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備考高考物理一輪金牌訓(xùn)練 第一部分 專題一 第1講 相互作用與物體的平衡課件

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備考高考物理一輪金牌訓(xùn)練 第一部分 專題一 第1講 相互作用與物體的平衡課件

第一部分核心考點突破專題一力與運動第1講相互作用與物體的平衡1(2011年廣東卷)如圖111所示的水平面上,橡皮繩一端固定,另一端連接兩根彈簧,連接點P在F1、F2和F3三力作用下保持靜止下列判斷正確的是()AF1F2F3 BF3F1F2CF2F3F1 DF3F2F1圖111 解析:結(jié)點P在F1、F2、F3三個力作用下處于平衡狀態(tài),將三個力平移圍成矢量三角形,如圖1所示由各邊在矢量三角形中的位置(F3為斜邊、F1為較長直角邊、F2為較短直角邊)可得B選項正確圖1答案:2(2011年上海卷)如圖112所示,在水平面上的箱子內(nèi),帶異種電荷的小球a、b用絕緣細(xì)線分別系于上、下兩邊,處于靜止?fàn)顟B(tài)地面受到的壓力為N,球b所受細(xì)線的拉力為F.剪斷連接球b的細(xì)線后,在球b上升過程中地面受到的壓力()A 小于N B等于NC等于NF D大于NF圖112解析:以箱子和a合在一起為研究對象,設(shè)其質(zhì)量為M,剪斷連接球b的細(xì)線前,則NMgFFe,其中Fe表示b對a的庫侖力;剪斷連接球b的細(xì)線后,則NMgFe,因為在球b上升過程中庫侖力變大(距離變近),所以NNF,選D.答案:D3(雙選,2011年山東卷)如圖113所示,將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上,中間用一輕彈簧連接,兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁開始時a、b均靜止彈簧處于伸長狀態(tài),兩細(xì)繩均有拉力,a所受摩擦力Ffa0,b所受摩擦力Ffb0,現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷,則剪斷瞬間()圖113AFfa大小不變 BFfa方向改變CFfb仍然為零 DFfb方向向右解析:對b進行受力分析,剪斷前b受重力、支持力、向左的彈簧拉力和繩的拉力由于它所受摩擦力Ffb0,所以彈簧的拉力和繩的拉力是一對平衡力,將右側(cè)細(xì)繩剪斷瞬間,繩的拉力消失,但彈簧的拉力不變,所以b受摩擦力Ffb方向向右,C錯誤,D正確;由于細(xì)繩剪斷瞬間,彈簧的彈力不變,所以Ffa大小不變,A正確,B錯誤答案:AD4(2010年廣東卷)圖114為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式,A、B點等高,O為結(jié)點,輕繩AO、BO長度相等,拉力分別為FA、FB,燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是()AFA一定小于GBFA與FB大小相等CFA與FB是一對平衡力DFA與FB大小之和等于G圖114解析:由題意知,A、B兩點等高,且兩繩等長,故FA與FB大小相等,B項正確若兩繩夾角大于120.則FAFBG;若夾角小于120,則FAFBG;若夾角等于120,則FAFBG,故選項A、D錯夾角為180時,F(xiàn)A與FB才能成為一對平衡力,但這一情況不可能實現(xiàn),故C項錯答案:B5(2010年安徽卷)如圖115所示,M、N是平行板電容器的兩個極板,R0為定值電阻,R1、R2為可調(diào)電阻,用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部閉合電鍵S,小球靜止時受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2,關(guān)于F的大小判斷正確的是()A保持R1不變,緩慢增大R2時,F(xiàn)將變大B保持R1不變,緩慢增大R2時,F(xiàn)將變小C保持R2不變,緩慢增大R1時,F(xiàn)將變大D保持R2不變,緩慢增大R1時,F(xiàn)將變小圖115解析:保持R1不變,緩慢增大R2時,由于R0和R2串聯(lián),R0兩端的電壓減小,即平行板電容器的兩個極板的電壓U減小,帶電小球受到的電場力F電qEq減小, 懸線的拉力為F將減小,選項B正確,A錯誤保持R2不變,緩慢增大R1時,R0兩端的電壓不變,F(xiàn)電不變,懸線的拉力為F不變,C、D錯誤答案:B6.(2009年廣東卷)建筑工人用圖116所示的定滑輪裝置運送建筑材料質(zhì)量為70.0 kg的工人站在地面上,通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.50 m/s2的加速度拉升,忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦,則工人對地面的壓力大小為(g取10 m/s2)()A510 N B490 N C890 N D910 N 圖116解析:對建筑材料進行受力分析根據(jù)牛頓第二定律有Fmgma,得繩子的拉力大小等于F210 N;然后再對人受力分析,由平衡的知識得MgFFN,得FN490 N,根據(jù)牛頓第三定律可知人對地面的壓力為490 N.