山东省郓城县实验中学高考物理二轮复习 力与场内物体的平衡练习（无答案）.doc

专题一 力与场内物体的平衡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：对各种性质力特点的理解；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；分解思想应考策略深刻理解各种性质力的特点熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法知识回扣：1 弹力2 摩擦力3 电场力4 安培力5 洛伦兹力6 共点力的平衡1 处理平衡问题的基本思路：确定平衡状态(加速度为零)巧选研究对象(整体法或隔离法)受力分析建立平衡方程求解或作讨论2 常用的方法(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等3 带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力电场力、安培力或洛伦兹力4 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，因为f洛v.题型1整体法和隔离法在受力分析中的应用例1如图1所示，固定在水平地面上的物体p，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体p顶点上的小滑轮，一端系有质量为m4 kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角60，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50 n，作用在物块2的水平力f20 n，整个系统平衡，g10 m/s2，则以下正确的是 ()图1a1和2之间的摩擦力是20 nb2和3之间的摩擦力是20 nc3与桌面间摩擦力为20 nd物块3受6个力作用方法总结【针对训练】如图2所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上， 通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则 ()图2ab对c的摩擦力一定减小bb对c的摩擦力方向可能平行斜面向上c地面对c的摩擦力方向一定向右d地面对c的摩擦力一定减小题型2共点力作用下的静态平衡问题例2(2013山东15)如图3所示，用完全相同的轻弹簧a、b、c将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧a与竖直方向的夹角为30，弹簧c水平，则弹簧a、c的伸长量之比为()图3a.4 b4c12 d21方法总结【针对训练】如图4所示，甲、乙两物块用跨过定滑轮的轻质细绳连接，分别静止在斜面ab、ac上，滑轮两侧细绳与斜面平行甲、乙两物块的质量分别为m1、m2.ab斜面粗糙，倾角为，ac斜面光滑，倾角为，不计滑轮处摩擦，则以下分析正确的是 ()图4a若m1sin m2sin ，则甲所受摩擦力沿斜面向上b若在乙物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受的摩擦力一定变小c若在乙物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受的拉力一定变大d若在甲物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受拉力一定变大题型3共点力作用下的动态平衡问题例3(2013天津5)如图5所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于o点现用水平力f缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力fn以及绳对小球的拉力ft的变化情况是 ()图5afn保持不变，ft不断增大bfn不断增大，ft不断减小cfn保持不变，ft先增大后减小dfn不断增大，ft先减小后增大方法总结【针对训练】如图6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线的拉力f和环对小球的弹力fn的大小变化情况是 ()图6af减小，fn不变 bf不变，fn减小cf不变，fn增大 df增大，fn减小题型4带电体在电场内的平衡问题例4如图7所示，相互垂直的固定绝缘光滑挡板po、qo竖直放置在重力场中，a、b为两个带有同种电荷的小球(可以近似看成点电荷)，当用水平向左的作用力f作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态现若稍改变f的大小，使b稍向左移动一段小距离，则当a、b重新处于静止状态后 ()图7aa、b 间电场力增大b作用力f将减小c地面对b的支持力变大d地面对b的支持力变小方法总结1.