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1、专题 1 力与物体的平衡 1.(多选 )(2015广东 19)如图 1所示 ， 三条 绳子的 一端都系在细直杆顶端 ， 另一端都固定 在水平 地面上 ， 将杆竖直紧压在地面上 ， 若 三条 绳长度不同 ， 下列说法正确的有 ( ) 图 1 真题 示例 解析 杆静止在水平地面上 ， 则杆受到重力 、 三条绳子的拉力和地面对它的支持力 则三条绳的拉力的合力竖直向下 ， 故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 选项 B、 由于三条绳子长度不同 ， 即三条绳与竖直方向的夹角不同 ，所以三条绳上的张力不相等 ， 选项 绳子拉力的合力与杆的重力方向相同 ， 因此两者不是一对平衡力 ， 选项 答案 .(201
2、5山东理综 16)如图 2所示 ， 滑块 于水平地面上 ， 滑块 靠滑块 A(A、 ， 此时 滑动 ， 已知 间的动摩擦因数为 1， 2， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 ) 图 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 解析 对物体 A、 2(mB)g； 对物体 1F 联立解得 ： 1 1212 ， 选项 答案 B 力的合成与分解 、 共点力的平衡是高考中的热点 ，主要考查对共点力作用下物体的受力分析以及平衡条件的应用 难度相对较低 ， 命题突出对受力分析 、 力的合成与分解方法的考查 . 考纲解读 高考仍会以选择题为主 ， 以受力分析 、 动态平衡为考点 斜面倾角的变化 、 摩擦
3、力的突变 、细绳拉力的突变 、 弹簧弹力的变化都是动态平衡中常出现的类型 摩擦力方向和大小的变化 、 滑动摩擦力和静摩擦力之间的转换也需要引起我们的注意 熟练运用平衡问题的常规解法 ，准确地进行判断与求解 . 考题一 受力分析、物体的平衡 考题二 物体的动态平衡问题 考题三 电学中的平衡问题 考题四 平衡中的临界、极值问题 专题综合练 内容索引 考题一 受力分析、物体的平衡 1.(多选 )如图 3所示 ， 某同学用同一弹簧 测力计 按 图甲 、 乙两种方式测量某小桶的重力 ， 甲 图 中 系小桶的轻绳较长 ) 图 3 解析 由题意可知 ， 弹簧测力计测的是小桶的重力 ， 而与绳子的长短无关 ，
4、 故 一力进行分解时 ， 当两分力间夹角越小 ， 分力越小 ， 当两分力间夹角越大 ， 分力越大 ， 甲图中绳的拉力之间的夹角小于乙图中的夹角 ， 则甲图中绳的拉力比乙图中的小 ， 故 答案 所示 ， 在倾角为 30 的斜面上 ， 物块 通过轻绳相连 ， 轻绳跨过光滑的定滑轮 ， 物块 块 36 ， 设物块 为使物块 物块 ) 图 4 A.1 B.2 .3 D.4 析 若物块 物块 则有： ， 解得： M 1 物块 物块 则有 解得： M 3 综上所述 ， 可知 答案 D 所示 ， 一只半径为 一质量为 度 45 则蚂蚁受到的最大静摩擦力大小为 ( ) 图 5 析 蚂蚁受重力 、 支持力和摩擦
5、力处于平衡 ， 若此时蚂蚁所在的位臵与圆心的连线与水平方向的夹角为 ， 则由几何关系可知 蚂蚁 所受的最大静摩擦力等于重力沿切线方向的分力 ， 即 故选 A. 答案 A 所示 ， 直角三角形框架 固定在水平地面上 ， 已知 30 、 C、 用一根不可伸长 的 细 绳连接两小环 ， 静止时细绳恰好处于 水平 方向 ， 小环 P、 则 小环 P、 ) 图 6 A. m 13 B. m 13 C. m 133 D. m 113 解析 对小环 设绳子拉力大小为 由几何关系： 对小环 由几何关系： 联立 得 ： 13 答案 B (1)整体法与隔离法 整体法 隔离法 概念 将加速度相同的几个物体作为一个整