答案:B從近三年的試題來看,考查的內(nèi)容主要是受力分析、物體的平衡、整體法和隔離法的應(yīng)用、彈簧彈力和摩擦力大小和方向的計算及判斷;解題方法主要是正交分解法、三角形法、力的合成與分解等,只要抓住平衡狀態(tài)條件列方程就可以解答如廣東2011年和2010年的力學(xué)選擇題都比較基礎(chǔ),連續(xù)兩年都考了三力平衡的問題,物理情景來源于生活,情景比較簡單,考核最基礎(chǔ)的知識研究對象的確定【例1】(雙選,2011年湛江二中月考)如圖117,三塊質(zhì)量相同的木塊A、B、C疊放在水平桌面上,水平力F作用在木塊B上,三木塊以共同速度v沿水平桌面勻速移動,下列說法正確的是()AB作用于A的靜摩擦力為零BB作用于C的靜摩擦力為FCB作用于C的靜摩擦力為FDB作用于A的靜摩擦力為F 圖1173231解析:研究B作用于A的靜摩擦力時,應(yīng)該選A為研究對象,A處于平衡狀態(tài),A沒有受到水平方向的其他力作用,則水平方向靜摩擦力為零;研究B作用于C的靜摩擦力時,應(yīng)該選A和B整體為研究對象,A和B整體處于平衡狀態(tài),由于A和B整體受到水平向右的F作用,則C作用于A和B整體的靜摩擦力為F,方向向左,由牛頓第三定律得,B作用于C的靜摩擦力也為F,方向向右答案:AB高考中,整體法和隔離法在確定研究對象時經(jīng)常用到根據(jù)題目的條件,有時只需用到整體法,有時只需用到隔離法,有時整體法和隔離法要交叉使用題外拓展:若求地面對C的摩擦力,應(yīng)該將A、B和C整體選為研究對象,由平衡條件得地面對C的摩擦力為F.1如圖118,甲物體在水平外力F的作用下靜止在乙物體上,乙物體靜止在水平面上現(xiàn)增大外力F,兩物體仍然靜止,則下列說法正確的是()A乙對甲的摩擦力一定增大B乙對甲的摩擦力一定沿斜面向上C乙對地面的摩擦力一定增大D乙對地面的壓力一定增大圖118解析:選甲為研究對象,因為F沿斜面向上的大小和重力沿斜面向下分力的大小不知道,甲受的摩擦力可能沿斜面向上,也可能沿斜面向下,A、B錯;選甲、乙整體為研究對象,水平方向的F增大了,則摩擦力就要增大;豎直方向的重力不變,則壓力就不變,C對D錯答案:C物體的受力分析【例2】 (2011年臺山一中二模)如圖119所示,清洗樓房玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中,工人及其裝備的總重量為G,懸繩與豎直墻壁的夾角為,懸繩對工人的拉力大小為F1 ,墻壁對工人的彈力大小為F2 , 則()AF1BF2Gtan C若緩慢減小懸繩的長度,F(xiàn)1與F2的合力變大D若緩慢減小懸繩的長度,F(xiàn)1減小,F(xiàn)2增大圖119解析: 工人受力如圖2所示,由平衡條件可得:F1cos G, F1sin F2,于是F1,F(xiàn)2Gtan ,所以A錯,B對;緩慢減小懸繩的長度, 角變大,F(xiàn)1、F2都增大,工人仍然處于平衡狀態(tài),所以F1與F2的合力不變,C、D均錯答案:B圖2利用數(shù)學(xué)三角形知識首先判斷角度的變化情況,再根據(jù)某個力不變?nèi)ヅ袛嗥渌Φ淖兓闆r高考中經(jīng)常用到這種方法,要引起重視2(2011年廣東六校聯(lián)考)物塊M靜止在傾角為的斜面上,若給物塊一個平行于斜面的水平力F的作用,物塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖1110所示則物塊所受到的()A支持力變大B摩擦力的方向一定發(fā)生改變C摩擦力大小保持不變D摩擦力變小解析: 物塊靜止在斜面上時,物塊所受的摩擦力為:f1Mgsin .給物塊平行于斜面的水平力F后,在斜面內(nèi),重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f2三力平衡,根據(jù)平衡條件有:f (Mgsin )2F2,重力沿斜面向下的分力與F的合力方向的反向是摩擦力f2的方向,所以摩擦力的方向和大小都發(fā)生了改變 答案:B 力的平衡問題 【例3】(雙選)如圖1111所示,質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物塊間用一輕彈簧連接,放在傾角為的粗糙斜面上,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)均為.平行于斜面的拉力F作用在m1上,使m1、m2一起向上做勻速運動,斜面始終靜止在水平地面上,則()圖1111A拉力F為gcos (m1m2)(m1m2)gsin B拉力F為gsin (m1m2)C地面對斜面的摩擦力水平向左D地面對斜面的摩擦力水平向右解析:選m1和m2為研究對象,系統(tǒng)受到四個力作用:G、N、F和f,將G正交分解,得fgcos (m1m2)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),合外力為0,則Fgcos (m1m2)(m1m2)gsin .