高三二轮复习之力与物体的平衡.doc

力与物体的平衡教学目标：1、重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力作用下的受力分析 2、整体法和隔离法分析问题 3、平衡中的最值问题专题定位：本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题.高考对本专题内容的考查主要有：重力、弹力、摩擦力作用下的受力分析；重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力作用下的受力分析；共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理思想和方法有:整体法和隔离法；假设法；合成法；正交分解法；矢量三角形法；相似三角形法；等效思想；分解思想等.应考策略：深刻理解各种性质力的方向特点，紧紧把握平衡这一特殊状态，通过受力分析，运用平衡条件，选用适当的方法解决问题.教学内容一、摩擦力问题例1、 如图1-21所示长木板L的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板成水平位置当木板向下转动，角逐渐增大的过程中，摩擦力 的大小随角变化最有可能的是图1-22中 （ ）（考察滑动摩擦力和静摩擦力的变化问题）练习2、如图，甲、乙、丙三个物体，质量相同，与地面间的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，则它们受到的摩擦力的大小关系是：（考察滑动摩擦力和静摩擦力大小问题）三者相同乙最大丙最大条件不够，无法判断大小练习3、如图15所示，一个重为100N的物体放在倾角为300 的斜面上，物体与斜面间的滑动摩擦系数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。今有一个与斜面平行且与最大倾斜线成300 的力F作用于物体上，使物体在斜面上保持静止。求力F的大小范围。（考察静摩擦力和最大静摩擦力的问题）二、对物体受力分析例2、 如图1所示，质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态.m与M的接触面与竖直方向的夹角为，若不计一切摩擦，下列说法正确的是() （考察受力分析问题，整体和隔离问题）A.水平面对正方体M的弹力大小大于(Mm)gB.水平面对正方体M的弹力大小为(Mm)gcos C.墙面对正方体M的弹力大小为mgcot D.墙面对正方体M的弹力大小为mgtan 图甲图乙练习3、中子内有一个电荷量为2e/3的上夸克和两个电荷量为-e/3的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图甲图乙中给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是：（考察电场中的受力分析问题）练习4.、如图17所示，某空间存在正交的匀强电磁场,电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带负电微粒由a点以一定初速度进入电磁场，刚好能沿直线ab斜向上运动，则下列说法正确的是( ) （考察复合场中受力分析问题，）A.微粒的动能一定增加 B.微粒的动能一定减少C.微粒的电势能一定减少 D.微粒的机械能一定增加练习5、如图7所示，ace和bdf是间距为L的两根足够长平行导轨，其中ac、bd段光滑，ce、df段粗糙，导轨平面与水平面的夹角为.整个装置处在磁感应强度为B，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，ab之间连有阻值为R的电阻.若将一质量为m的金属棒置于ef端，今用大小为F，方向沿斜面向上的恒力把金属棒从ef位置由静止推至距ef端s处的cd位置(此时金属棒已经做匀速运动)，现撤去恒力F，金属棒最后又回到ef端(此时金属棒也已经做匀速运动).若不计导轨和金属棒的电阻，且金属棒与ce、df段的动摩擦因数为.求：(1)金属棒上滑过程中的最大速度；(2)金属棒下滑过程的末速度；(3)金属棒自ef端上滑再回到ef端的过程中，电阻R产生的焦耳热.三、平衡问题1、平衡问题的一般分析方法：1）、由关键词判断平衡状态。2）、对物体进行正确的受力分析。连接体问题要结合整体法、隔离法进行受力分析。3）、用力的合成法、分解法、正交分解法确定力间关系。4）、列平衡方程进行定量分析或讨论。5）、动态平衡问题先确定不变量，再通过作图确定变量如何变化。2、求解平衡问题的基本思维方法整体法与隔离法整体和部分是相对的，二者在一定条件下可以相互转化。一定层次上的整体是更大系统中的一个部分，一定层次上的部分也是由更小层次上的部分所组成的系统，具有整体的功能。由于整体和部分是辩证的统一，所以解决问题时不能把整体法和隔离法对立起来，而应该灵活地把两种方法结合起来使用；既可以先从整体考虑，也可以先对某一部分进行隔离，从整体到部分，由部分再回到整体，应据具体问题灵活选取研究对象，多方位、多角度地展开思维。OABPQ例3、（2011年南通模拟）有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙， OB竖直向下，表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是 AFN不变，f变大 BFN不变，f变小CFN变大，f变大 DFN变大，f变小练习6、如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆环A套在粗糙的水平直杆MN上。现用水平力F拉着绳子上的一点O，使小球B从图示实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是（ ）A. Ff不变，FN不变 B. Ff增大，FN不变 C. Ff增大，FN减小 D. Ff不变，FN减小练习7、如图所示，小球用细线拴住放在光滑斜面上，用力推斜面向左运动，小球缓慢升高的过程中，细线的拉力将( )A.