，故C錯誤；4.(多選)如圖18所示，用OA、OB兩根輕繩將花盆懸于兩豎直墻之間，開始時OB繩水平.現(xiàn)保持O點位置不變，改變OB繩長使繩右端由B點緩慢上移到B點，此時OB與OA之間的夾角m2C.q1q2 D.q1q2E，即q1q2，而兩球的質量無法比較其大小，故C正確，A、B、D錯誤.答案C8.(多選)如圖22所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L，質量為m的直導體棒.在導體棒中的電流I垂直紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，下列外加勻

18、強磁場的磁感應強度B的大小和方向正確的是()圖22若外加勻強磁場的磁感應強度B的方向垂直斜面向下，則安培力沿斜面向下，導體棒不能平衡，C錯誤；若外加勻強磁場的磁感應強度B的方向豎直向下，則安培力水平向左，導體棒不能平衡，D錯誤；故選A、B.答案AB9.由粗糙的水平桿AO與光滑的豎直桿BO組成的絕緣直角支架如圖23放置，在AO桿、BO桿上套有帶正電的小球P、Q，兩個小球恰能在某一位置平衡.現(xiàn)將P緩慢地向左移動一小段距離，兩球再次達到平衡.若小球所帶電荷量不變，與移動前相比()A.P、Q之間的距離增大B.BO桿對Q的彈力減小C.AO桿對P的摩擦力增大D.AO桿對P的彈力減小圖23解析Q受力如圖，由力的合成與平衡條件可知：BO桿對小球Q的彈力變大，兩小球之間的庫侖力變大，由庫侖定律知，兩小球P、Q的距離變小，A、B錯誤；對小球P受力分析，可得AO桿對小球P的摩擦力變大，C正確；對小球P、Q整體受力分析，AO桿對小球P的彈力不變，D錯誤.答案C10.如圖24所示，傾角為的絕緣斜面體ABC置于粗糙的水平地面上.一質量為m、電荷量為q的小物塊(可看作是點電荷)恰好能在斜面上勻速下滑.若在AB中點D的上方與B等高的位置固定一電荷量為Q的點電荷，再讓物塊以某一速度從斜面上滑下，物塊在下滑至底端的過程中，斜面體保持靜止不動