高考物理二轮复习 第1讲 力与平衡课件.ppt

第1讲力与平衡 2 三个共点力的平衡 典题1 一轻杆bo 其o端用光滑铰链连接在固定竖直杆ao上 b端挂一重物 且系一细绳 细绳跨过杆顶a处的光滑小滑轮 用力f拉住 如图所示 现将细绳缓慢往左拉 使杆bo与杆ao间的夹角 逐渐减小 则在此过程中 拉力f及杆ob所受压力fn的大小变化情况是 a fn先减小 后增大b fn始终不变c f先减小 后增大d f始终不变 3 答案 b解析 取bo杆的b端为研究对象 受到绳子拉力 大小为f bo杆的支持力fn 和悬挂重物的绳子的拉力 大小为g 的作用 将fn 与g合成 其合力与f等值反向 如图所示 得到一个力三角形 如图中阴影部分 此力三角形与几何三角形oba相似 可利用相似三角形对应边成比例来解 4 解题技法解答物体的平衡问题的一般步骤是 1 确定研究对象 2 受力分析 有一定分析顺序 如先重力 再弹力 摩擦力 然后给定的力 最后是场力 3 利用平行四边形定则进行力的合成 或者是正交分解法进行力的分解 然后在坐标轴上建立平衡方程 或者用相似三角形方法进行解答 5 当堂练1 2017年2月浙江温州选考模拟 5 如图所示 两个质量均为m 电荷量分别为q1 q2的小球 放在半径为r的内壁光滑的绝缘半球形碗内 平衡时两球与碗心o点的连线和竖直方向的夹角均为30 则 答案 解析 6 通电导体在磁场中的平衡问题 典题2 2016年10月浙江选考 22 1 为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系 小明设计了如图所示的装置 半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上 一根长也为l 电阻为r的金属棒ab一端与导轨接触良好 另一端固定在圆心处的导电转轴oo 上 由电动机a带动旋转 在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面 大小为b1 方向竖直向下的匀强磁场 另有一质量为m 电阻为r的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内 并与固定在竖直平面内的 u 形导轨保持良好接触 导轨间距为l 底部接阻值也为r的电阻 处于大小为b2 方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中 从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关s与 u 形导轨连接 当开关s断开 棒cd静止时 弹簧伸长量为x0 当开关s闭合 电动机以某一转速匀速转动 棒cd再次静止时 弹簧伸长量变为x 不超过弹性限度 不计其余电阻和摩擦等阻力 求此时通过棒cd的电流icd 7 8 解析 s断开 cd棒静止 有mg kx0 s闭合 cd棒静止时受到的安培力f icdb2l 对ab棒用右手定则分析可知电流方向为由a到b 则cd棒所受安培力方向向下 9 归纳提升1 解决有关通电导体在磁场中的平衡问题 关键是受力分析 只不过比纯力学中的平衡问题要多考虑一个安培力 2 画好辅助图 如斜面 标明辅助方向 如b的方向 i的方向等 是画好受力分析图的关键 3 由于安培力 电流i 磁感应强度b的方向之间涉及三维空间 所以在受力分析时要善于把立体图转化成平面图 4 产生电流的方式常有3种 1 电源 干电池 给导体供电 2 另一根导体电磁感应给导体供电 3 导体本身电磁感应供电 10 当堂练2 2017年4月浙江选考 22 1 间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成 如图所示 倾角为 的导轨处于大小为b1 方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间 中 水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3m的 联动双杆 由两根长为l的金属杆cd和ef 用长度为l的刚性绝缘杆连接而成 在 联动双杆 右侧存在大小为b2 方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间 其长度大于l 质量为m 长为l的金属杆ab 从倾斜导轨上端释放 达到匀速后进入水平导轨 无能量损失 杆ab与 联动双杆 发生碰撞后杆ab和cd合在一起形成 联动三杆 联动三杆 继续沿水平导轨进入磁场区间 并从中滑出 运动过程中 杆ab cd和ef与导轨始终接触良好 且保持与导轨垂直 已知杆ab cd和ef电阻均为r 0 02 m 0 1kg l 0 5m l 0 3m 30 b1 0 1t b2 0 2t 不计摩擦阻力和导轨电阻 忽略磁场边界效应 g取10m s2 11 求杆ab在倾斜导轨上匀速运动时