2022年高考物理二轮复习第讲力与物体的平衡专题突破练.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听考点一第 1 讲力与物体的平稳受力分析及运算1. 受力分析 如图 1-1 所示 ,在倾斜的滑杆上套一个质量为 m 的圆环 ,圆环通过轻绳拉着一个质量为 M 的物体 ,在圆环沿滑杆向下滑动的过程中 ,悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向 ,就 图 1-1A.环只受三个力作用B.环肯定受四个力作用C.物体做匀加速运动D.轻绳对物体的拉力小于物体的重力2.三力平稳与平行四边形定就 如图 1-2 所示 ,由绝缘材料制成的内壁光滑的半圆碗固定在水平面上 , O 点为圆心 , 带电荷量为 q a、质量为 m a 的 a 小球固定在半圆碗底端的 A 点 , 带电荷量为 q b、质量为 m b 的 b 小球静止于半圆碗内的 B 点 , 此时AOB= 74°,由于 a、b 两小球的质量变化或电荷量变化使得 b 小球沿半圆碗的内壁缓慢下滑 , 其恰好静止于 C 点 ,AOC= 60°, 此时 a、b 两小球的质量分别为 m' a、m' b ,电荷量分别为 q' a、q' b , 已知 a、b 两小球均可视为带电质点 ,sin 37°= 0 . 6, 就以下说 法正确选项图 1-2A.b 小球受到的支持力肯定大于其重力B.b 小球的质量和电荷量至少有一个应发生变化感谢倾听名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听C.可能仅是 b 小球的质量 m'b 增大至 mbD.可能仅是 a、b 两小球电荷量的乘积 q'aq'b减小至 qaqb3.多力平稳与正交分解 如图 1-3 所示 ,斜面固定 ,平行于斜面放置的处于压缩状态的轻弹簧一端连接物块 A,另一端固定 ,最初 A 静止 .在 A 上施加与斜面成 30° 角的恒力 F,A 仍静止 ,以下说法正确选项 图 1-3A.A 对斜面的压力肯定变小B.A 对斜面的压力可能不变C.A 对斜面的摩擦力肯定变大D.A 对斜面的摩擦力可能变为零4.三维受力平稳 如图 1-4 甲所示 ,某工地上起重机将重为 G 的正方形工件慢慢吊起.四根等长的钢绳 质量不计 一端分别固定在正方形工件的四个角上 ,另一端汇聚于一处挂在挂钩上 ,绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等 如图乙所示 ,就每根钢绳所受的力大小为图 1-4A. GB. GC. GD.G归纳1.共点力作用下的物体平稳问题 程等 ,其思维与解题过程如下 :感谢倾听,涉及受力分析、力的合成与分解、建立平稳方名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听2.三维空间受力问题一般是转化为直线或平面受力问题 然后将不在直线或平面内的力分解到选定的直线或平面内用下平稳 ,就在选定的直线或平面内也受力平稳 .考点二 整体法与隔离法:选取合适的直线或平面 , ,物体在三维共点力作1 如图 1-5 所示,粗糙水平地面上放有A、B、C、D 四个相同的木块 ,A 与 C.间用一轻绳相连 ,B 带负电 ,A、C、D 不带电 ,空间中存在一水平方向的匀强电场如四个木块以相同的速度一起向右匀速运动,就以下说法正确选项图 1-5 A.匀强电场方向水平向右 B.B 木块受到三个力的作用 C.D 木块受到水平向右的摩擦力作用 D.地面对 A、C 两木块的摩擦力大小和方向是相同的 导思 对 A、B、C、D 整体 ,在水平方向上受到几个力作用 .电场力的方向如何 确定.对木块 B 或 D,它们是否受到摩擦力作用 .归纳整体法与隔离法是解决复杂连接体问题经常采纳的方法 常见思维模板如下 :感谢倾听,应用整体法和隔离法的名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听运用隔离法挑选讨论对象分析物体受力时 ,应依据由易到难的原就 .整体法和隔离法不是独立的 ,对一些较复杂问题 ,通常需要多次选取讨论对象 ,交替使用整体法和隔离法 .式 1 用两段等长的轻质细线将 a、b 两小球连接并悬挂于 O 点,小球 a、b 分别受到水平向右的拉力 F1 和水平向左的拉力 F2的作用 ,系统平稳时两小球的位置情形如图 1-6 所示 ,此时上、下两段细线中的张力大小之比为 43,就 a、b 两小球的质量之比为 图 1-6D.34 C.23 B.13 A.31 式 2 如图 1-7 所示,在粗糙水平地面上静止放置一个截面为三角形的斜劈 ,其质量为 M,两侧面的倾角分别为 、,两个质量分别为 m1 和 m2 的小物块恰好能沿斜劈的两侧面匀速下滑 .如现在对两物块同时分别施加一个平行于斜劈侧面的恒力 F1和 F2,且 F1>F2,重力加速度为 g,就在两个小物块沿斜劈侧面下滑的过程中 ,以下说法中正确选项 图 1-7A.