2020高考物理突破大二轮浙江专用课件:专题一 第1讲 力与物体的平衡 .pptx
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1、第1讲 力与物体的平衡,网络构建,备考策略,1.平衡中的“三看”与“三想” (1)看到“缓慢”,想到“物体处于动态平衡状态”。 (2)看到“轻绳、轻环”,想到“绳、环的质量可忽略不计”。 (3)看到“光滑”,想到“摩擦力为零”。 2.“三点”注意 (1)杆的弹力方向不一定沿杆。 (2)摩擦力的方向总与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反,但与物体的运动方向无必然的联系。 (3)安培力F的方向既与磁感应强度的方向垂直,又与电流方向垂直,即F跟B、I所在的平面垂直,但B与I的方向不一定垂直。,力学中的平衡问题,物体的静态平衡问题,【典例1】 (2019浙江杭州适应性考试)如图1所示,一个“房子
2、”形状的铁制音乐盒静止在水平面上,一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁,吸附在“房子”的顶棚斜面上保持静止状态。已知顶棚斜面与水平面的夹角为,塑料壳和磁铁的总质量为m,塑料壳和斜面间的动摩擦因数为,重力加速度为g,则以下说法正确的是( ),图1,A.塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mgcos B.顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为mgcos C.顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小为mg D.磁铁的磁性若瞬间消失,塑料壳不一定会往下滑动,解析 作塑料壳的受力图,FNF吸mgcos ,FNFN,A错误;Ffmgsin ,B错误;FN和Ff的合力与mg和F吸的合力大小相等,方向相反,C错误;因最大
3、静摩擦力和重力沿斜面的分力的大小关系未知,故D正确。,答案 D,【典例2】 (2019浙江省温州市平阳二中高三质检)如图2所示,轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接。用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置。现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置,这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动。则此过程中,圆环对杆的摩擦力F1和圆环对杆的弹力F2的变化情况是( ),物体的动态平衡问题,图2,A.F1保持不变,F2逐渐增大 B.F1逐渐增大,F2保持不变 C.F1逐渐减小,F2保持不变 D.F1保持不变,F2逐渐减小,解析 设圆环B
4、的质量为M。以整体为研究对象,分析受力,如图甲,根据平衡条件得F2F,F1(Mm)g,杆对圆环的摩擦力F1大小保持不变,由牛顿第三定律知圆环对杆的摩擦力F1也保持不变。再以结点为研究对象,分析受力,如图乙,根据平衡条件得到,Fmgtan ,当O点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时,增大,则F增大,而F2F,则F2增大,由牛顿第三定律得,F2增大,故选项A正确。,答案 A,【典例3】 (2019桐乡一中周考)如图3所示,有5 000个质量均为m的小球,将它们用长度相等的轻绳依次连接,再将其左端用细绳固定在天花板上,右端施加一水平力使全部小球静止。若连接天花板的轻绳与水平方向的夹角为45,则第2
5、 013个小球与2 014个小球之间的轻绳与水平方向的夹角的正切值等于( ),平衡中的连接体问题,图3,解析 以5 000个小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图甲所示,根据平衡条件得F5 000mg,答案 D,1.在三个力作用下物体的平衡问题中,常用合成法分析;在多个力作用下物体的平衡问题中,常用正交分解法分析。 2.解决动态平衡问题的一般思路:把“动”化为“静”,“静”中求“动”。动态平衡问题的常用方法: (1)图解法 (2)解析法 (3)相似三角形法 (4)正弦定理法等,1.(2019浙江瑞安选考模拟)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后,挂在如图4所示的晾衣架上晾晒,A、B为竖直墙壁上等
6、高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面上。AOB60,DOC30,衣服质量为m,重力加速度为g。下列说法正确的是( ),图4,解析 设绳AO和绳BO拉力的合力大小为F,以O点为研究对象,O点受到向下的拉力F0mg、杆的支持力F2和绳AO与绳BO拉力的合力F,作出力的示意图,如图甲所示,,答案 D,2.(2019浙江名校联盟联考)如图5所示,一根非弹性绳的两端分别固定在两座山的A、B处,A、B两点的水平距离BD16 m,竖直距离AD2 m,A、B间绳长为20 m。重为120 N 的猴子抓住套在绳子上的滑环在A、B间滑动,某时刻猴子
7、在最低点C处静止,则此时绳的张力大小为(绳处于拉直状态)( ),图5,A.75 N B.100 N C.150 N D.200 N,答案 B,【典例1】 (20194月浙江选考)用长为1.4 m的轻质柔软绝缘细线,拴一质量为1.0102 kg、电荷量为2.0108 C 的小球,细线的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场,平衡时细线与铅垂线成37角,如图6所示。现向左拉小球使细线水平且拉直,静止释放,则(sin 370.6,取g10 m/s2)( ),图6,电学中的平衡问题,电场力作用下的物体平衡问题,A.该匀强电场的场强为3.75107 N/C B.平衡时细线的拉力为0.17 N C.经过
8、0.5 s,小球的速度大小为6.25 m/s D.小球第一次通过O点正下方时,速度大小为7 m/s,答案 C,复合场中的物体平衡问题,【典例2】 (2019浙江台州选考模拟)如图7,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc,已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是( ),图7,A.mambmc B.mbmamc C.mcmamb D.mcmbma 解析 由题意知,三个带电微粒受力情况:magqE,mbgq
9、EqvB,mcgqvBqE,所以mbmamc,故选项B正确,A、C、D错误。 答案 B,电磁感应中的导体棒平衡问题,【典例3】 (2019浙江江山选考模拟)如图8,两固定的绝缘斜面倾角均为,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,重力加速度大小为g,已知金属棒ab匀速下滑。求,图8,(
10、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。,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FT,右斜面对ab棒的支持力的大小为FN1,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,由物体的平衡条件得,甲 乙,2mgsin FN1FTF FN12mgcos ,对于cd棒,受力分析如图乙所示,由物体的平衡条件得 mgsin FN2FT FN2mgcos 联立式得Fmg(sin 3cos )。 (2)设金属棒运动速度大小为v,ab棒上的感应电
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