選斜面、m1和m2為研究對象,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),系統(tǒng)應(yīng)受到四個力作用:G1、N1、F和f1,則F水平向右的分力與f1大小相等、方向相反答案:AC3在第十一屆全運會男子舉重56公斤級比賽中,龍清泉以302公斤的總成績獲得冠軍,并以169公斤超該級別挺舉世界紀(jì)錄如圖1112所示,設(shè)龍清泉所舉杠鈴的總重為G,杠鈴平衡時每只手臂與豎直線所成的夾角為30,則他每只手臂承受的張力為()答案:B 解析:以杠鈴為研究對象,杠鈴受到重力和兩個張力作用,合力為0.由力的合成得 GTcos 300,T G.圖1112復(fù)合場中的平衡問題【例4】如圖1113所示,帶正電q、質(zhì)量為m的滑塊,沿固定絕緣斜面勻速下滑現(xiàn)加一豎直向上的勻強電場,電場強度為E,且qEmg,以下判斷正確的是()A滑塊將沿斜面減速下滑B滑塊將沿斜面加速下滑C滑塊仍保持勻速下滑D僅當(dāng)qEmg時,物體繼續(xù)保持勻速下滑圖1113題外拓展:電場和重力場內(nèi)的平衡問題,仍然是力學(xué)問題力學(xué)中用到的圖解法和正交分解法仍然可以用在電場和重力場內(nèi)若加一豎直向下的勻強電場,電場強度為E,關(guān)系式(mgqE)sin (mgqE)cos 仍然成立,合外力為0,滑塊仍保持勻速下滑解析:沒有電場時,滑塊勻速下滑,則mgsin mgcos ,tan ;加了電場后,滑塊豎直方向受到電場力、重力作用,豎直方向的合力為(mgqE),關(guān)系式(mgqE)sin (mgqE)cos 仍然成立,合外力為0,仍保持勻速下滑答案:C4(雙選)如圖1114所示,A、B兩帶電小球,質(zhì)量分別為mA、mB,電荷量分別為qA、qB,用絕緣不可伸長的細(xì)線如圖懸掛,靜止時A、B兩球處于同一水平面若B對A及A對B的庫侖力分別為FA、FB,則下列判斷正確的是()AFAFBBOC細(xì)線的拉力FTC(mAmB)gCAC細(xì)線對A的拉力FTAD同時燒斷AC、BC細(xì)線后,A、B在豎直方向的加速度相同圖1114 解析:FA與FB是一對相互作用力,A錯;對整體分析知,B對;對A受力分析如圖3所示,F(xiàn)TA mAg,C錯;同時燒斷AC、BC后,豎直方向只受重力,即豎直方向的加速度都為g,D對 答案:BD 極值和臨界問題【例5】如圖1115所示,A、B兩物體緊靠著放在粗糙水平面上,A、B間接觸面光滑在水平推力F作用下兩物體一起加速運動,物體A恰好不離開地面,則關(guān)于A、B兩物體的受力個數(shù),下列說法正確的是()AA受3個力,B受4個力BA受4個力,B受3個力CA受3個力,B受3個力 DA受4 個力,B受4個力 圖1115解析:A物體受重力、水平推力F、B對A的支持力,由于A、B間接觸面光滑,故A、B間無摩擦力,物體A恰好不離開地面,于是地面對A無支持力,同時地面對A也就沒有摩擦力,因此A受3個力;B物體受重力、A對B的壓力、地面對B的支持力,由于A、B兩物體緊靠著放在粗糙水平面上,故還有地面對B的摩擦力,于是B受4個力 答案:A抓住“物體A恰好不離開地面”這種臨界狀態(tài),可知地面對A無支持力,同時地面對A也沒有摩擦力5如圖1116所示,作用于O點的三個力平衡(其中力F3圖中未畫出),其中一個力大小為F1,沿y軸負(fù)方向,大小未知的力F2與x軸正方向夾角為,下列說法正確的是()A力F3只可能在第二象限B力F3與F2夾角越小,則F3與F2越小CF3的最小值為F1cos D力F3可能在第三象限的任意范圍內(nèi) 圖1116答案:C 解析:力F3可以在第二象限和第三象限中F2的延長線左側(cè),A、D錯;三個力的矢量圖如圖4所示,由圖可知,B錯;當(dāng)F3與F2垂直時F3的最小值為F1cos .圖41對物體的受力分析一般應(yīng)先確定受力的對象,按先重力后彈力再摩擦力的順序進行受力分析,只分析研究對象的受力而不分析研究對象對其他物體的作用力2解決平衡問題的基本步驟:確定研究對象(整體法或隔離法)對研究對象進行受力分析建立合適的坐標(biāo)系建立平衡方程求解或作討論常用方法有:二力平衡法、正交分解法、合成和分解法、矢量三角形法、相似三角形法等3帶電物體在復(fù)合場(重力場、電場和磁場)中的平衡問題仍然滿足合外力為0的條件,力學(xué)中的常用方法仍然適用,列出平衡方程即可求解4對于極值和臨界問題,應(yīng)根據(jù)物體所處的狀態(tài)或者運動情景,找到臨界狀態(tài)和臨界條件,這是解決問題的突破口,再列出臨界方程求解方法常有:運用矢量法則討論某變力的最小值、利用三角函數(shù)知識等

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