【物理】2018届二轮复习第1讲力与物体的平衡学案

【物理】2018届二轮复习第1讲力与物体的平衡学案

第1讲　力与物体的平衡 ¥ 考点一　　　　受力分析及运算 ‎1．(受力分析) 磁性车载支架(图11甲)使用方便，它的原理是将一个引磁片贴在手机背面，再将引磁片对准支架的磁盘放置，手机就会被牢牢地吸附住(图乙)．下列关于手机(含引磁片，下同)的说法中正确的是(　　 )‎ ‎　　‎ 图11‎ A．汽车静止时，手机共受三个力的作用 B．汽车静止时，支架对手机的作用力大小等于手机的重力大小 C．当汽车以某一加速度向前加速时，手机可能不受支架对它的摩擦力作用 D．只要汽车的加速度大小合适，无论是向前加速还是减速，手机都可能不受支架 对它的摩擦力作用 ‎2．(平行四边形定则)在两个等高的支架上，静放着光滑、实心、质量分布均匀的圆柱体材料，其横截面如图12所示，则(　　)‎ 图12‎ A．放同一圆柱体，适当减小两支架间距，支架所受压力增大 B．放同一圆柱体，适当增大两支架间距，支架所受压力减小 C．两支架位置固定，圆柱体质量相同，放半径大的圆柱体，支架所受压力大 D．两支架位置固定，圆柱体质量相同，放半径大的圆柱体，支架所受压力小 ‎3．(正交分解法)[2017·全国卷Ⅱ] 如图13所示，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60°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(　　)‎ 图13‎ A．2－ B． C． D． ‎4．(空间三维受力)如图14甲所示，某工地上起重机将重为G的正方形工件缓缓吊起．四根等长的钢绳(质量不计)，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等(如图乙所示)．则每根钢绳的受力大小为(　　)‎ 图14‎ A．G B．G C．G D．G 归纳 ‎ 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，其思维与解题过程如下：‎ ¥ 考点二　　　　整体法与隔离法 例1 (多选)如图15所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接，定滑轮左侧连接b的一段细绳与斜面平行，带负电的小球N用绝缘细线悬挂于P点．设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是(　　)‎ 图15‎ A．b对c的摩擦力一定减小 B．地面对c的支持力一定变大 C．地面对c的摩擦力方向一定向左 D．地面对c的摩擦力一定变大 导思 ‎ ‎①M受到几个力作用？绳子与竖直方向的夹角与M、N两者的库仑力有何关系？②单独对b研究，绳子拉力与摩擦力有何关系？③对b、c系统研究，绳子拉力与地面的摩擦力、支持力有何关系？‎ 归纳 ‎ 整体法与隔离法是解决复杂连接体问题时常采用的方法，应用整体法和隔离法的常见思维模板如下：‎ 变式 如图16所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁N极正对．在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通有垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，设两条形磁铁和木板的总重力为G，则(　　)‎ 图16‎ A．导线受到的安培力竖直向上，木板对地面的压力大于G B．导线受到的安培力竖直向下，木板对地面的压力小于G C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左 D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右 ¥ 考点三　　　　动态平衡和临界问题 例2 如图17所示，竖直杆AB在细绳AC的拉力作用下处于平衡．AB与地面的摩擦不计．若AC加长，使C点左移，AB仍保持平衡状态．细绳AC上拉力T和杆AB受到的细绳的压力N与原先相比，下列说法正确的是(　　)‎ 图17‎ A．T增大，N减小 B．T减小，N增大 C．T和N都减小 D．T和N都增大 导思 ‎ ‎①定滑轮上细绳的拉力如何变化？②AB杆上的弹力方向如何变化？‎ 例3 如图18所示，上表面为四分之一光滑圆弧的物体A静止在粗糙的水平地面上，一小物块B从圆弧底端受到水平外力F的作用缓慢沿圆弧向上移动一小段距离，在此过程，物体A始终处于静止状态．下列说法正确的是(　　)‎ 图18‎ A．水平外力F保持不变 B．地面对物体A的摩擦力逐渐增大 C．物体A对小物块B的支持力逐渐减小 D．地面对物体A的支持力逐渐减小 导思 ‎ ‎①物块B受到几个力作用？这几个力与物体A对物块B的支持力与竖直方向的夹角θ有何关系？②对A、B整体，地面的摩擦力、支持力分别与什么力相等？