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    物理01专题一兰州探讨样题

    时间：2021-04-12 16:06:04 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

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    　 第 1 讲 力与物体的平衡

    　单个物体的平衡

    　 [规 律 方 法] 1．静态平衡问题：应先分析物体的受力情况，再根据平衡条件列出相应方程，解方程并对结果进行讨论。

    　2．动态平衡问题

    　3．求解共点力平衡问题常用的方法 (1)

    　力的合成法：对研究对象受力分析后，应用平行四边形定则(或三角形定则)求合力的方法。力的合成法常用于仅受三个共点力作用且保持平衡。

    　(2)

    　正交分解法：把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上，然后分别列出两个方向上合力为零的方程并求解。当物体受四个及四个以上共点力作用而平衡时，一般采用正交分解法。

    　(3)

    　图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下力的矢量图(画在同一个图中)，然后根据有向线段(表示力)的长度变化情况判断各个力的变化情况。

    　用图解法分析动态平衡问题时要在矢量三角形中确定不变的量和改变的量。

    　[精 典 题 组] 1． (多选)如图所示，一个质量为 m 的滑块静止置于倾角为 30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的 P 点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为 30°。则(

    　) A．滑块可能受到三个力作用 B．弹簧一定处于压缩状态 C．斜面对滑块的支持力大小可能为零 D．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于 12 mg 2． 如图所示，用一轻绳将光滑小球(大小不能忽略)系于竖直墙壁上的 O 点， 现用一细杆压在轻绳上紧贴墙壁从 O 点缓慢下移，则(

    　) A．轻绳对小球的拉力保持不变

    　 B．轻绳对小球的拉力逐渐增大 C．小球对墙壁的压力保持不变

    　 D．小球对墙壁的压力逐渐减小

    　 课题：专题一力与运动——（1）力的活用 姓名

    　班级学号

    　 课题：专题一力与运动——（1）

    　多个物体的平衡 [规 律 方 法] 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． 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，此法叫“转移研究对象法”。

    　3． 解题思路 确定平衡状态a＝0→研究对象受力平衡的物体或系统→内力与外力判断待求作用力是内力还是外力→受力分析系统外力：整体法系统内力：隔离法

    　 [精 典 题 组] 1．(2018·湖北模拟)(多选)如上图所示,有一四分之一球体置于粗糙的水平面上,两质量均为 m 的小球 A、B(均可看作质点)通过柔软光滑的轻绳连接,且与球体一起静止在水平面上。B 球与球心O 的连线与水平方向成 θ=37°角且绳相切四分之一圆与 B 点。已知重力加速度为 g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。下列关于系统中各物体受力的说法正确的是(

    　)。

    　A.四分之一球体一定受到水平面的摩擦力作用,方向水平向右 B.小球 A 受到三个力的作用 C.小球 B 受到四分之一球体摩擦力的大小为 mg51,方向沿曲面切线斜向下 D.四分之一球体对小球 B 作用力的大小为 mg510 2．(多选)(2017·江西南昌 3 月模拟)如图所示，静止在粗糙水平面上的半径为 4R 的半球的最高点A 处有一根水平细线系着质量为 m、半径为 R 的光滑小球．已知重力加速度为 g.下列说法正确的是(

    　) A．地面对半球的摩擦力的方向水平向右 B．细线对小球的拉力大小为 34 mg C．保持小球的位置不变，将 A 点沿半球逐渐下移，半球对小球的支持力逐渐减小 D．剪断细线的瞬间，小球的加速度大小为 0.6g

    　 电磁场中的平衡问题

    　[规 律 方 法] 1．带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力。

    　[精 典 题 组] 1.