6、体来分析的方法 将研究对象与周围物体分隔开的方法 选用原则 研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 研究系统内物体之间的相互作用力 方法小结 (2)假设法 在 受力分析时 ， 若不能确定某力是否存在 ， 可先对其 作出 存在 或不存在的假设 ， 然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在 . 0时一定是平衡状态吗 ？ 不一定 . (1)物体受三个力平衡时 ， 利用力的合成或分解法比较简单 . (2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合 ， 需要分解的力尽可能少 ， 物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法 . 我市每个社区均已配备了公共体育健
7、身器材 器材为一秋千 ， 用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点 导致两根支架向内发生了稍小倾斜 ， 如图中虚线所示 ， 但两悬挂点仍等高 表示所受合力的大小 ， 与倾斜前相比 ( ) 考题二 物体的动态平衡问题 图 7 解析 座椅静止时 ， 受重力和两个拉力而 平 衡 ， 故三个力的合力为零 ， 即： F 0； 根 据 共点力平衡条件 ， 有： 2 得： 由于 长期使用 ， 导致两 根 支架 向内发生了稍小倾斜 ， 故图中的 角减小了 ， 故 答案 A 所示 ， 挡板垂直于斜面固定在 斜面 上 ， 一滑块 其上表面呈 弧形 且 左端最薄 ， 一球 块 上 ， 一切摩擦均不计 ， 用
8、平行于斜面的 拉 力 使球与滑块均静止 球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态 ， 则与原来相比 ( ) 图 8 大 大 不变 解析 对球进行受力分析 ， 如图 (a)， 球 只 受三个力的作用 ， 挡板对球的力 不变 ， 作出力的矢量图 ， 滑块上移时 ， 竖直方向夹角减小 ， 最小时 1， 可以知道 2都减小 ， 故 再 对滑块和球一起受力分析 ， 如图 (b)， 其中 (Mm)不变 ， F 可以知道斜面对滑块的支持力不变 ， 拉力 故 C、 答案 B 所示 ， 一定质量的物体通过轻绳悬挂 ， 结点 为 O， 人沿水平方向拉着 物体和 人 均 处于静止状态 缓慢 向 左移 动一小段距离 ， 下
9、列说法正确的是 ( ) 图 9 解析 将物体的重力进行分解 ， 当人的 拉力 方向 不变 ， 缓慢向左移动一小段距离 ， 则 竖直方向夹角变大 ， 位臵 变 到 2位臵 ， 可见 力 逐渐变大 ， 根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大 ； 人 对地面的压力始终等于人的重力 ， 保持不变 . 答案 D 画出研究对象的受力示意图 ， 根据动态变化的原因 ， 一般是某一夹角发生变化 ， 用三角函数表示出各个作用力与变化夹角之间的关系 ， 从而判断各作用力的变化 . 方法小结 当物体受到一个大小方向不变 、 一个方向不变 、 一个大小方向都变化的 3个力作用而处于动态平衡时 ， 如果题目只要求定性讨
10、论力的大小而不必进行定量计算时 ， 应首先考虑用矢量三角形方法 . 8.(多选 )如图 10所示 ， 在匀强磁场中 (磁场方向 没有画出 )固定一倾角为 30 的光滑斜面 ， 一根 质量为 斜面上 ， 直导线恰好能保持静止 ， 电流方向垂直于纸面向里 ，已知直导线受到的安培力和重力大小相等 ， 斜面对直导线的支持力大小可能是 (重力加速度大小为 g)( ) 考题三 电学中的平衡问题 图 10 . 32 D. 3 解析 因为导线受重力 、 支持力和 安培力 处于 平衡 ， 当安培力的方向竖直向上 ， 与 重力 等大反向 ， 则支持力 支持 力和安培力合力为零 ， 可以构成 矢量 三角形 ， 如图所示 ， 可得 20 3故 A、 B、 答案 1所示 ， 一质量为 用长度为 点 ， 在 同种电荷的小球
