高考物理专题复习文档“力与物体平衡”学前诊断含解析

1、“力与物体平衡”学前诊断考点一受力分析1.考查共点力的平衡条件、弹力的方向判断如图所示，三个形状不规则的石块 a、b、c在水平桌面上成功地叠放在一起。卜列说法正确的是（）A .石块b对a的支持力一定竖直向上B.石块b对a的支持力一定等于 a受到的重力C.石块c受到水平桌面向左的摩擦力D.石块c对b的作用力一定竖直向上解析：选D 由题图可知，a与b的接触面不是水平面，可知石块 b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力， 跟a受到的重力是一对平衡力,故A、B错误；以三个石块作为整体研究，整体受到的重力与支持力是一对平衡力，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力,故C错误；选取ab作为整体研究，根据平衡条件

2、，石块c对b的作用力与其重力平衡，则石块c对b的作用力一定竖直向上，故 D正确。2.考查摩擦力的有无及方向判断多选如图甲、乙所示，倾角为。的斜面上放置一滑块 M,在滑块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是（）A.图甲中物块m受到摩擦力B.图乙中物块m受到摩擦力C.图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D.图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力解析：选BD 对题图甲：设 m受到摩擦力，则物块 m受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡，若受到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，则物体m受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C错误。对题图乙

3、：设物块 m不受摩擦力，由于m匀速下滑，m必受力平衡，若 m只受重力、支持力作用，由于支持力与接触 面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知：m受到与斜面平行向上的摩擦力，B、D正确。3.考查力的合成与分解、胡克定律 多选如图，粗糙水平面上 a、b、c、d四个相同小物块用四根完全相 同的轻弹簧连接，正好组成一个等腰梯形，系统静止。 ab之间、ac之间 以及bd之间的弹簧长度相同且等于cd之间弹簧长度的一半，ab之间弹簧弹力大小为cd之间弹簧弹力大小的一半。若a受到的摩擦力大小为f,则（）A. ab之间的弹簧一定是压缩的B. b受到的摩擦力大小为 fc. c受到的摩擦力大小为

4、，3fD. d受到的摩擦力大小为 2f解析：选ABC 设每根弹簧的原长为 Lo, ab之间弹簧的形变量为Axi, cd之间弹簧的形变量为 Ax2,则有kAx2=2kAxi,若ab之间的弹 簧也是被拉长，则有：Lo+ Ax2= 2（Lo+ Axi）,解得Lo = 0,不符合题意， 所以ab之间的弹簧被压缩，A正确；由于a受到的摩擦力大小为 f,根据对称性可得，b受到的摩擦力大小也为 f, B正确；以a和c为研究对象进行受力分析如1cd图所示，图中的。为ac与cd之间的夹角，则cos 0= J=1,所以0= 60°,则/ cab=120°, ac 2a受到的摩擦力大小 f=T;

5、对c根据力的合成可得fc=<3f,所以C正确；由于c受到的摩擦力大小为 mf,根据对称性可知，d受到的摩擦力大小也为 <3f, D错误。4 .考查物体的平衡条件、摩擦力的分析与计算如图，滑块 A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块引A（A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知 A与B,间的动摩擦因数为也A与地面间的动摩擦因数为巴最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为（）1A.1 B.一口 |J21+ m卢 C.D 2+ W 四.心1 |j2解析：选B 滑块B刚好不下滑，根据平衡条件得 mBg=黑F;滑块A恰好不滑动，则滑块A与地面之间的摩擦力等于最

6、大静摩擦力，把A、B看成一个整体，根据平衡条件得F考点二整体法与隔离法的应用=（mA+mB）g,解得mH1肃。选项B正确。mgFN2 = sin 夕根据牛顿第三定律得正方体对圆柱体的压力为sin5 .考查整体法与隔离法、力的合成与分解如图所示，质量为 M的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上，质量为m的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间，且不计圆柱体与正方体之间的摩擦，正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成。角，圆柱体处于静止状态。则（）A .地面对圆柱体的支持力为MgB.地面对圆柱体的摩擦力为mgtan 0mgC.墙壁对正方体的弹力为高上D.正方体对圆柱体的压力为 -mg;cos 0解析：选C 以

