《高考物理复习力和物体的平衡.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理复习力和物体的平衡.doc（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题二 力和物体的平衡雷区扫描本部分常见的失分点有：1.不能准确地进行受力分析；2.找不出物体所受各力间的关系，特别是动态平衡问题中的关系；3.研究对象的选取.造成失误的根源在于：对于各种常见力的性质，产生原因不清楚，没有按正确的顺序、方法进行受力分析.虽知道物体的平衡条件，但不能针对物体的受力情况合理地选择“平形四边形法”和“正交分解法”，将物体的平衡条件具体化，将矢量关系代数化.不能针对具体的问题正确地运用整体法和隔离法研究问题.排雷示例例1.（1999年全国）如图21所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处
2、于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为图21A.m1g/k1 B.m2g/k1 C.m1g/k2 D.m2g/k2雷区探测题目主要考查考生对物体进行受力分析的能力，注重了对多物体系统受力分析时，研究对象的选取和状态的选取.同时考查了胡克定律这一重要规律.雷区诊断许多考生错选D，是由于没有认真进行分析，凭印象觉得既然问的是在缓缓上提木块1直到它刚离开弹簧l的过程中，木块2向上移动的距离，那么木块2向上移动的距离应该等于l2l1m2g/k2.其实只要分析出在这个过程中，压在弹簧2上的重力是由(m1m2）g减小到m2g，即减少了m1g，根据胡克定律立
3、刻就可断定弹簧2的长度是增长了l2l1m1g/k2.木块1压在轻弹簧1上，而没有拴接，整个系统处于静止状态，设为状态1.将木块1、2连同轻弹簧1视为整体，它受到两个外力作用：重力，大小为(m1m2)g，方向竖直向下；下面的轻弹簧2作用于它的弹力，大小为k2（l0l1），l0是弹簧2的原长，l1是弹簧2在状态1的长度，这个弹力的方向竖直向上.由牛顿定律得：(m1m2)gk2（l0l1）由于缓缓上提，故当木块1刚离开弹簧1时，木块2仍将保持静止状态，称为状态2.此时木块2(连同弹簧1)受到两个外力作用：重力，大小为m1g，方向竖直向下；下面弹簧2作用于它的弹力，大小为k2（l0l2），l2是弹簧2
4、的现长，这个弹力的方向竖直向上.由牛顿定律得m2gk2（l0l2）由两式得m1gk2（l2l1）由此得，从状态1到状态2，弹簧2的长度增大了ll2l1m1g/k2由于在此过程中，木块2向上移动的距离等于此过程中弹簧2长度的增加量，因而木块2向上移动的距离等于l2l1m1g/k2.正确解答 C例2.（1998年上海）有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑.AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡(如图22).现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，
5、AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是图22A.N不变，T变大B.N不变，T变小C.N变大，T变大D.N变大，T变小雷区探测同上例一样，此题目也是一道对多物体构成的系统进行受力分析的问题，而且是动态平衡问题.高考中出现的平衡问题多为此类题目.此题目与上例不同之处是，上例中受力是一维的，而此题目中受力是二维的，需要运用“平行四边形法则”和“正交分解法”来解决.雷区诊断这是一道多物体系统的平衡问题，解题时从研究对象上应注意整体法和隔离法的结合，分析中可以用“平行四边形法”或“正交分解法”.两环的受力情况如图23所示，对两环构成的整体，由平衡条件有：N=2mg.它不随两环位置的变化而变化
6、. 图23对环Q，由正交分解法，在竖直方向上有：Tcos=mgT=mg/cos,当P环向左移动时，角减小，cos增大，所以绳的拉力T减小.或对环Q,用平行四边形法则.无论绳的方向如何变化，T和N2的合力不变（总与重力mg大小相等、方向相反），作平行四边形如图24所示，由图可很直观地看到T的变化情况.正确解答 B 图24例3.（1998年全国）三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图25所示，其中OB是水平的，A端、B端固定.若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳 图25A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB，也可能是OC雷区探测本题
7、目主要考查物体平衡条件及力的合成与分解方法的应用，也是一道动态平衡问题.雷区诊断处理此类问题的关键是：正确地将研究对象所受的力合成或分解，然后比较各力的大小及变化趋向.选取结点O为研究对象，受力如图26，由于TOB和TOA的合力与TOC等大反向，由图可见，三力 中TOA为最大，所以当增加悬挂物体的重力时，必是OA绳先被拉断.正确解答 A图26例4.（2002年全国理综）有三根长度皆为l=1.00 m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.0010-2 kg的带电小球A和B，它们的电量分别为-q和+q，q=1.0010-7 C.A、B之间用第三根线
