当前位置:首页 >> 理化生 >>

2015届高考物理二轮复习提优能力提升 专题一 力与物体的平衡2


能力提升

受力分析 受力分析是解决平衡问题和动力学问题的前提和关键,一般方法有: (1) 条件法.根据各种力产生的条件及特征来分析. (2) 状态法.根据研究对象所处的状态,如:平衡、匀变速运动、匀速圆周运 动等,并结合各种状态的动力学特征来分析. (3) 假设法.假设物体受到某个力或不受某个力,再结合物体的运动状态所 对应的受力特征进行推理和判断. 此外,

从研究对象来分有:整体法和隔离法. 例1 (2014· 南师附中)如图所示,固定在水平地面上的物体P左侧是光滑圆

弧面.一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮,一端系有质量为m=4 kg的小球,小球 与圆心的连线跟水平方向的夹角θ =60°,绳的另一端水平且连接物块3.三个物 块重力均为50 N,作用在物块2的水平力F=20 N.整个系统平衡,取g=10 m/s2.则 下列说法中正确的是( )

A. 1和2之间的摩擦力是20 N B. 2和3之间的摩擦力是20 N C. 3与桌面间的摩擦力为20 N D. 物块3受6个力的作用 思维轨迹:怎样选取研究对象解题更简单.求物块1和物块2之间的摩擦力应 选谁为研究对象?研究物块3与桌面间的摩擦力,必须选3为研究对象吗? 解析:隔离物块1分析受力,由平衡条件可得,1和2之间的摩擦力为零,选项 A错误;轻绳中拉力为mgcos 60°=20 N.对物块1、2、3整体分析受力,由平衡条

1

件可知,3与桌面间摩擦力为零,选项C错误;对物块1、2整体分析受力,由平衡 条件可知,2和3之间的摩擦力是20 N,选项B正确;隔离物块3分析受力,物块3 受到重力、物块2的压力、物块2对物块3向右的摩擦力、轻绳拉力、桌面支持力 共5个力作用,选项D错误. 答案:B 方法点评:(1) 在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体 法与隔离法进行分析. (2) 采用整体法进行受力分析时,要注意各个物体的状态应该相同. (3) 当直接分析一个物体的受力不方便时,可转移研究对象,先分析另一个 物体的受力,再根据牛顿第三定律分析该物体的受力. 变式训练1 (2013·上海)如图所示,质量mA>mB的两物体A、B叠放在一起,

靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落的过程中,物体B的受力示 意图是( )

解析:两物体A、B叠放在一起,在沿粗糙墙面下落的过程中,由于物体与竖 直墙面之间没有压力,所以没有摩擦力,二者一起做自由落体运动,A、B之间没 有弹力作用,物体B的受力示意图是图A. 答案:A

平衡条件 共点力作用下物体的平衡条件是:物体所受合外力为零, 即F合=0.或说任一方向上 所受的合力为零,在正交分解形式下的表达式为Fx=0,Fy=0. 如果物体仅受三个力作用而处于平衡状态, 则其中任意两个力的合力与第三 个力大小相等、方向相反.可利用平行四边形定则,或利用直角三角形、相似三 角形、正弦或余弦定理等知识,采用合成法、正交分解法、矢量三角形法等方法 求解. 例2 (多选)(2014·中华中学)如图所示,形状相同的物块A、B,其截面为
2

直角三角形,相对排放在粗糙水平地面上,光滑球体C架在两物块的斜面上,系 统处于静止状态.已知物块A、B的质量都为M, θ =60°,光滑球体C的质量为m, 则下列说法中正确的是( )

1 A. 地面对物块A的摩擦力大小为 2 mg

3 B. 地面对物块A的摩擦力大小为 2 mg 3 C. 物块A对球体C的弹力大小为 2 mg
1 D. 物块A对地面的压力大小为Mg+ 2 mg

解析:以球体C为研究对象, 其受到斜向上的两个弹力作用, 把两个弹力合成, 合力竖直向上, 大小等于光滑球体的重力,受力分析如图所示.由三角函数可知, 弹力大小为mg,选项C错误;再以A为研究对象,C对A的正压力大小为mg,其在水 平方向上的分力等于地面对物块A的静摩擦力大小, 由此可知A与地面间的静摩擦
3 力大小为 2 mg,选项A错误,选项B正确;以A、B、C整体为研究对象,所受重力
mg 为(2Mg+mg),由对称性可知A所受地面的支持力为Mg+ 2 ,选项D正确.