7、正方体为研究对象，受力分析，如图：X A由几何知识得，墙壁对正方体的弹力Fni=-mg-rjriy/ptan 0圆柱体对正方体的弹力以圆柱体和正方体为研究对象，竖直方向受力平衡,地面对圆柱体的支持力：Fn = （M + m）g,水平方向受力平衡，地面对圆柱体的摩擦力:Ff = F ni= " 1tan故选Co6 .考查整体法与隔离法、物体的平衡条件.1IF的力向左拉动C,多选如图所示，木板 C放在水平地面上，木板 B放在C的上面，木板A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧秤固定在竖直的墙壁上，A、B、C、质量相等，且各接触面动摩擦因数相同，用大小为使它以速度v匀速运动，三者稳定后弹簧秤

8、的示数为T。则下列说法正确的是（）A. B对A的摩擦力大小为 T,方向向左B. A和B保持静止，C匀速运动C . A保持静止，B和C 一起匀速运动D. C受到地面的摩擦力大小为 F-T解析：选ACD 由题意，A、B、C质量相等，且各接触面动摩擦因数相同，再依据滑 动摩擦力公式 Ff= Fn,可知，B、C之间的滑动摩擦力大于 A、B之间的，因此在 F作用 下，BC作为一整体运动的，对 A受力分析：A受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，那 么根据平衡条件，可知，B对A的摩擦力大小为 T,方向向左，故 A、C正确，B错误；又因为木板间力的作用是相互的，则木板B受到A对它水平向右的摩擦力，大小为T;由

9、于B、C做匀速直线运动， 则B、C受到水平向左的拉力 F和水平向右的两个摩擦力平衡 （A对 B的摩擦力和地面对 C的摩擦力），根据平衡条件可知，C受到地面的摩擦力大小为 F-T,故D正确。7 .考查整体法与隔离法、摩擦力的分析与判断0= 3= 30 o 根多选如图所示，质量为 M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴 住质量为m的小球B置于斜面上，整个系统处于静止状态，已知斜面倾角 及轻绳与竖直方向夹角均为0= 30。不计小球与斜面间的摩擦，则 （3A.轻绳对小球的作用力大小为mg8 .斜面对小球的作用力大小为 42mgC.斜面体对水平面的压力大小为（M + m）g3D,斜面体与水平面间的摩擦力

10、大小为6 mg解析：选AD 以小球B为研究对象，受力如图甲所示，由几何关系知 据受力平衡可得.'3Ft=Fn= 3 mg以斜面体A为研究对象，其受力如图乙所示。1由文力平衡得 F ni= Mg + F n cos 0= Mg +-mg3Ff= F n sin 0= mg故B、C选项错误，A、D选项正确。考点三动态平衡问题8.考查用图解法分析动态平衡问题质量为m的物体用轻绳 AB悬挂于天花板上。用水平向左的力 F缓慢拉 r / 动绳的中点。，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在 。点向左移动 的过程中（）A . F逐渐变大，T逐渐变大B. F逐渐变大，T逐渐变小C. F逐渐变小，T逐

11、渐变大D. F逐渐变小，T逐渐变小解析：选A 以O点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的 力缓慢拉动 O点时，则绳 OA与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡 条件知F逐渐变大，T逐渐变大，选项 A正确。9.考查用解析法分析动态平衡问题多选如图所示，叠放在一起的 A、B两物体放置在光滑水平地面上，A、B之间的水平接触面是粗糙的，细线一端固定在A物体上，另一端固定于N点，水平恒力F始终不变，A、B两物体均处于静止状态，若将细 线的固定点由N点缓慢下移至 M点（线长可变），A、B两物体仍处于静止状态，则（）A.细线的拉力将减小B. A物体所受的支持力将增大C . A物体所受摩擦力将增大D.水平地

12、面所受压力将减小解析：选AB 以A、B两物体组成的系统作为研究对象，受力分析如图甲所示。水平方向Ftcos a= F ,竖直方向：FN+FTSin a= （mA+mB）g,因为细线与水平地面的 夹角a减小，cos a增大，Sin a减小，Ft将减小，Fn将增大，所以细线所受拉力减小，地 面受到的压力增大，A正确，D错误；以物体 A为研究对象，受力分析如图乙所示，竖直方向：F na + F Tsin a= mAg, Ft减小，sin a减小，所以 Fna增大，B正确；以B为研究对 象，在水平方向上由力的平衡可得Ff=F, A物体所受摩擦力不变，C错误。10.考查用相似三角形法求解动态平衡问题多选