8、连接起来.空间中存在大小为E=1.00106 N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图27所示.现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置.求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比较改变了多少.（不计两带电小球间相互作用的静电力）图27雷区探测此题为一道综合性题目，考查了物体的受力分析、电场力、重力势能、电势能及功能关系等知识，更重要的是考查考生运用知识分析处理复杂问题的能力.雷区诊断此题所求虽然是能量的变化，但利用物体平衡条件确定系统最终的平衡状态是解决问题的关键.因为只有确定了最终的平衡状态，才能通过初末位置来求重力势能和电势能的变化量
9、.正确解答图28中虚线表示A、B球原来的平衡位置，实线表示烧断后重新达到平衡的位置，其中、分别表示细线OA、OB与竖直方向的夹角.图28A球受力如图29所示：重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向左；细线OA对A的拉力T1，方向如图；细线AB对A的拉力T2,方向如图.由平衡条件T1sin+T2sin=qET1cos=mg+T2cos 图29 图210B球受力如图210所示：重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向右；细线AB对B的拉力T2，方向如图.由平衡条件T2sin=qET2cos=mg联立以上各式并代入数据，得=0=45由此可知，A、B球重新达到平衡的位置如图211所示.与原来的位置相比，
10、A球的重力势能减少了图211EA=mgl(1-sin60)B球的重力势能减少了EB=mgl(1-sin60+cos45)A球的电势能增加了WA=qElcos60B球的电势能减少了WB=qEl(sin45-sin30)两种势能总和减少了W=WB-WA+EA+EB代入数据解得W=6.810-2 J排雷演习1.（2003年新课程，16）如图212所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电，b带负电,a所带电量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是 图212A.F1B.F2C.F3D.F42.（2003年新课程，19
11、）如图213所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为=60.两小球的质量比为 图213A.B.C.D.3.如图214所示，质量为m的质点，与三根相同的螺旋形轻弹簧相连，静止时，相邻两弹簧间的夹角均为120.已知弹簧a、b对质点的作用力均为F，则弹簧c对质点的作用力的大小可能为 图214A.FB.F+mgC.F-mgD.mg-F4.在“互成角度的两个力的合成”实验中，橡皮条的一端固定在P点，另一端被A、B两只弹簧秤水平拉至O点，F
12、1、F2分别表示A、B两只弹簧秤的读数，如图215所示.使弹簧秤B从图示位置开始顺时针缓慢转动，在这过程中保持O点位置和弹簧秤A的拉伸方向不变，则在整个过程中两弹簧的读数F1、F2的变化是 图215A.F1减小，F2减小B.F1减小，F2增大C.F1减小，F2先增大后减小D.F1减小，F2先减小后增大5.两根长度相等的轻绳，下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定在水平天花板上的M、N点，M、N两点间的距离为s,如图216所示，已知两绳所能经受的最大拉力均为T，则每根绳的长度不得短于_.图2166.在图217中长为5 m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4 m的两杆的顶端A、B.绳上挂一个光
13、滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12 N的物体.平衡时，绳中的张力T=_.图2177.长直木板的上表面一端放有一铁块，木板由水平位置绕另一端缓慢向上转动（即木板与水平面的夹角变大），在图218中画出铁块受到的摩擦力f随角度的变化曲线（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力且1.图2188.如图219空气中有两个带电小球A和B，A被长为l的绝缘细线悬于固定点O，B被绝缘支架固定于O点的正下方，与O点的距离也为l,与A球相距为d1.由于漏电，过一段时间后，A的带电量变为原来的4/9，B的带电量变为原来的2/3.试求此时A、B两球间的距离.图219 图2209.如图220所示，小圆环重G，固定的大环半径为R，轻弹簧原长为L（L2R),其劲度系数为k,接触光滑，求小环静止时，弹簧与竖直方向的夹角.10.如图221所示，物体的质量为2 kg,两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系一物体上，在物体上另施一个方向与水平线成=60拉力F，若要使绳都能伸直，求拉力F的大小范围.图221各工作组要指定一名人员承担信息报送工作，负责搜集和整理本组及相关成员单位的各类信息，经组长审核把关后及时报综合组，每周至少报送一条工程进展信息，每季度报送工作总结。
