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    2011届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之相互作用 第4讲专题求解平衡问题的常用方法及特例 doc--高中物理 .doc

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    2011届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之相互作用 第4讲专题求解平衡问题的常用方法及特例 doc--高中物理 .doc

    永久免费组卷搜题网第4讲 专题 求解平衡问题的常用方法及特例1.图2410如图2410所示,用绳OA、OB和OC吊着重物P处于静止状态,其中绳OA水平,绳OB与水平方向成角现用水平向右的力F缓慢地将重物P拉起,用FA和FB分别表示绳OA和绳OB的张力,则()AFA、FB、F均增大 BFA增大,FB不变,F增大CFA不变,FB减小,F增大 DFA增大,FB减小,F减小解析:把OA、OB和OC三根绳和重物P看作一个整体,整体受到重力mg,A点的拉力FA,方向沿着OA绳水平向左,B点的拉力FB,方向沿着OB绳斜向右上方,水平向右的拉力F而处于平衡状态,有:FAFFBcos ,FBsin mg,因为不变,所以FB不变再以O点进行研究,O点受到OA绳的拉力,方向不变,沿着OA绳水平向左,OB绳的拉力,大小和方向都不变,OC绳的拉力,大小和方向都可以变化,O点处于平衡状态,因此这三个力构成一个封闭的矢量三角形(如图),刚开始FC由竖直方向逆时针旋转到图中的虚线位置,因此FA和FC同时增大,又FAFFBcos ,FB不变,所以F增大,所以B正确答案:B2.图2411表面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上,球心O的正上方O处有一无摩擦的定滑轮,轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上,如图2411所示,两小球平衡时,若滑轮两侧细绳的长度分别为L12.4R和L22.5R,则这两个小球的质量之比m1m2为(不计球的大小)()A241 B251C2425 D2524解析:对小球2进行受力分析,如右图所示,显然OOP与PBQ相似设OOH,OPR,OPL2,由相似三角形的性质有m2g/HFN/RF2/L2,则m2F2H/(gL2),同理可得m1F1H/(gL1)而F1F2,于是m1/m2L2/L12524.答案:D3.图2412如图2412所示,一根弹性细绳原长为l,劲度系数为k,将其一端穿过一个光滑小孔O(其在水平地面上的投影点为O),系在一个质量为m的滑块A上,A放在水平地面上小孔O离绳固定端的竖直距离为l,离水平地面高度为h(h<mg/k),滑块A与水平地面间的最大静摩擦力为正压力的倍问:(1)当滑块与O点距离为r时,弹性细绳对滑块A的拉力为多大?(2)滑块处于怎样的区域内时可以保持静止状态?解析:(1)当滑块与O点的距离为r时,弹性细绳的伸长量为x .由胡克定律知,弹性绳的拉力Fkxk(2)设OA与水平面的夹角为,分析物体受力如图所示,由平衡条件得:FNFsin mgFcos Ff.而Fk,FfmFN所以有:k·cos FfFfm(mgFsin )(mgkh)其中cos r,故r答案:(1)k(2)以O为圆心,以为半径的圆内的任何位置4.图2413如图2413所示,在质量为1 kg的重物上系着一条长30 cm的细绳,细绳的另一端连着套在水平棒上可以滑动的圆环,环与棒间的动摩擦因数为0.75,另有一条细绳,其一端跨过定滑轮,定滑轮固定在距离圆环0.5 m的地方当细绳的端点挂上重物G,而圆环将要滑动时,试问:(1)长为30 cm的细绳的张力是多少?(2)圆环将要开始滑动时,重物G的质量是多少?(3)角多大?(环的重力忽略不计)解析:因为圆环将要开始滑动,所以可以判定本题是在共点力作用下物体的平衡问题由平衡条件Fx0,Fy0,建立方程有:FNFTcos 0,FNFTsin 0.所以tan ,arctanarctan.设想:过O作OA的垂线与杆交于B点,由AO30 cm,tan 得,BO的长为40 cm.在直角三角形中,由三角形的边长条件得AB50 cm,但据题设条件AB50 cm,故B点与定滑轮的固定处B点重合,即得90°.(1)如图所示,选取坐标系,根据平衡条件有:Gcos FTsin mg0FTcos Gsin 0.即FT8 N.(2)圆环将要滑动时,得:mGgFTcot ,mG0.6 kg.(3)前已证明为直角,故90°.答案:(1)8 N(2)0.6 kg(3)90° 永久免费组卷搜题网

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