高考物理(全国通用)专题训练：力与场内物体的平衡.pdf

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方法和思想有：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1弹力(1)大小：弹簧在弹性限度内，弹力的大小可由胡克定律Fkx 计算；一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解(2)方向：一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向2摩擦力(1)大小：滑动摩擦力Ff FN，与接触面的面积无关；静摩擦力0N，所以选项C 错误12一根套有细环的粗糙杆水平放置，带正电的小球A 通过绝缘细线系在细环上，另一带正电的小球B 固定在绝缘支架上，A 球处于平衡状态，如图11 所示现将B 球稍向右移动，当A 小球再次平衡(该过程 A、B 两球一直在相同的水平面上)时，细环仍静止在原位置，下列说法正确的是()图 11A细线对带电小球A 的拉力变大B细线对细环的拉力保持不变C细环所受的摩擦力变大D粗糙杆对细环的支持力变大答案AC解析如图甲所示，以细环、细线及小球A 组成的整体为研究对象受力分析，整体的重力、杆的支持力、静摩擦力、水平向右的库仑斥力，由平衡可知FNmAgm环g，F Ff，知粗糙杆对细环的支持力不变，再由小球A 的受力分析如图乙知，当B 球稍向右移动时，由库仑定律知，F 增大，Ff增大，小球 A 的重力不变，它们的合力与细线的拉力等大反向，故由力的合成知当 F 增大时细线的拉力也增大，综合以上分析知，A、C 选项正确甲乙13如图 12 所示，空间正四棱锥型的底面边长和侧棱长均为a，水平底面的四个顶点处均固定着电量为q 的小球，顶点P 处有一个质量为m 的带电小球，在库仑力和重力的作用下恰好处于静止状态若将P 处小球的电荷量减半，同时加竖直方向的匀强电场强度E，此时P处小球仍能保持静止重力加速度为g，静电力常量为k，则所加匀强电场强度大小为()图 12A.mg2qB.mg4qC.2kqa2D.2 2kqa2答案D解析设 P 处的带电小球电量为Q，根据库仑定律可知，则P 点小球受到各个顶点电荷的库仑力大小为FkqQa2；根据几何关系可知，正四棱锥型的侧棱与竖直线的夹角为45；再由力的分解法则，可有：4kqQa222mg；若将 P 处小球的电荷量减半，则四个顶点的电荷对P的小球的库仑力合力为：F2kqQa2；当外加匀强电场后，再次平衡，则有：2kqQa2Q2Emg；解得：E2 2kqa2，故 D 正确，A、B、C 错误14如图 13 所示，ACD、EFG 为两根相距L 的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF 面与水平面成 角两导轨所在空间存在垂直于CDGF 平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两根质量均为m、长度均为L 的金属细杆ab、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计 当ab 以速度 v1沿导轨向下匀速运动时，cd 杆也正好以速度v2向下匀速运动重力加速度为g.以下说法正确的是()图 13A回路中的电流强度为BL v1v22RBab 杆所受摩擦力为mgsin Ccd 杆所受摩擦力为(mgsin B2L2v12R)D 与 v1大小的关系为(mgsin B2L2v12R)mgcos 答案CD解析ab 杆产生的感应电动势EBLv1；回路中感应电流为IE2RBLv12R，故 A 错误 ab 杆匀速下滑，F安BIL B2L2v12R，方向沿轨道向上，则由平衡条件得：ab 杆所受的摩擦力大小为Ffmgsin F安mgsin B2L2v12R，故 B 错误 cd 杆所受的安培力大小也等于F安，方向垂直于导轨向下，则cd 杆所受摩擦力：FfFN(mgsin F安)(mgsin B2L2v12R)，故 C正确 根据 cd 杆受力平衡得：mgsin(90 )Ff(mgsin B2L2v12R)，则得 与 v1大小的关系为 (mgsin B2L2v12R)mgcos，故 D 正确