3

答案:BD 变式训练2 (2014·苏北四市一模)体育器材室里,篮球摆放在图示的球架

上.已知球架的宽度为d,每只篮球的质量为m、直径为D,不计球与球架之间的摩 擦,则每只篮球对一侧球架的压力大小为( )

1 A. 2 mg

mgD B. d

mgD
2 2 C. 2 D -d

2mg D 2 -d 2 D D.

解析:取球和球架的横截面,对篮球受力分析(如图),篮球受重力mg和两球 架分别对它的支持力F.由于篮球处于静止状态,故这三个力是平衡力,两球架对 篮 球 的 支 持 力 F 的 合 力 等 于 篮 球 的 重 力 , 即 2Fcos θ =mg , 其 中 cos θ

mgD R 2 -(0.5d )2 D 2 2 R = ,R= 2 ,解得F= 2 D -d ,又篮球对一侧球架的压力F'与F是作
用力和反作用力的关系,则F=F',故选项C正确.

答案:C

动态平衡 所谓动态平衡, 是指通过控制某些物理量变化使物体的状态发生缓慢的变化,而 在这个过程中物体始终处于一系列的平衡状态.动态平衡问题有三力作用和四力 及四力以上力的作用两种主要类型,处理方法是在原来处理平衡问题的基础上, 注意分析由于某一个物理量的变化而带来的其他变化,审题时注意抓住“缓慢”之 类的关键词语. 例3 (2014·南通一模)如图所示,粗糙的水平面上放有一个截面为半圆的
4

柱状物体A,A与竖直挡板间放有一光滑圆球B,整个装置处于静止状态. 现将挡 板水平向右缓慢平移,A始终保持静止. 则在B着地前的过程中( )

A. 挡板对B的弹力减小 B. 地面对A的摩擦力增大 C. A对B的弹力减小 D. 地面对A的弹力增大 解析:对光滑圆球B进行受力分析,如图所示,挡板水平向右缓慢移动时,圆 球B处于动态平衡, 挡板对B的弹力与A对B的弹力的矢量和始终保持不变,大小等 于圆球B的重力,挡板水平向右缓慢移动就相当于A对B的弹力方向和竖直方向的 夹角α 变大,而弹力NB的方向不变,大小变大,弹力NAB的大小也变大,故A、C错; 再对A、B整体受力分析,地面对A的弹力就等于A、B的重力之和,不变,故D错; 地面对A的摩擦力就等于挡板对B的弹力NB,NB的方向不变,大小变大,故地面对A 的摩擦力变大,B对.

答案:B 变式训练3 (2014·苏州一模)如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的

最高点有一个光滑的小孔 .质量为m的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小 球, 上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在小球移动过 程中手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力N的大小变化情况是( )

5

A. F不变,N增大 C. F减小,N不变

B. F不变,N减小 D. F增大,N减小

解析:对小球受力分析如图所示,力学矢量三角形△ACD与几何三角形△BOA
F N G 相似,则有 AB = R = R ,由表达式可以看出随着细线拉着小球缓慢向上移动,

AB间距离变小,细线拉力F变小,轨道对小球的弹力不变,故C对.

答案:C

带电体在复合场中的平衡 带电体在复合场中的平衡除了受重力、弹力和摩擦力之外,还涉及电磁学中的静 电力、安培力和洛伦兹力.带电体的平衡问题也遵从物体的平衡条件,既要服从 力学规律,又要服从电磁学规律,这是解决此类问题的两条主线. 例4 (2014·盐城中学)如图所示,相互垂直的固定绝缘光滑挡板PO、QO竖

直放置在重力场中,a、b为两个带有同种电荷的小球(可以近似看成点电荷),当 用水平向左的力F作用于b球时,a、b两球紧靠挡板且处于静止状态.现稍改变F 的大小, 使b球稍向左移动一小段距离, 则当a、 b两球重新处于静止状态后( )

A. a、b两球间的库仑力增大 B. 作用力F将减小 C. 地面对b球的支持力变大 D. 地面对b球的支持力变小

6

解析:带电小球a受力变化问题符合图解法的特征 .使b稍向左移动一小段距 离时,二者连线与竖直方向夹角减小,即F库与竖直方向夹角减小,如图分析知F


减小,FN减小,选项A错误;球a、b之间的库仑力可以看成内力,故把a、b当成

一个整体可知水平作用力F与FN平衡,故F减小,B正确;地面对b球的支持力等于 两个小球的重力之和,故不变,C、D都错误.

