高三物理二轮复习专题一--力和物体的平衡

精品文档 1欢迎下载 专题一专题一 力和物体的平衡力和物体的平衡 各种性质的力 各种性质的力 1 重力 方向 竖直向下 大小 G mg g 随高度 纬度而变化 2 弹力 产生条件 接触 形变 方向 沿形变恢复的方向 大小 F kx x 为伸长量或压缩量 K 为倔强系数 只与弹簧的原长 粗细和材 料有关 3 摩擦力 产生条件 有弹力 有相对运动或相对运动趋势 方向 总是与相对运动或相对运动趋势方向相反 大小 滑动摩擦力 f N 静摩擦力 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求 解 4 万有引力 F G 5 库仑力 F K 真空 点电荷 6 电场力 F Eq F 与电场强度的方向可以相同 也可以相反 7 安培力 磁场对电流的作用力 公式 F BIL B I 方向 左手定则 8 洛仑兹力 磁场对运动电荷的作用力 公式 f BqV B V 方向 左手定则 洛仑兹力永不做功 平衡力 平衡状态平衡力 平衡状态 1 物体在几个力作用下处于静止或匀速直线运动状态 叫做平衡状态 这几个力互相叫做平 衡力 或其中一个力叫其余几个力的平衡力 2 几个共点力作用于物体而平衡 其中任意几个力的合力与剩余几个力 一个力 的合力一 定等值反向 3 平衡状态 静止 V 0 a 0 匀速直线运动 V 恒量 a 0 平衡条件 所受合外力为零 F 0 或 Fx 0 Fy 0 平衡问题的一般分析方法 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 2 用力的合成法 分解法 正交分解法确定力间关系 3 列平衡方程进行定量分析或讨论 4 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 精品文档 2欢迎下载 平衡问题分类练习 平衡问题分类练习 1 在下列运动状态下 物体处于平衡状态的有 A 秋千摆到最低点时 dyszplg B 蹦床运动员上升到最高点速度为零时 C 水平匀速运动的传送带上的货物相对于传送带静止时 D 宇航员翟志刚 刘伯明 景海鹏乘坐 神舟七号 进入轨道做圆周运动时dyszplg 一 静止状态一 静止状态 2 如图所示 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 B tan 2 mg k 2 tan 2 mg k C D tan mg k 2 tan mg k 3 如图所示 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 A mg B C D mg 3 31 6 mgmg 6 6 4 质量为 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 AB 5 西城一模 17 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 A 减小磁感应强度B B 调节滑动变阻器使电流减 A D B O mC B b E a O 精品文档 3欢迎下载 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 6 一质量为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 D 0 2 g F M g F M 2 g F M 2 7 如图所示 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 A B mgd U 2mgd U C D 3mgd U 4mgd U 8 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 A 18N 和 10N B 4N 和 10N C 12N 和 2N D 14N 和 2N 9 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 Eq 2mg 两球间细线的张力为 mg 2kq2 L2 Eq 10 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 N C 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 N 图 8 A B d m A B 精品文档 4欢迎下载 二 动态平衡二 动态平衡 11 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 12 国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 dyszplg A 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 13 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 物体所受静摩擦力的方向可能会改变 180 C 物体的重力势能逐渐增大 电势能逐渐减小 D 物体的重力势能逐渐增大 电势能逐渐增大 14 如图 1 2 13 所示 平行板电容器竖直放置 A 板上用绝缘线悬挂一带电 小球 静止时绝缘线与固定的 A 板成 角 移动 B 板 下列说法正确的是 A S 闭合 B 板向上平移一小段距离 角变大 B S 闭合 B 板向左平移一小段距离 角变大 C S 断开 B 板向上平移一小段距离 角变大 D S 断开 B 板向左平移一小段距离 角不变 三 匀速直线运动三 匀速直线运动 15 一个质量m的物体放在水平地面上 物体与地面间的摩擦因数为 轻弹簧的一端系在物体上 如图所示 当用力F与水平方向成 角拉弹簧 时 弹簧的长度伸长x 物体沿水平面做匀速直线运动 求力 F 的大小及 弹簧的劲度系数 16 如图 质量为 m 的物体置于倾角为 的光滑斜面上 先用平行于斜面的推力 F1作用于物 体上 能使其能沿斜面匀速上滑 若改用水平推力作用于物体上 也能使物体沿斜面匀速上滑 则两次力之比 F1 F2 精品文档 5欢迎下载 17 如图所示 倾角为 30 的粗糙绝缘斜面固定在水平地面上 整个 装置处在垂直斜面向上的匀强电场之中 一质量为 m 电荷量为 q 的 小滑块恰能沿斜面匀速下滑 已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为 求该匀强电场场强 E 的大小 18 如图所示 质量为 m 带电荷电量为 q 的微粒以速度 v 与水平面成 45 进入匀强电场和匀强磁场 磁场方向垂直纸面向里 若微粒在电场 磁场 重力场作用下做匀速直线运动 求电场强度 E 和磁感应强度 B 的 大小和方向 19 如图所示 在正交坐标系 Oxyz 的空间中 同时存在匀强电场和匀强 磁场 x 轴正方向水平向右 y 轴正方向竖直向上 匀强磁场的方向与 xOy 平面平行 且与 x 轴的夹角为 60 一质量为 m 电荷量为 q 的带 电质点从 y 轴上的点 P 0 h 0 沿平行于 z 轴方向以速度 v0 射入场区 重力加速度为 g 若质点恰沿 v0 方向做匀速直线运动 求电场强度的最 小值 Emin 及方向 20 如图所示 水平的平行金属板和直流电源相连 中间有一垂直纸面向 外的匀强磁场 一带电粒子以速度 v 向右飞入板间 恰能做匀速运动 那么 变 换以下条件时 不能使粒子做匀速运动的有 A 减小粒子的带电量 B 增大粒子的飞入速度 C 使粒子从右边飞入板间 D 让粒子带和原先符号相反的电荷 21 图 1 8 是磁流体发电机工作原理图 磁流体发电机由燃烧室 O 发电通道 E 和偏转 磁场 B 组成 在 2500K 以上的高温下 燃料与氧化剂在燃烧室混合 燃烧后 电离为正负 离子 即等离子体 并以每秒几百米的高速喷入磁场 在洛仑兹力的作用下 正负离子分别 向上 下极板偏转 两极板因聚积正负电荷而产生静电场 这时等离子体同时受到方向相反的 洛仑兹力 与电场力 F 的作用 当 F 时 离子匀速穿过磁场 两极板电势差达到ff 最大值 即为电源的电动势 设两板间距为 d 板间磁场的磁感强度为 B 等离子体速度为 v 负载电阻为 R 电源内阻不计 通道截面是边长为 d 的正方形 试求 1 磁流体发电机的电动势 22 一导体材料的样品的体积为 精品文档 6欢迎下载 a b c A C A C 为其四个侧面 如图所示 已知导体样品中载流子是自由电子 且单 位体积中的自由电子数为n 电阻率 电子的电荷量为e 沿x方向通有电流I 1 导体A A两个侧面之间的电压是 导体中自由电子定向移动的速率是 2 将该导体样品放在匀强磁场中 磁场方向沿z轴正方向 则导体板侧面C的电势 侧面C 的电势 填高于 低于或等于 3 在 2 中 达到稳定状态时 沿x方向电流仍为I 若 测得CC 两面的电势差为U 计算匀强磁场的磁感应强度 23 长为L宽为d质量为m总电阻为R的矩形导线框上下两边保持水平 在竖 直平面内自由落下而穿越一个磁感应强度为B宽度也是d的匀强磁场区 已知 线框下边刚进入磁场就恰好开始做匀速运动 则整个线框穿越该磁场的全过程 中线框中产生的电热是 24 如图所示 在竖直面内有两平行金属导轨 AB CD 导轨间距为 l 电阻不计 一根电阻不计 的金属棒 ab 可在导轨上无摩擦地滑动 棒与导轨垂直 并接触良好 导轨之间有垂直纸面向外的 匀强磁场 磁感强度为 B 导轨右边与电路连接 电路中的三个定值电阻阻值分别为 2R R 和 R 在 BD 间接有一水平放置的平行板电容器 C 板间距离为 d 当 ab 以速度 v0匀速向左运动时 电 容器中质量为 m 的带电微粒恰好静止 试判断微粒的带电性质及带电量的大小 25 如图所示 上下不等宽的平行金属导轨的EF和GH两部分导轨间的距离为 2L I J和MN 两部分导轨间的距离为L 导轨竖直放置 整个装置处于水平向里的匀强磁场中 金属杆ab 和cd的质量均为m 都可在导轨上无摩擦地滑动 且与导轨接触良好 现对金属杆ab施加一 个竖直向上的作用力F 使其匀速向上运动 此时cd处于静止状态 则F的大小为多少 答案 x z y a b c C C A A B I L d dB 精品文档 7欢迎下载 15 或 F k x cossin mg k x 16 cos 17 13 2 mg E q 18 或 mg E q 2mg B qv 19 与水平 X 轴成 60 度角 3 2 mg E q 21 1 UBvd 2 2 B v p R 22 1 由题意知 样品的电阻 R c ab 根据欧姆定律 U0 I R cI ab 分析 t 时间定向移动通过端面的自由电子 由电流的定义式 I