斜劈可能向左运动B.斜劈受到地面对右的摩擦力作用D .C.斜劈对地面的压力大小等于1M+m1+m2 g斜劈对地面的压力大小等于 M+m1+m2 g+Fsin +F sin式 3 如图 1-8 所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球 A、B 分别处于竖直墙面和水平地面 ,且处于同一竖直平面内 .如用图示方向的水平推力 F 作用于小球 B,就两球静止于图示位置 ;假如将小球 B 向左推动少许 ,并待两球重新达到平稳时,就两个小球的受力情形与原先相比图 1-8感谢倾听名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听A.推力 F 将增大B.竖直墙面对小球 A 的弹力减小C.地面对小球 B 的弹力肯定不变D.地面对小球 B 的弹力肯定不变考点三 动态平稳、临界问题2 多项如图 1-9 所示,带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上 ,放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接 ,开头时轻绳与斜面平行.现给小滑块施加一竖直向上的拉力 ,使小滑块沿杆缓慢上升 ,整个过程中小球始终未脱离斜劈 ,就 图 1-9A.轻绳对小球的拉力逐步增大B.小球对斜劈的压力先减小后增大C.竖直杆对小滑块的弹力先增大后减小D.对小滑块施加的竖直向上的拉力逐步增大导思 小球受到几个力作用 .小滑块沿杆缓慢上升过程中受力是否平稳 .如何选取讨论对象 .归纳解决动态平稳问题的一般思路 :把“ 动” 化为“ 静”,“ 静” 中求“ 动”.动态平稳问题的分析过程与处理方法如下 :式 1 如图 1-10 所示 ,a、b 两细绳一端系着质量为 m 的小球 ,另一端系在竖直放置的圆环上 ,小球位于圆环的中心 ,开头时绳 a 水平 ,绳 b 倾斜.现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动至绳b 水平 ,在此过程中感谢倾听名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听图 1-10A.绳 a 中的张力逐步增大 ,绳 b 中的张力逐步增大B.绳 a 中的张力逐步减小 ,绳 b 中的张力逐步减小C.绳 a感谢倾听名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听专题一 力与运动第 1 讲 力与物体的平稳高频考点探究考点一感谢倾听名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听1.B 解析 物体受到重力和轻绳的拉力 ,由于悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,故二力平稳 ,物体做匀速运动 ,C、D 错误 ;对环进行受力分析可知 ,环受到重力、轻绳对它的拉力、滑杆对它的支持力和摩擦力共四个力作用 ,A 错误 ,B 正确 .2.C 解析 对 b 进行受力分析 ,如下列图 ,由平行四边形定就结合几何关系知mbg=FN,2mbgsin = ,而 sin = ,整理得 2mbgsin3= ,就 = .保持电荷量不变 ,需将 b 小球的质量 m'b 增大至mb;如保持质量不变 ,需将 a、b 两小球电荷量的乘积 qa'qb'减小至 qaqb,选项 C 正确 ,选项 A、B、D 错误 .3 . D 解析 对物块 A , 施加外力 F 前 , 有 mg sin =kx± f F N1 =mg cos , 施加外力 F后 , 有 mg sin =kx+F cos 30°±f 2 , F N2 =F sin 30°+mg cos , 斜面对 A 的支持力变大即 A 对斜面的压力增大 ,摩擦力可能为 0,选项 A、B、C 错误 ,选项 D 正确.4.D解析 设每根钢绳所受的力为F,由平稳条件得 4Fcos =G,而 sin =,就F= G,选项 D 正确 .考点二例 1 D 解析 以整体为讨论对象 ,摩擦力水平向左 ,因整体受力平稳 ,故 B 受到水平向右的电场力 ,由于 B 带负电 ,所以匀强电场方向水平向左 ,选项 A 错误;B 受到重力、支持力、电场力、摩擦力四个力的作用 ,选项 B 错误 ;D 做匀速运动 ,在水平方向上所受合外力为零 ,故不受摩擦力作用 ,选项 C 错误 ;地面对 A、C 的摩擦力都是滑动摩擦力 ,A、C 对地面的压力相同 ,与地面间的动摩擦因数相同 ,故地面对A、C 的摩擦力大小和方向是相同的 ,选项 D 正确 .例 1 变式 1 B 解析 设 Oa 和 ab 与竖直方向的夹角为 ,对 a、b 整体 ,有 FOacos =ma+m bg;对 b,有 Fabcos =mbg,又知 F0aFab=43,解得 = ,选项 B 正确 .