    　 均匀带正电的薄圆盘的右侧，用绝缘细线 A、B 悬挂一根水平通电直导线 ab，电流方向由 a到 b，导线平行于圆盘平面。现圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，细线仍然竖直，与圆盘静止时相比，下列说法正确的是(

    　) A．细线所受弹力变小

    　 B．细线所受弹力不变 C．细线所受弹力变大 D．若改变圆盘转动方向，细线所受弹力变大 2．(2017·河南六市一联)如图所示，PQ 和 MN 为水平平行放置的金属导轨，相距 L＝1 m．P、M 间接有一个电动势为 E＝6 V，内阻不计的电源和一只滑动变阻器，导体棒 ab跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的质量为 m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量 M＝0.4 kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g 取 10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是(

    　) A．2 Ω B．2.5 Ω C．3 Ω D．4 Ω 3.(2018·山东质测)如图,绝缘光滑的圆环竖直放置,a、b、c 为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球 c 位于圆环最高点,ac 连线与竖直方向成 60°角,bc 连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是(

    　)。

    　A.a、b、c 小球带同种电荷 B.a、b 小球带异种电荷,b、c 小球带同种电荷 C.a、b 小球的电荷量之比为63 D.a、b 小球的电荷量之比为93

    　【整体法与隔离法的综合应用典例】

    　如图所示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球 a、b，并悬挂于 O 点。现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在 b 球上的力为 F、作用在 a 球上的力为 2F，则此装置平衡时的位置可能是下列图中的(

    　)

    　（变式）如图所示，两段等长绝缘细线将质量分别为 2m、m 的小球 A、B 悬挂在 O 点，小球 A、B 分别带有＋4q 和－q 的电荷量，不考虑 A、B 两小球之间的作用力，当系统处于水平向右的匀强电场中并静止时，可能出现的状态应是(

    　)

    　【绳结问题典例】(多选)如图甲所示,水平轻杆 BC 左端固定,右端带有定滑轮,细绳 AD 跨过定滑轮挂住一个质量为 M 的物体,∠ACB=30°。图乙装置中 OP、OQ 是两根轻绳,PQ 是轻杆,它们构成一个正三角形。在 P、Q 两处分别固定质量均为 m 的小球,乙图装置悬挂在 O 点自然下垂。图丙中轻杆 HJ 左端用铰链与竖直墙连接,右端 J 通过细绳 EJ 拉住,EJ 与水平方向也成 30°角,轻杆的 J 点用细绳拉住一个质量也为 m 的小球。设图甲中细绳 AC 段的张力大小为 F,在图乙所示的状态下 OQ 对 Q 点小球的作用力大小为 T,轻杆对 Q 点小球的作用力大小为 FN,图丙细绳 EJ 的张力大小为 F 1 ,轻杆 HJ 对 J 端的支持力大小为 F 2 。下列关于各力大小关系判断正确的是(

    　)。

    　 甲

    　乙

    　丙 点评▶ 求解这类问题的关键是抓住以下两点 (1)“死结”可理解为把绳子分成两段,且不可以沿绳子移动的结点。“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳,因此由“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等。

    　(2)“活结”可理解为把绳子分成两段,且可以沿绳子移动的结点。“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的。绳子虽然因“活结”而弯曲,但实际上是同一根绳,因此由“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等,两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的角平分线。

    　1．(2017·全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为 80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100 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(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(

    　) A．86 cm

    　B．92 cm C．98 cm D．104 cm 2．(2017·全国卷Ⅱ)如图，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(

    　)

    　A．2－ 3

    　B．36 C．33 D．32

    　3．(多选)(2017·全国卷Ⅰ)如图，柔软轻绳 ON 的一端 O 固定，其中间某点 M 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，OM 与 MN 之间的夹角为 α(α> π2 )．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角 α 不变．在 OM 由竖直被拉到水平的过程中(

    　)

    　A．MN 上的张力逐渐增大 B．MN 上的张力先增大后减小 C．OM 上的张力逐渐增大 D．OM 上的张力先增大后减小

    　 4．(2015·全国卷Ⅰ，24)如图所示，一长为 10 cm 的金属棒 ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为 12 V 的电池相连，电路总电阻为 2 Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为 0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了 0.3 cm，重力加速度大小取 10 m/s 2 。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。

    　 5．(2016·全国卷Ⅰ，24)如图，两固定的绝缘斜面倾角均为 θ，上沿相连。两细金属棒 ab(仅标出 a端)和 cd(仅标出 c 端)长度均为 L，质量分别为 2m 和 m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路 abdca，并通过固定在斜面上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 B，方向垂直于斜面向上，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 μ，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 ab 上的安培力的大小； (2)金属棒运动速度的大小。

    　 [备 考 指 导] 【考情分析】

    　2014

    　2015 卷ⅠT 24 ：安培力、胡克定律、力的平衡 2016 卷ⅠT 19 ：有重力、弹力、摩擦力的共点力平衡 卷ⅠT 24 ：有关电磁感应问题的平衡及法拉第电磁感应定律的应用 卷ⅡT 14 ：力的动态平衡 卷ⅢT 17 ：共点力的平衡条件 高考命题突出受力分析、力的合成与分解方法的考查，也有将受力分析与牛顿运动定律、电磁场、功能关系进行综合考查。题型一般为选择题和计算题。

    　【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 一般按照“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

    　 1.