答案:B 方法点评:1. 电场和重力场内的平衡问题, 与力学中的平衡问题处理方法一 样,可以用图解法和正交分解法. 2. 当涉及多个研究对象时,一般采用整体法和隔离法结合的方法来求解.

变式训练4

(多选)(2014·海安中学)如图所示,在倾角为θ 的斜面上固定

两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁感应强度为B的匀 强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下.有两根质量均为m的金属棒a、b,先将a 棒垂直导轨放置, 用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于 导轨.由静止释放物块c,此后某时刻,将b棒也垂直导轨放置,a、c此刻起做匀 速运动,b棒刚好能静止在导轨上.a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导 轨接触良好,导轨电阻不计.则( )

A. 物块c的质量是2msin θ B. 回路中的电流方向俯视为顺时针 C. b棒放上后,a棒受到的安培力大小为2mgsin θ

7

mgsin? D. b棒放上后,a棒中电流的大小是 BL

解析:由右手定则可知回路中电流方向俯视为逆时针, B错误;因为a、b、c 都处于平衡状态, 分别列三个平衡方程FT=mgsin θ + 而且a、b中电流相等,所以

F安a F安b , =mgsin θ , FT=mcg,

F安a

=

F安b

=BIL , 联 立 解 以 上 四 个 方 程 可 得
mgsin? BL ,所以A、D正确,C错误.

F安a F安b = =mgsin θ ,mc=2msin θ ,电流大小为
答案:AD

8


相关文章:
2015届高考物理二轮复习提优能力提升 专题一 力与物体的平衡2
2015届高考物理二轮复习提优能力提升 专题一 力与物体的平衡2_理化生_高中教育_教育专区。能力提升 受力分析 受力分析是解决平衡问题和动力学问题的前提和关键,...
【优化方案】2015届高考物理二轮复习 专题一 力与物体的平衡导学导练(含解析)
【优化方案】2015届高考物理二轮复习 专题一 力与物体的平衡导学导练(含解析)_理化生_高中教育_教育专区。力与物体的平衡 热点一 物体的受力分析 命题规律:该...
2015高考物理二轮总复习专项能力训练:专题1 力与物体的平衡
2015高考物理二轮总复习专项能力训练:专题1 力与物体的平衡_高三理化生_理化生_...地面对 B 的支持力的大小一定等于(M+m)g 二、非选择题(本题共 2 小题,...
2015高考物理力与物体的平衡复习试题及答案
2015高考物理力与物体的平衡复习试题及答案_理化生_高中教育_教育专区。2015高考物理力与物体的平衡复习试题及答案专题一一、选择题 力与物体的平衡 1.如图,在水平...
人教版2014年高考物理二轮复习专题:一 力与物体的平衡(含答案解析)
人教版2014年高考物理二轮复习专题:一 力与物体的平衡(含答案解析)_高考_高中教育_教育专区。人教版2014年高考物理二轮复习专题:一 力与物体的平衡(含答案解析)...
(全国通用)2015届高考物理大二轮复习 专题训练一 力与场内物体的平衡
(全国通用)2015届高考物理二轮复习 专题训练一 力与场内物体的平衡_理化生_...r2 (2)方向:正电荷所受电场力方向与场强方向一致,负电荷所受电场力方向与场强...
2015高考物理二轮复习 教师用书 第1讲 力与物体的平衡
2015高考物理二轮复习 教师用书 第1讲 力与物体的平衡_高考_高中教育_教育专区...2 江苏省近三年高考对本专题内容都没有单独命题.预测 2015 年高考对本专题内容...
2015届高考物理二轮复习测试:专题01 物体的受力与平衡(解析版)
2015届高考物理二轮复习测试:专题01 物体的力与平衡(解析版)_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。专题 01 一、选择题(12× 5=60 分) 物体的力与平衡...
【优化探究】2015高考物理二轮专题复习 素能提升 1-1-1 力与物体的平衡(含解析)新人教版
【优化探究】2015高考物理二轮专题复习 素能提升 1-1-1 力与物体的平衡(含解析...向与接触面平行,与支持力垂直,故选项 C、D 错误. 答案:A 2.(2014 年高考...
更多相关标签: