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1、第2讲力和物体的平衡历次选考考情分析章知识内容考试要求历次选考统计必考加试2015/102016/042016/102017/042017/112018/04相互作用重力、基本相互作用cc23弹力cc摩擦力cc13力的合成cc1713力的分解cc137牛顿运动定律共点力平衡条件及应用cc1113105考点一重力、弹力、摩擦力及受力分析1分析受力的思路(1)先数研究对象有几个接触处，每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力)(2)同时注意对场力的分析(3)假设法是判断弹力、摩擦力是否存在及其方向的基本方法2整体法与隔离法在分析两个或两个以上的物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析；采用整
2、体法进行受力分析时，要注意各个物体的运动状态应该相同3弹力大小的计算方法(1)根据胡克定律进行求解(2)根据力的平衡条件进行求解(3)根据牛顿第二定律进行求解4摩擦力大小的计算方法(1)首先分清摩擦力的种类，因为只有滑动摩擦力才能用公式FfFN求解，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律求解(2)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关1受力分析(2018嘉兴市期末)如图1所示，足球弹射到球网上，关于足球受力分析说法正确的是()图1A足球受到重力、弹力、摩擦力B图中足球没有发生形变C足球受到的弹力是足球形变产生的D足球所受的合外力为零答案A2弹力(2018新高考研究联盟联
3、考)小明在倾斜的路面上使用一台没有故障的体重秤，那么测出来的体重示数比他实际体重()A偏大B偏小C准确D不准确，但无法判断偏大偏小答案B3摩擦力(2018宁波市期末)现代的激光打印机都是自动进纸的，其进纸原理如图2所示，进纸槽里叠放有一叠白纸，每一张白纸的质量为m.进纸时滚轮以竖直向下的力压在第1张白纸上，并沿逆时针方向转动，确保第1张纸与第2张纸相对滑动设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，滚轮与白纸之间的动摩擦因数为1，白纸之间、白纸与进纸槽底座之间的动摩擦因数均为2(12)，则下列说法正确的是()图2A第1张白纸受到滚轮的摩擦力向左B最后一张白纸受到进纸槽底座的摩擦力向左C一张白纸受到上一张白
4、纸的摩擦力一定向左D任意两张白纸之间均可能发生相对滑动答案B4动摩擦因数(2018新高考研究联盟联考)图3是汽车45极限爬坡时的照片，若汽车要缓慢匀速地开上45的斜坡，车胎和路面之间的动摩擦因数至少要达到()图3A0.7 B0.8 C0.9 D1答案D解析若要汽车匀速上坡，mgcos 45mgsin 45，即1，故D正确考点二平衡条件的应用1共点力平衡的常用处理方法(1)合成法：物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反(2)效果分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件(3)正交分解法：物体受到三个或
5、三个以上共点力的作用而平衡，通过建立平面直角坐标系将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件(4)力的三角形法：对受三个共点力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据数学知识求解未知力2动态平衡问题分析的常用方法(1)解析法：一般把力进行正交分解，两个方向上列平衡方程，写出所要分析的力与变化角度的关系，然后判断各力的变化趋势(2)图解法：能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征：物体一般受三个共点力作用；其中有一个大小、方向都不变的力；还有一个方向不变的力模型1静态平衡问题例1如图4所示，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑小钉子b悬挂一质量
6、为m1的重物，另一端与一轻质绳相连于c点，ac，c点悬挂质量为m2的重物，平衡时ac正好水平，此时质量为m1的重物的上表面正好与ac在同一水平线上且到b点的距离为l，到a点的距离为l，则两重物的质量之比为()图4A. B2 C. D.答案C解析取c点为研究对象，设此时bc绳与水平方向夹角为.因c点受到三个力且处于平衡状态，所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等，方向相反，根据平行四边形定则将绳ac上的拉力F与F1m1g合成，如图，则sin ，F2m2g，而sin ，所以，选项C正确5(2018温州市期末)一体操运动员倒立并静止在水平地面上，下列图示姿势中，假设两手臂用力大小相等，那么沿手臂的
7、力F最大的是()答案C解析将人所受的重力按照效果进行分解，由于大小、方向确定的一个力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而C图中人最费力，A、D图中人最省力6(2017浙江11月选考5)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图5所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为，则()图5A上方球与下方三个球间均没有弹力B下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C水平地面对下方三个球的支持力均为mgD水平地面对下方三个球的摩擦力均为mg答案C解析将四个球看成一个整体，地面的支持力与球的重力平衡，设下方三个球中的一个球受到的支持力大小为FN，因此3FN4m