    　如图所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的 A、B 两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环。现将大圆环在竖直平面内绕 O 点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对 A、B 两点拉力 F A 、F B 的变化情况，下列说法正确的是(

    　) A．F A 变小，F B 变小

    　B．F A 变大，F B 变大 C．F A 变大，F B 变小

    　D．F A 变小，F B 变大 2． 如图所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，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 F N 的变化情况是(

    　) A．F 增大，F N 减小

    　B．F 增大，F N 增大 C．F 减小，F N 减小

    　D．F 减小，F N 增大 3． 如图所示，在水平地面上静止着一质量为 M、倾角为 θ 的斜面，自由释放质量为 m 的滑块能在斜面上匀速下滑(斜面始终静止)，则下列说法中正确的是(

    　) A．滑块对斜面的作用力大小等于 mgcos θ，方向垂直斜面向下 B．斜面对滑块的作用力大小等于 mg，方向竖直向上 C．斜面受到地面的摩擦力水平向左，大小与 m 的大小有关 D．滑块能匀速下滑，则水平地面不可能是光滑的 4． 如图所示，绝缘水平桌面上放置一长直导线 a，导线 a 的正上方某处放置另一长直导线 b，两导线中均通以垂直纸面向里的恒定电流。现将导线 b 向右平移一小段距离，若导线 a 始终保持静止，则(

    　) A．导线 b 受到的安培力方向始终竖直向下 B．导线 b 受到的安培力逐渐减小 C．导线 a 对桌面的压力减小 D．导线 a 对桌面的摩擦力方向水平向左 5．(2018·山东模拟)如图所示,一斜面固定在地面上,木块 m 和 M 叠放在一起沿斜面向下运动,它们始终相对静止,m、M 间的动摩擦因数为μ1,M 与斜面间的动摩擦因数为μ2,则(

    　)。

    　A.若 m、M 一起匀加速运动,可能有μ1=0,μ2=0 B.若 m、M 一起匀速运动,一定有μ1=0,μ2≠0 C.若 m、M 一起匀加速运动,一定有μ1≠0,μ2=0 D.若 m、M 一起匀速运动,可能有μ1≠0,μ2≠0

    　 课题：专题一力与运动——（1）作业

    　姓名

    　班级学号

    　 课题：专题一力与运动——（1）

    　6． 如图所示，一个半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量分别为 m 1 和 m 2 的小球 A、B。当它们处于平衡状态时，碗内的细线与水平方向的夹角为 60°，小球 B 位于水平地面上，设此时半球形的碗对A的弹力为F，小球B对地面的压力大小为F N ，细线的拉力大小为T，则下列说法中正确的是(

    　) A．F N ＝(m 2 －m 1 )g

    　B．F N ＝m 2 g－33m 1 g C．T＝0

    　D．F＝ 2 33m 1 g 7． (2016·安徽皖南八校二次联考)如图所示，三角形 ABC 是固定在水平面上的三棱柱的横截面，∠A＝30°，∠B＝37°，C 处有光滑小滑轮，质量分别为 m 1 、m 2 的两物块通过细线跨放在 AC 面和 BC 面上，且均恰好处于静止状态，已知AC 面光滑，物块 2 与 BC 面间的动摩擦因数 μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两物块的质量比m 1 ∶m 2 不可能是(

    　) A．1∶3

    　B．3∶5

    　 C．5∶3

    　D．2∶1 8． 如图所示，位于固定的倾角为 θ＝45°的粗糙斜面上的小物块 P，受到一沿斜面向上的拉力 F，沿斜面匀速上滑。现把力 F 的方向变为竖直向上而大小不变，仍能使物块 P 沿斜面保...

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