13、如图所示，质量均为m的小球A、B用劲度系数为ki的轻弹簧 t,k，相连，B球用长为L的细绳悬于。点，A球固定在。点正下方，当小球 B i 平衡时，绳子所受的拉力为Fti,弹簧的弹力为Fi;现把A、B间的弹簧换，4谒®螂成原长相同但劲度系数为k2（k2>ki）的另一轻弹簧，在其他条件不变的情况”二几,下仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为Ft2,弹簧的弹力为 F2,则下列关于Fti与FT2、Fi与F2大小之间的关系，正确的是 （）A . Ft1>F T2B . F T1 = F T2C. Fi<F2D, Fi= F2解析：选BC 小球B受重力mg、绳子拉力Ft和弹簧弹力

14、F .三个力而平衡，平移 Ft、F构成矢量三角形如图所示，由图可以看/X出，力的矢量三角形总是与几何三角形OAB相似，因此有；mg = ? = F-,其中OA、L保持OA L AB不变，因此绳子的拉力 Ft大小保持不变，A错误、B正确；当弹簧的劲度系数 k增大时，弹簧的压缩量减小， A、B间距离增大，因此对应的力 F增大，C正确、D错误。考点四电磁场中的平衡问题11.考查库仑定律、物体的平衡条件、力的合成与分解多选如图所示，绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水金平面的夹角 仁30。一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球 A,细线与斜面平行，且小球 A正好静止在斜面

15、中点。yU-心，在小球A的正下方地面处固定放置一带电小球B,两球相距为do已知两球的质量均为 m、电荷量均为+ q,静电力常量为 k,重力加速度为 g,两球均可视为点电荷。则下列说法正 确的是（）q2A.两球之间的库仑力 F=k京B 当卜 '耍时斜面对小球A的支持力为内詈c.当，=ymg时，细线上拉力为0D,将小球B移到斜面底面左端 C点，当d"= 2'此时，斜面对小球 A的支持力为0 解析：选ABD 依据库仑定律，得两球之间的库仑力大小为F=< f-I22k%,故a正确；当q=、/2¥时，则有kqd2=2mg,对球a受力分析，如图甲所示：根据矢量的合

16、成法则，依据三角知识，则支持力N=3m104拉力丁 =臂，故B正确，C错误；当小球B移到斜面底面左端 C点，对球A受力分析，如 图乙所示：依据几何关系可知，T与F的夹角为120°,且两力的合力与重力反向。当q= /mg时，即有kq2=mg，根据矢量的合成法则，则有 d , kd两合力与重力等值反向，那么斜面对小球A的支持力为N = 0,而现在：=2、/%时，即有kd=4mg,那么小球A离开斜面，因此斜面对 小球A的支持力仍为零，故 D正确。12 .考查库仑力作用下物体的动态平衡问题如图所示，可视为质点的两个带同种电荷的小球a和b,分别静止在竖直墙面和水平地面上；b球被光滑竖直板挡住，

17、所有接触面均光滑，球由于缓慢漏电而缓慢下降，在此过程中（）A .地面对b的支持力变小B.竖直挡板对b的支持力变小C. a、b间的作用力变大D.以上说法均不正确解析：选C 对ab的整体而言，竖直方向受重力和地面的支持力，故支持力总等于两球的重力，可知地面对b的支持力不变，选项A错误；对a受力分析如图；受到重力G,库仑力F和墙面的弹力 N, 当a球下移时，由受力图可知， N和F均变大，可知选项 C正确；对ab整体，水平方向竖直挡板对b的支持力等于墙面对a的弹力N,则竖直挡板对 b的支持力变大，选项B错误。13 .考查复合场中带电粒子的平衡问题多选长方形区域内存在有正交的匀强电场和匀强磁场，其方向如

18、图所示，一个质量为m且带电荷量为q的小球以初速度 V0竖直向下进入该区域。若小球恰好沿直线下降，则下列判断正确的是（）A.小球带正电mgB.电场强度E = qC.小球做匀速直线运动d.磁感应强度B=qmgo解析：选CD 小球在复合场内受到自身重力，电场力和洛伦兹力，其中电场力和重力 都是恒力，若速度变化则洛伦兹力变化，合力变化，小球必不能沿直线下降，所以合力等于0,小球做匀速直线运动，选项 C正确。若小球带正电，则电场力斜向下，洛伦兹力水平向左，和重力的合力不可能等于0,所以小球不可能带正电，选项 A错误。小球带负电,qE=J2mg,电场强度 E受到斜向上的电场力和水平向右的洛伦兹力，根据力的合成可得=啦皿，选项B错误。洛伦兹力qvoB = mg,磁感应强度B =强，选项D正确。 qqv014 .考查安培力作用下导体的动态平衡问题如图所示，两根通电直导体棒用四根长度相等的绝缘细