先增大后减小 B.先减小后增大C.一直增大 D.一直减小练习8、家大剧院外部呈椭球型。假设国家大剧院的屋顶为半球形，一保洁人员为执行保洁任务，必须在半球形屋顶上向上缓慢爬行（如图所示），他在向上爬的过程中（ ） dyszplgA屋顶对他的摩擦力不变 B屋顶对他的摩擦力变大C屋顶对他的支持力不变 D屋顶对他的支持力变大四、最值问题例4、图3所示是简式千斤顶示意图，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将预制板顶起.当预制板刚被顶起时对千斤顶的压力为1.0105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120，则下列判断正确的是( )A.此时两臂支持力大小均为1.0105 NB.此时千斤顶对预制板的支持力为1.0105 NC.若继续摇动手把，千斤顶对预制板的支持力将增大D.若继续摇动手把，千斤顶对预制板的支持力将减小练习9、小球作细绳系住放在倾角为的光滑斜面上，当绳子从水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力将：A逐渐增大B逐渐减小C先增大，后减小D先减小，后增大练习10、放在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B，A位于筒底靠在左侧壁处,B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止.若A的电量保持不变，B由于漏电而下降少许重新平衡，下列说法正确的是 ()A.A对筒底的压力变小 B.B对筒壁的压力变大C.A、B间的库仑力变小 D.A、B间的电势能减小练习：O1、图所示，质量均为m的两个小球，分别用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止时弹簧是水平的，若两根细线之间的夹角为，则弹簧的形变量为（ ）A BC DADBOmC2、A、B为竖直墙面上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆（即：杆在O端所受的力沿杆OC方向）转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面内AOB=90，COD=60若在O点处悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受的拉力为：（ ）Amg B C D 3、量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（ )4、如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角 = 30。金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中。当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态。若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆仍保持静止状态，可以采取的措施是（ ）BbEaA减小磁感应强度BB调节滑动变阻器使电流减小C减小导轨平面与水平面间的夹角D将电源正负极对调使电流方向改变 5、质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g现欲使该气球以同样速率匀、速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为（ ） A B C D06、A、B为水平正对放置的平行金属板，板间距离为d。一质量为m的带电油滴在两金属板之间，油滴运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。将油滴由静止释放，若两金属板间的电压为零，一段时间后油滴以速率v匀速下降。若两金属板间加电压U，一段时间后油滴以速率2v匀速上升。由此可知油滴所带电荷量的大小为（ ）dmABA BC DAB7如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，A放在水平地面上，B的上端通过细线挂在天花板上；已知A的重力为8N，B的重力为6N，弹簧的弹力为4N则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是（）A18N和10N B4N和10N C12N和2N D14N和2N图88在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为+2q和-q，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点处于平衡状态，如图8所示，重力加速度为g，则细绳对悬点O的作用力大小为（）两球间细线的张力为 （）9（06北京19）木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动磨擦因数均为0.25；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动。现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上.如图所示.力F作用后A.木块A所受摩擦力大小是12.5 N B.木块A所受摩擦力大小是11.5 NC.木块B所受摩擦力大小是9 N D.木块B所受摩擦力大小是7 N10质量为m的物体带正电Q在斜面上处于静止状态，物体与斜面均在匀强电场内，匀强电场E方向水平向右.当斜面的倾角逐渐增大（90），而该带电体仍静止在斜面上时，则A.物体克服电场力做功 B