《全国通用2018年高考物理二轮复习专题一力与运动第1讲力与物体的平衡学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国通用2018年高考物理二轮复习专题一力与运动第1讲力与物体的平衡学案（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1讲力与物体的平衡高考必备I知识必备1.弹力弹力方向与接触面垂直指向被支持或被挤压物体。杆的弹力不一定沿杆。弹簧的弹力由胡克定律F=kx计算，一般物体间弹力大小按物体受力分析和运动状态求解。2.摩擦力方向：摩擦力的方向沿接触面的切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。0 V F Fmax,具体值根据牛大小：静摩擦力的大小由物体受其他力力的情况运动状态决定，大小顿运动定律或平衡条件求解。滑动摩擦力的大小由公式F=Fn求解。L大小小-小点电荷间的库色力F-她生r3,电场力,厂正电荷/听变电场力的方向与电场强度的方向相同f方向一4.负电荷;听受电场内的方向打电场强度的方向相反大小：F=U
2、UJ卜=俨4（里B）L安培力或洛伦兹力一一方向士左手定则5.共点力的平衡共点力的平衡条件是F合=0,平衡状态是指物体处于匀速直线运动状态或静止状态。备考策略1 .研究对象的选取方法：（1）整体法（2）隔离法2 .受力分析的顺序般按照“一重、二弹、三摩擦，四其他”的程序，结合整体法与隔离法分析物体的受力情况。3 .处理平衡问题的基本思路4 .求解平衡问题的常用方法：二力平衡法、合成法、正交分解法、相似三角形法、正弦定理法、图解法等。高频考点考点D力学中的平衡问题【真题示例1（2017全国卷n,16）如图1,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成6
3、0。角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为（）b解析当F水平时，根据平衡条件得F=mg当彳持F的大小不变，而方向与水平面成60。角时，由平衡条件得Fcos60=w（mg-Fsin60）,联立解得故选项C正确。3答案C【真题示例2】（2017全国卷出，17）一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cs将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100（弹性绳的伸长始终cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为处于弹性限度内）（）B.92 cmA.86cmC.98cmD.104cm解析设弹性绳的劲度系数为k
4、。挂钩码后，弹性绳两端点移动前，左、右两段绳的伸长量AL=100cm80cm=10cm,两段绳的弹力f=kAL,对钩码受力分析，如图甲所示，sina=,253cosa=3。根据共点力的平衡条件可得，钩码的重力为G=2kALcosa。将弹性绳的两端缓慢5移至天花板上的同一点时，受力图如图乙所示。设弹性绳伸长量为AL,弹力为F=kAL,3钩码的重力为G=2kAL,联立解得AL=5AL=6cm。弹性绳的总长度变为Lo+2AL=92cm,故B正确，ACD错误。甲乙答案BM拴一重物，用手拉住绳的另一端 N,初始时,OM竖直且MN被拉直，0% MN间的夹角为 a ( a兀、万)。现将重物向右上方缓慢拉起，
5、并保持夹角a不变。在O岫竖直被拉到水平的过程中 (图2【真题示例3】(2017全国卷I,21)如图2,柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点A.MNLk的张力逐渐增大B.MNLk的张力先增大后减小C.OMh的张力逐渐增大D.OMh的张力先增大后减小解析以重物为研究对象，受重力mgOM南上拉力F2、MNh拉力Fi,由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示,Fi、F2的夹角为兀一a不变，在F2转至水平的过程中，矢量三角形在同一外接圆上，由图可知,MNk的弓力Fi逐渐增大，OM上的弓力F2先增大后减小，所以 AD正确，B、C错误。答案AD真题感悟1 .高考考查特点(1)共点力的单物体动态平衡及
6、连接体的静态、动态平衡问题是高考命题的热点(2016年考查了连接体平衡，2017年考查了单个物体的平衡）。（2）做好物体的受力分析，画出力的示意图，并灵活运用几何关系和平衡条件是解题的关键。2 .解题常见误区及提醒（1）不能灵活选取研究对象，不能准确把握求解问题的切入点。（2）对一些常见物理语言（如轻绳、轻环）不理解其内涵。（3）不能灵活应用数学关系求解物理问题。|考向预测*预测1共点力平衡条件的应用预测2整体法、隔离法的应用预测3物体的动态平衡1.（多选）如图3所示，在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯，该台灯可通过支架前后调节从而可将灯头进行前后调节，下列对于台灯的受力分析正确的是（）图3A
7、.台灯受到水平向左的摩擦力B.若将灯头向前调一点（台灯未倒），则桌面对台灯的支持力将变大C.支架对灯头的支持力方向竖直向上D.整个台灯所受的合外力为零解析以整个台灯为研究对象，台灯受到重力和桌面的支持力，且处于平衡状态，故选项A错误,选项D正确；根据二力平衡可知灯头所受支架的支持力竖直向上，故选项C正确；若将灯头向前调一点（台灯未倒），台灯仍然处于平衡状态，故桌面对台灯的支持力大小不变，故选项B错误。答案CD2 .如图4所示，一质量为M倾角为0的斜面体置于水平面上，一质量为m的滑块通过一跨过两定滑轮的轻绳与一重力为G的钩码相连（两滑轮间的轻绳水平），现将滑块置于斜面上，滑块在斜面上匀速上滑，且