‎ 归纳 ‎ 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：‎ 变式1 如图19所示，绳与杆均不计重力，承受力的最大值一定．杆A端用铰链固定，滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略)，B端挂一重物P，现施加拉力T将B缓慢上拉(绳和杆均未断)，在杆达到竖直前(　　)‎ 图19‎ A．绳子越来越容易断 B．绳子越来越不容易断 C．杆越来越容易断 D．杆越来越不容易断 变式2 (多选)如图110所示，重为mg的水桶用细绳悬挂在门楣上，一人将水桶拉起使细绳与竖直方向的夹角为30°且细绳绷紧，则人对水桶施加的作用力可能为(　　)‎ 图110‎ A．mg B．mg C．mg D．mg 变式3 如图111所示，在竖直向下的匀强磁场中，绝缘细线下面悬挂一质量为m、长为l的导线，导线中有垂直纸面向里的恒定电流I，静止时细线偏离竖直方向θ角，现将磁场沿逆时针方向缓慢转动到水平向右，转动时磁感应强度B的大小不变，在此过程中下列说法正确的是(　　)‎ 图111‎ A．导线受到的安培力逐渐变大 B．绝缘细线受到的拉力逐渐变大 C．绝缘细线与竖直方向的夹角θ先增大后减小 D．导线受到的安培力与绝缘细线受到的拉力的合力大小不变，方向随磁场的方向的改变而改变 专题一　力与运动 第1讲　力与物体的平衡 ‎ 高频考点探究 考点一 ‎1．B　[解析] 手机处于静止状态，受力平衡，手机受到重力、支架的支持力、摩擦力以及磁盘的吸引力，共受到四个力的作用，故A错误；手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力大小等于重力大小，方向与重力方向相反，故B正确；当汽车以某一加速度向前加速时，假设手机不受支架对它的摩擦力，若吸引力大于支持力，则手机无法在竖直方向平衡，若吸引力小于支持力，则无法产生手机向前的加速度，故手机一定受支架的摩擦力，C错误；而汽车向前减速时，如果加速度合适，手机可能受支架对它的摩擦力作用，此时支持力大于吸引力，D错误．‎ ‎2．D　[解析] 合力一定，两等大的分力的夹角越大，分力越大，选项D正确. ‎ ‎3．C　[解析] 因为物块均做匀速直线运动，所以拉力水平时，有F＝μmg，拉力倾斜时，将F沿水平方向和竖直方向分解，根据平衡条件有Fcos 60°＝μ(mg－Fsin 60°)，解得μ＝.‎ ‎4．D　[解析] 设每根钢绳的受力为F，由平衡条件，有4Fcos θ＝G，而sin θ＝，θ＝30°，则F＝G，选项D正确．‎ 考点二 例1　BC　[解析] 两带电小球在缓慢漏电，库仑力F库＝减小；对M，由平衡条件知，绳子拉力大小FT＝减小；对b，摩擦力f1＝mbgsin θ－FT，方向向上或f1＝FT－mbgsin θ，方向向下，故其可能增大，也可能减小，选项A错误；对b、c整体，地面对c的支持力FN＝(mb＋mc)g－FTsin θ随FT减小而变大，地面对c的摩擦力f2＝FTcos θ减小，方向一定向左，选项B、C正确．‎ 例1变式　D　[解析] 由题意知，两条形磁铁在导线处产生的合磁场竖直向上，根据左手定则知，长直导线受到的安培力水平向右；木板和磁铁始终处于静止状态，两条形磁铁和木板的总重力为G，故木板对地面的压力等于G；又因为长直导线受到的安培力水平向右，所以由牛顿第三定律可知，磁铁和木板整体有向左运动的趋势，故木板受到地面的摩擦力水平向右，选项A、B、C错误，选项D正确．‎ 考点三 例2　C　[解析] 若AC加长，由于悬挂的重物质量不变，水平拉力不变．分析结点A处受力情况，细绳AC上拉力T在水平方向的分力大小等于悬挂的重物重力，在竖直方向的分力等于AB受到的压力．若AC加长，使C点左移，AB仍保持平衡状态，显然，T和N都减小，选项C正确．‎ 例3　B　[解析] 对物块B, 设物体A的支持力与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件知，外力F＝mgtan θ、支持力FN1＝，物块沿圆弧上移，夹角θ变大，则外力F和支持力FN1均增大，选项A、C错误；对A、B整体，地面对A的摩擦力Ff＝F，随F增大而增大，地面对A ‎ 的支持力FN2＝(M＋m)g保持不变，选项B正确，选项D错误．‎ 例3变式1　B　[解析] 对结点B，由平衡条件，有＝＝，将B缓慢上拉，OB减小，绳子拉力T 减小，杆的支持力F杆大小不变，选项B 正确．‎ 例3变式2　AD　[解析] 将重力按如图所示的方式分解，F2与绳的拉力等大反向，F1与人所施加的力等大反向，由图可知人对水桶施加的作用力的最小值为，选项A正确，选项B、C错误；当人对水桶施加的作用力沿水平方向时，施加的作用力大小为mg，选项D正确．‎ 例3变式3　B　[解析] 导线受到的安培力F安＝BIl大小不变，选项A错误；磁场逆时针转动90°的过程中，F安方向逐渐由水平向左变为竖直向下，由于变化缓慢，所以F安与mg的合力F合与FT大小相等，方向相反，由图可知，F合大小逐渐增大，θ逐渐减小，所以FT大小逐渐增大，选项B正确，选项C错误；F安与FT的合力总是与重力大小相等，方向相反，即竖直向上，选项D错误．‎