例 1 变式 2 C 解析 在施加恒力之前 ,三个物体都处于平稳状态 ,对三个物体组成的整体受力分析 ,其受重力和支持力 ,故支持力为 M+m 1+m2g,没有摩擦力 ;施加恒力之后 ,两个物块对斜劈的压力和摩擦力不变 ,故斜劈的受力情形不变 ,斜感谢倾听名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听劈仍保持静止 ,斜劈对地面的压力大小等于 力,A、B、D 错误,C 正确.M+m 1+m2g,与地面间没有摩擦例 1 变式 3 C 解析 设 A、B 处的电流方向垂直于纸面对里 ,C 处的电流方向垂直于纸面对外 ,连接 AC、BC,过 C 作 AB 的垂线 CD,由几何关系可知 , AB=BC=AC= R,即 ABC 是一个等边三角形 ,依据磁感应强度的表达式 B=k 可知,三处的电流大小相等 ,如 A 处电流对 B 处电流的磁场力大小为 F,就 A 处电流对C 处电流的磁场力大小也为 F,B 处电流对 A 处电流的磁场力大小也为 F,B 处电流对 C 处电流的磁场力大小也为F,故 A、B 错误 ;对 C 处电流受力分析 ,由力的合成得 F 合=2Fcos 30 °= F,C 正确 ,D 错误.考点三例 2 AD 解析 对小球受力分析 ,其受重力、支持力和轻绳的拉力 ,如图甲所示 ,因小滑块沿杆缓慢上升 ,就轻绳与竖直方向的夹角减小 ,依据平稳条件结合几何关系知 ,轻绳的拉力 T 增大 ,支持力 N 减小,依据牛顿第三定律知 ,小球对斜劈的压力减小 ,选项 A 正确 ,B 错误;对小球和小滑块整体分析 ,其受重力、斜劈的支持力 N、杆的支持力 N'、拉力 F,如图乙所示 ,依据平稳条件知 ,水平方向上有 N'=N sin ,竖直方向上有 F+Ncos =G',由于 N 减小 ,故 N'减小 ,F 增大 ,选项 C 错误 ,D 正确.例 2 变式 1 D 解析 设小球的重力为 G,圆环沿顺时针方向滚动过程中 ,b 绳与竖直方向的夹角为 ,a 和 b 中的张力大小分别为 T1、T2.由平稳条件知 ,两绳中的张力的合力不变 ,小球受到的重力 G 和 T1、T2组成一个闭合的三角形 ,T1、T2的夹角 不变 ,由正弦定理得=,在 90°的范畴内 , 变大 ,故 T1 变大,T2变小 ,选项 D 正确.感谢倾听名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听例 2 变式 2A解析 当环 A 与杆间的摩擦力为最大静摩擦力时,A、B 间的距离最大 ,设此时细线与杆的夹角为,对环 A,有 FTcos = F N,FN=FTsin ,解得 = ,而 cos =,就最大距离 x= ,选项 A 正确 .例 2 变式 3 D 解析 对结点 C 受力分析可知 ,橡皮条的弹力 F1 满意: 2F1cos 30°=F,就 F1= F,对小环受力分析可知 ,橡皮条的拉力 F1水平向右 ,大圆环对小环的弹力 N 沿半径方向 ,如 F'沿水平方向 ,就 N=0,此时 F'=F1= F,选项 A 错误;如 F'沿竖直方向 ,就肯定是竖直向上 ,此时 N 的方向背离圆心 ,由平稳条件结合几何关系可知 ,F'=F1tan 30 °= F,选项 B 错误 ;依据平行四边形定就可知 ,F'最大值趋于无穷大 ,当 F'与过 B 点的半径垂直时 ,有最小值 ,为 Fmin=F1sin 30 °= F,选项 C 错误,D正确 .中的张力逐步减小 ,绳 b 中的张力逐步增大D.绳 a 中的张力逐步增大 ,绳 b 中的张力逐步减小式 2 如图 1-11 所示 ,在水平杆 MN 上套有两个质量不计的小环 A 和 B,一长度为 l、不行伸长的细线两端分别系在环 A、B 上,并在细线中点挂一质量为 m 的物块.已知环 A、B 与杆间的动摩擦因数均为 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力 .当系统平稳时 ,小环 A、B 间的最大距离为 图 1-11A.B.C.D.式 3 如图 1-12 所示 ,光滑圆环竖直固定 ,A 为最高点 ,橡皮条上端固定在 A 点,下端连接一套在圆环上的轻质小环 ,小环位于 B 点,AB 与竖直方向的夹角为 30°,用光滑钩拉橡皮条中点 ,将橡皮条中点拉至 C 点时,钩的拉力大小为 F.为保持小环静止于 B 点,需给小环施加一作用力 F',以下说法中正确选项 感谢倾听名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感谢倾听图 1-12A.如 F'沿水平方向 ,就 F'= FB.如 F'沿竖直方向 ,就 F'= FC.F'的最大值为 FD.F'的最小值为 F感谢倾听名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页