8、g，即FNmg，所以选项C正确由力的平衡条件知，下面三个球对最上面的球有弹力，故最上面的球对下面三个球肯定有弹力，选项A错误对地面上的其中一个球进行受力分析，如图所示由受力分析可知，选项B错误；由于小球是受到地面的静摩擦力，因此不能通过FfFN求解此摩擦力，选项D错误7.如图6所示，两根轻弹簧a、b的上端固定在竖直墙壁上，下端连接在小球上当小球静止，弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为53和37，已知a、b的劲度系数分别为k1、k2.sin 530.8，cos 530.6，则a、b两弹簧的伸长量之比为(弹簧a、b均在弹性限度内)()图6A. B. C. D.答案B解析作出小球的受力分析图如图所示：
9、根据平衡条件得：Fmg，故a弹簧的弹力F1Fcos 53，b弹簧的弹力F2Fcos 37，根据胡克定律Fkx，得x，则a、b两弹簧的伸长量之比为，故B正确模型2动态平衡问题例2有甲、乙两根完全相同的轻绳，甲绳A、B两端按图7甲的方式固定，然后将一挂有质量为M的重物的光滑轻质动滑轮挂于轻绳上，当滑轮静止后，设甲绳子的张力大小为FT1；乙绳两端按图乙的方式连接，然后将挂有质量为M的重物的同样的动滑轮挂于乙轻绳上，当滑轮静止后，设乙绳子的张力大小为FT2.现甲绳的B端缓慢向下移动至C点，乙绳的E端缓慢移动至F点，在两绳的移动过程中，下列说法正确的是()图7AFT1、FT2都变大 BFT1变大、FT2
10、变小CFT1、FT2都不变 DFT1不变、FT2变大答案D解析对题图甲，设滑轮两侧绳与竖直方向的夹角为，A、C间距为s，绳长为L，由几何知识得sL1sin L2sin (L1L2)sin 又L1L2L得到sin ；当绳子B端慢慢向下移时，s、L没有变化，则不变，FT1大小不变；对题图乙，以滑轮为研究对象，设两侧绳与竖直方向的夹角为，2FT2cos G，解得：FT2；当绳子的右端从E向F移动的过程中，由于绳子的长度不变，所以两个绳子之间的夹角增大，所以绳子的拉力FT2增大，故A、B、C错误，D正确8.(201891高中联盟联考)如图8所示，光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点：另一细绳跨过滑轮，其一
11、端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b，外力F水平向右拉b，整个系统处于静止状态若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则()图8A绳OO的张力也在一定范围内变化B物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化答案D9.如图9所示，一光滑小球静止在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住现水平向左缓慢地移动挡板直到半球的最高点，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是()图9AF增大，FN减小 BF增大，FN增大CF减
12、小，FN减小 DF减小，FN增大答案C解析小球受重力、半球面对它的支持力FN和挡板对它的推力F，设支持力方向与竖直方向的夹角为，根据共点力平衡条件，有：FN，Fmgtan ，挡板竖直且缓慢地水平向左移动过程中，角不断变小，故F减小，FN减小，故C正确，A、B、D错考点三与电场力和磁场力相关的平衡问题涉及电场力、磁场力的平衡问题的解题思路(1)恰当选取研究对象，通常为带电体或一段通电导线(2)按照先场力(包括重力、电场力和磁场力)，再接触力(包括弹力和摩擦力)，最后其他力的顺序对研究对象进行受力分析特别注意电场力和磁场力方向的判断方法(3)根据物体受力情况，利用合成法、正交分解法或图解法等列平衡
13、方程求解例3如图10所示为探究电荷间相互作用力的示意图，图中金属球A带正电，置于绝缘支架上，带电小球B悬于绝缘丝线的下端，质量为m.当悬在P1点，B球静止时，两带电小球刚好在同一高度，此时绝缘丝线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，则()图10AA、B间的库仑力为BA、B间的库仑力为mgsin C将悬点移到P2，平衡时B低于AD将悬点移到P2，平衡时A、B仍在同一高度答案C解析当B球处于平衡状态时，刚好与A球在同一水平面上，其受力如图所示，A、B带同种电荷，再由力的平行四边形定则可得：F库mgtan ，故A、B错误；将悬点移到P2，若A、B仍在同一高度，由库仑定律可知，距离越远，A、B间的库仑
14、力越小，根据平衡条件知角变小，则B球降低，故C正确，D错误10(2018七彩阳光联盟期中)一个质量为m、电荷量为q的小球，用丝线悬挂在方向水平向右的匀强电场中，场强为E.小球平衡时，悬线与竖直方向间夹角45，如图11所示若将匀强电场E的方向在纸面内逆时针转过角度30，小球重新达到平衡时，悬线与竖直方向间夹角为()图11A60 B45 C30 D15答案A11如图12所示，用两根绝缘细线将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向角而处于平衡状态为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为()图12A.tan ，竖直向上 B.tan ，竖直向下C.sin ，平行于悬线向下 D.sin ，平行于悬线向上答案D解析要求所加磁场的磁感应强度最小，