电场和重力场内的平衡问题，仍然是力学问题力学中用到的图解法和正交分解法仍然可以用在电场和重力场中2当涉及多个研究对象时，一般采用整体法和隔离法结合的方法求解如本题分析地面对b的支持力和作用力f的变化时应用整体法可以非常方便地得出结论.1应用平衡条件解决电学平衡问题审题示例如图8所示，在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨pq、mn，相距为l，导轨处于磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上，a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计则 ()图8a物块c的质量是2msin b回路中电流方向俯视为顺时针cb棒放上后，a棒受到的安培力为2mgsin db棒放上后，a棒中电流大小是审题模板解析由右手定则可知回路中电流方向俯视为逆时针，b错误因为a、b、c都处于平衡状态，分别列三个平衡方程ftmgsin f安a、f安bmgsin ，ftmcg，而且a、b中电流相等，所以f安af安bbil，联立解以上四个方程，可得f安af安bmgsin ，mc2msin ，电流大小为，所以a、d正确，c错误答案ad【针对训练】一带电金属小球a用绝缘细线拴着悬挂于o点，另一带电金属小球b用绝缘支架固定于o点的正下方，金属小球a、b静止时位置如图9所示由于空气潮湿，金属小球a、b缓慢放电此过程中，小球a所受的细线的拉力f1和小球b对a的库仑力f2的变化情况是 ()图9af1减小，f2减小 bf1减小，f2不变cf1增大，f2增大 df1不变，f2减小【限时训练】(限时：45分钟)一、单项选择题1如图1所示为通过轻杆相连的a、b两小球，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的o点已知两球重力均为g，轻杆与细线oa长均为l.现用力f作用于小球b上(图上f未标出)，使系统保持静止状态且a、b两球在同一水平线上则力f最小值为()图1a.g b.g cg d2g2(2013新课标15)如图2，在固定斜面上的一物块受到一外力f的作用，f平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止，f的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为f1和f2(f20)由此可求出 ()图2a物块的质量b斜面的倾角c物块与斜面间的最大静摩擦力d物块对斜面的正压力3如图3所示，一串红灯笼在水平风力的吹动下发生倾斜，悬挂绳与竖直方向的夹角为30.设每个红灯笼的质量均为m，绳子质量不计则自上往下数第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力大小为 ()图3a.mg b2mgc4mg d.mg4两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图4所示开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为l，则 ()图4ab弹簧的伸长量也为lbb弹簧的伸长量为cp端向右移动的距离为2ldp端向右移动的距离为(1)l5如图5所示，物体a、b用细绳连接后跨过定滑轮a静止在倾角为30的斜面上，b被悬挂着已知质量ma2mb，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由30缓慢增大到50，物体始终保持静止，那么下列说法中正确的是()图5a物体b通过细绳对a的拉力将增大b物体a受到斜面的支持力将增大c物体a受到的静摩擦力将先减小后增大d物体a受到的静摩擦力将增大6轻杆的一端安装有一个小轻滑轮p，用手握住杆的另一端支撑着悬挂重物的绳子，如图6所示现保持滑轮的位置不变，使杆向下转动一个角度到虚线位置，则下列关于杆对滑轮p的作用力的判断正确的是 ()图6a变大 b不变c变小 d无法确定7如图7，匀强电场方向垂直于倾角为的绝缘粗糙斜面向上，一质量为m的带正电荷的滑块静止于斜面上，关于该滑块的受力，下列分析正确的是(当地重力加速度为g) ()图7a滑块可能只受重力、电场力、摩擦力三个力的作用b滑块所受摩擦力大小一定为mgsin c滑块所受电场力大小可能为mgcos d滑块对斜面的压力大小一定为mgcos 8如图8所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，利用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，挡板对小球的推力f1、半球面对小球的支持力f2的变化情况正确的是 ()图8af1增大、f2减小bf1增大、f2增大cf1减小、f2减小df1减小、f2增大二、多项选择题9(2013广东20)如图9，物体p静止于固定的斜面上，p的上表面水平，现把物体q轻轻地叠放在p上，则 ()图9ap向下滑动bp静止不动cp所受的合外力增大dp与斜面间的静摩擦力增大10如图10所示，a是一质量为m的盒子，b的质量为m，a、b用细绳相连，跨过光滑的定滑轮置于倾角为的斜面上，b悬于斜面之外而处于静止状态，斜面放置在水平地面上现在向a中缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中()图10a绳子拉力不变ba对斜面的压力逐渐增大ca所受的摩擦力逐渐增大d地面对斜面的摩擦力逐渐增大11如图11所示，三个物块a、b、c叠放在光滑的斜面上，用方向与斜面平行的拉力f作用在b上，使三个物块一起沿斜面向上匀速运动设物块c对a的摩擦力为ffa，对b的摩擦力为ffb，下列说法正确的是 ()图11affa与ffb方向相同bffa与ffb方向相反cffaffb12如图12所示，凹形槽半径r30 cm，质量m1 kg的小物块(可视为质点)，在沿半径方向的轻弹簧挤压下处于静止状态已知弹簧的劲度系数k50 n/m，弹簧原长l040 cm，一端固定在圆心o处，弹簧与竖直方向的夹角37，取g10 m/s2，sin 370.