2022版高考物理大二轮复习专题一第1讲力与物体的平衡讲义20191024143.doc
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1、 力与物体的平衡力与物体的平衡 第 1 讲 力与物体的平衡 真题再现 考情分析 1 1(多选)(2019高考全国卷)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N.另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态 现用水平向左的拉力缓慢拉动N, 直至悬挂N的细绳与竖直方向成 45.已知M始终保持静止, 则在此过程中( ) A水平拉力的大小可能保持不变 BM所受细绳的拉力大小一定一直增加 CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 DM所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 解析:选 BD. 对N进行受力分析如图所示,因为N的重力与水平拉力F的合力和细绳的拉力T是一对
2、平衡力,从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增大,细绳的拉力也一直增大,选项 A 错误, B 正确;M的质量与N的质量的大小关系不确定,设斜面倾角为,若mNgmMgsin ,则M所受斜面的摩擦力大小会一直增大,若mNgm2,如图所示,若三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块( ) A有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右 B有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左 C有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因m1、m2、1、2的数值均未给出 D以上结论都不对 解析:选 D.法一(隔离法):把三角形木块隔离出来,它的两个斜面上分别受到两物体对它的压力 FN1、FN2,摩擦力 F1、F2.由
3、两物体的平衡条件知,这四个力的大小分别为 FN1m1gcos 1,FN2m2gcos 2 F1m1gsin 1,F2m2gsin 2 它们的水平分力的大小(如图所示)分别为 FN1xFN1sin 1m1gcos 1sin 1 FN2xFN2sin 2m2gcos 2sin 2 F1xF1cos 1m1gcos 1sin 1 F2xF2cos 2m2gcos 2sin 2 其中 FN1xF1x,FN2xF2x,即它们的水平分力互相平衡,木块在水平方向无滑动趋势,因此不受水平面的摩擦力作用 法二(整体法): 由于三角形木块和斜面上的两物体都静止,可以把它们看成一个整体,受力如图所示设三角形木块质量
4、为 M,则竖直方向受到重力(m1m2M)g和支持力 FN作用处于平衡状态,水平方向无任何滑动趋 势,因此不受水平面的摩擦力作用 2(2019高考全国卷)物块在轻绳的拉动下沿倾角为 30的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行已知物块与斜面之间的动摩擦因数为33,重力加速度取 10 m/s2.若轻绳能承受的最大张力为 1 500 N,则物块的质量最大为( ) A150 kg B100 3 kg C200 kg D200 3 kg 解析:选 A.设物块的质量最大为m,将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解,由平衡条件,在沿斜面方向有Fmgsin 30mgcos 30,解得m150 kg,A 项正确
5、 3(2019烟台联考) 如图所示,在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用,F 平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止,F 的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为 F1和 F2(F20)由此可求出( ) A物块的质量 B斜面的倾角 C物块与斜面间的最大静摩擦力 D物块对斜面的正压力 解析:选 C.设斜面倾角为,斜面对物块的最大静摩擦力为 Ff,当 F 取最大值 F1时,最大静摩擦力 Ff沿斜面向下,由平衡条件得 F1mgsin Ff;当 F 取最小值 F2时,Ff沿斜面向上,由平衡条件得 F2mgsin Ff,联立两式可求出最大静摩擦力FfF1F22,选项 C 正确FNmgcos
6、,F1F22mgsin ,所以不能求出物块的质量、斜面的倾角和物块对斜面的正压力 4(2017高考全国卷)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)( ) A86 cm B92 cm C98 cm D104 cm 解析:选 B.将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k)与竖直方向夹角均满足 sin 45,对钩码(设其重力为G)静止时受力分析,得G2
7、k1 m20.8 m2cos ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,得G2kL20.8 m2,联立解得L92 cm,可知 A、C、D 项错误,B 项正确 5. 如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球在a和b之间的细线上悬挂一小物块平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径不计所有摩擦小物块的质量为( ) Am2 B32m Cm D2m 解析:选 C.由于轻环不计重力,故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支持力等大反向,即沿半径方向;又两侧细线对轻环拉力相等,故轻环所在位置对应的圆弧半径为两细线的角平分线,因为两轻环间的
8、距离等于圆弧的半径,故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形;又小球对细线的拉力方向竖直向下,由几何知识可知,两轻环间的细线夹角为 120,对小物块进行受力分析,由三力平衡知识可知,小物块质量与小球质量相等,均为m,C 项正确 6(2017高考全国卷) 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( ) A2 3 B36 C33 D32 解析:选 C.当拉力水平时,物块做匀速运动,则Fmg,当拉力方向与水平方向的夹角为 60时,物块也刚好做匀速运动,则Fcos 60(mgFsin 60),联立解
9、得33,A、B、D 项错误,C 项正确 7如图所示,匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为 30且斜向右上方,匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)一质量为m、电荷量为q的带电小球(可视为质点)以与水平方向成 30角斜向左上方的速度v做匀速直线运动,重力加速度为g,则( ) A匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外 B小球一定带正电荷 C电场强度大小为mgq D磁感应强度的大小为mgqv 解析:选 C.小球做匀速直线运动,受到的合力为零,假设小球带正电,则小球的受力情况如图甲所示,小球受到的洛伦兹力沿虚线但方向未知,小球受到的重力与电场力的合力与洛伦兹力不可能平衡,故小球不可能做匀速直线运动,假设不
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- 2022 高考 物理 二轮 复习 专题 物体 平衡 讲义 20191024143
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