8、发现在滑块运动过程中，斜面一直保持不动，则下列说法中正确的是图4A.地面对斜面体的摩擦力方向水平向右，大小为Gsin0B.滑块对斜面体的摩擦力方向沿斜面向上，大小为G- mgcos 0C.地面对斜面体的支持力大小为（M+n）g+GD.地面对斜面体的支持力大小为（M+m）g解析以滑块和斜面体为整体进行研究，其受力分析如图甲所示，由平衡条件可知地面对斜面体的支持力大小为Fn=（Mn）g,选项C错误，D正确；地面对斜面体的摩擦力水平向右，大小为=G,故选项A错误；再以滑块为研究对象，受力分析如图乙所示，由力的平衡可知斜面体对滑块的滑动摩擦力为f=Gmgin0,故选项B错误。中答案D3 .（多选）如图
9、5所示，A为静止在水平地面上的斜面，斜面光滑，轻绳一端与B球相连，另一端与一轻质弹簧测力计相连，再用另一轻绳与弹簧测力计相连后固定在天花板上，整个装置处于静止状态，B球靠近斜面底端位置，现用一水平向左的推力F1缓慢推动余面。当B快要到达斜面顶端时，弹簧测力计接近于水平位置，在推动过程中两轻绳都处于拉伸状态。设斜面对小球的支持力为Fn,弹簧测力计的示数为F,则在该过程中下列说法正确的是（）A. Fn与F的合力变大B.Fn与F的合力方向始终不变C.Fn保持不变，f先增大后减小D.Fn不断增大，f先减小后增大解析B球在三个共点力作用下达到平衡状态，其中重力G的大小和方向均不发生变化，拉力F的方向改变
10、，支持力Fn方向不变，大小改变。利用力的三角形定则作出如图所示的示意图，由图可知选项D正确，C错误；根据共点力平衡的特点可知Fn与F的合力大小始终等于B球的重力G的大小，且与G方向相反，故选项A错误，B正确。答案BD归纳总结1 .共点力作用下的物体平衡问题，涉及受力分析、力的合成与分解、建立平衡方程等，其思维与确定平衡状态（加速度为零）解题过程如下：作出平行平衡条件四边形0巧选研究对象I-I将力合成（整体法或隔离法）一区1-I力图I或正交分解列出平衡方程求解2 .解决动态平衡问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”。动态平衡问题的分析过程与处理方法如下：【真题示例1】（2017天津
11、理综，3）如图6所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）A.ab中的感应电流方向由b至UaB. ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小AB解析导体棒ab、电阻R导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小（仄y=k为一定值），则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab中的电流方向,一八，一，、，一,AAB,S一由a到b,故A错误；根据法拉第电磁感应定律
12、，感应电动势E=p=At=kS，回路面积S不变，即感应电动势为定值，根据闭合电路欧姆定律I=1,所以ab中的电流大小不变，故B错R误；安培力F=BIL,电流大小不变，磁感应强度减小，则安培力减小，故C错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故D正确。答案D【真题示例2】（2016全国卷I,24）如图7,两固定的绝缘斜面倾角均为0,上沿相连。两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度土匀为L,质量分别为2m和m用两根不可伸长的B,方向垂直于斜面向上,柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上
13、沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为重力加速度大小为g,已知金属棒ab匀速下滑。求（1）作用在金属棒图7ab上的安培力的大小；（2）金属棒运动速度的大小。解析（1）由ab、cd棒被平行于斜面的导线相连，故ab、cd速度总是大小相等，cd也做匀速直线运动。设两导线上拉力的大小为T,右斜面对ab棒的支持力的大小为Fni,作用在ab棒上的安培力的大小为F,左斜面对cd棒的支持力大小为Fn2,对于ab棒，受力分析如图甲所示，由力的平衡条件得甲乙鼠2mgin9=Fni+T+FF
14、ni=2mgpos0对于cd棒，受力分析如图乙所示,由力的平衡条件得mgsin8+(1Fn2=TFn2=mgpos0联立式得：F=mgsin(2)设金属棒运动速度大小为v,ab棒上的感应电动势为E=BLv回路中电流I=Rd安培力F=BILmgR联立得：v=(sin93(1cos8)BpmgR答案(1)mgsin03(1cos0)(2)(sin03(1cos8)Bp真题感悟1 .高考考查特点电学中的平衡问题是指在电场力、安培力参与下的平衡问题。处理电学中的平衡问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，把方法和规律进行迁移应用。2 .解题常见误区及提醒(1)安培力方向的判断要先判断磁场方向、电流方向，再用左手定则判断，同时注意立体图转化为平面图。(2)电场力或安培力的出现，可能会对压力或摩擦力产生影响。涉及电路问题时，要注意闭合电路欧姆定律的使用。|考向预测产1.如图8所不，质量为m电荷量为q的带电小球 A用绝缘细线悬挂于O点，带有电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上,其中o点与小球a的间距为i,o点与小球b的间距为y币，当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角e =30 ,带电小球 A B均可
