2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運動 第1講 力與物體的平衡學(xué)案.docx
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第1講 力與物體的平衡 [做真題明考向] 真題體驗 透視命題規(guī)律 授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第3頁 [真題再做] 1.(2017高考全國卷Ⅱ，T16)如圖，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運動．若保持F的大小不變，而方向與水平面成60角，物塊也恰好做勻速直線運動．物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為( ) A．2－ B. C. D. 解析：在F的作用下沿水平桌面勻速運動時有F＝μmg；F的方向與水平面成60角拉動時有Fcos60＝μ(mg－Fsin60)，聯(lián)立解得μ＝，故選C. 答案：C 2．(2017高考全國卷Ⅲ，T17)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點上，彈性繩的原長也為80cm.將一鉤碼掛在彈性繩的中點，平衡時彈性繩的總長度為100cm；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點，則彈性繩的總長度變?yōu)?彈性繩的伸長始終處于彈性限度內(nèi))( ) A．86 cm B．92 cm C．98 cm D．104 cm 解析：將鉤碼掛在彈性繩的中點時，由數(shù)學(xué)知識可知鉤碼兩側(cè)的彈性繩(勁度系數(shù)設(shè)為k)與豎直方向夾角θ均滿足sinθ＝，對鉤碼(設(shè)其重力為G)靜止時受力分析，得G＝2k(－)cosθ；彈性繩的兩端移至天花板上的同一點時，對鉤碼受力分析，得G＝2k(－)，聯(lián)立解得L＝92cm，故A、C、D項錯誤，B項正確． 答案：B 3．(多選)(2017高考全國卷Ⅰ，T21)如圖，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點M拴一重物，用手拉住繩的另一端N.初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為α(α>)．現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角α不變．在OM由豎直被拉到水平的過程中( ) A．MN上的張力逐漸增大 B．MN上的張力先增大后減小 C．OM上的張力逐漸增大 D．OM上的張力先增大后減小 解析：將重物向右上方緩慢拉起，重物處于動態(tài)平衡狀態(tài)，可利用平衡條件或力的分解畫出動態(tài)圖分析．將重物的重力沿兩繩方向分解，畫出分解的動態(tài)圖如圖所示．在三角形中，根據(jù)正弦定理有＝＝，由題意可知FMN的反方向與FOM的夾角γ＝180－α不變，因sinβ(β為FMN與G的夾角)先增大后減小，故OM上的張力先增大后減小，當(dāng)β＝90時，OM上的張力最大，因sinθ(θ為FOM與G的夾角)逐漸增大，故MN上的張力逐漸增大，選項A、D正確，B、C錯誤． 答案：AD 4.(2015高考全國卷Ⅰ，T24)如圖所示，一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣．金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12V的電池相連，電路總電阻為2Ω.已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3cm.重力加速度大小取10m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量． 解析：金屬棒通電后，閉合回路電流I＝＝A＝6A 導(dǎo)體棒受到的安培力大小為F＝BIL＝0.06N. 開關(guān)閉合后，電流方向為從b到a，由左手定則判斷可知金屬棒受到的安培力方向豎直向下 由平衡條件知，開關(guān)閉合前：2kx＝mg 開關(guān)閉合后：2k(x＋Δx)＝mg＋F 代入數(shù)值解得m＝0.01kg. 答案：方向豎直向下 0.01kg [考情分析] ■命題特點與趨勢——怎么考 1．物體的平衡條件及其應(yīng)用歷來是高考的熱點，它不僅涉及力學(xué)中共點力的平衡，還常涉及帶電粒子在電場、磁場或復(fù)合場中的平衡問題． 2．應(yīng)用整體法和隔離法分析物體的受力特點及平衡問題是考生必須掌握的方法，也是高考考查的重點． 3．“整體法、隔離法”在受力分析中的應(yīng)用，物體的“動態(tài)平衡”問題在2019年復(fù)習(xí)中應(yīng)引起重視． ■解題要領(lǐng)——怎么做 解決物體的平衡問題，一是要認(rèn)清物體平衡狀態(tài)的特征和受力環(huán)境，這是分析平衡問題的關(guān)鍵；二是要靈活運用處理力學(xué)平衡問題的基本方法(如合成法、正交分解法、效果分解法、三角形相似法等)來解答；三是要有辨析圖形幾何關(guān)系的能力． [建體系記要點] 知識串聯(lián) 熟記核心要點 授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第4頁 [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] [要點熟記] 1．熟悉各個力的特點，會判斷彈力的方向，會判斷和計算摩擦力． (1)兩物體間彈力的方向一定與接觸面或接觸點的切面垂直，且指向受力物體． (2)兩物體接觸處有無靜摩擦力，要根據(jù)物體間有無相對運動趨勢或根據(jù)平衡條件進(jìn)行判斷． (3)物體間恰好不相對滑動時，其間靜摩擦力恰好等于最大靜摩擦力． 2．共點力的平衡：共點力的平衡條件是F合＝0，平衡狀態(tài)是指物體處于勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)． 3．多個共點力平衡：任意方向上合力為零，建立直角坐標(biāo)系后，兩個坐標(biāo)軸上的合力均為零，即Fx＝0，F(xiàn)y＝0. 4．動態(tài)平衡：物體在緩慢移動過程中，可以認(rèn)為物體處于平衡狀態(tài)，其所受合力為零． 5．帶電物體在復(fù)合場中除了受到重力、彈力和摩擦力外，還涉及電磁學(xué)中的電場力、安培力或洛倫茲力．電磁場中的平衡問題也遵循合力為零這一規(guī)律． [研考向提能力] 考向研析 掌握應(yīng)試技能 授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第4頁 考向一 物體的受力分析 受力分析的三點注意 (1)在分析兩個或兩個以上物體間的相互作用時，一般采用整體法與隔離法進(jìn)行分析． (2)采用整體法進(jìn)行受力分析時，要注意系統(tǒng)內(nèi)各個物體的狀態(tài)應(yīng)該相同． (3)當(dāng)直接分析一個物體的受力不方便時，可轉(zhuǎn)移研究對象，先分析另一個物體的受力，再根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力，此法叫“轉(zhuǎn)移研究對象法”． 1．(多選)(2018遼寧大連高三質(zhì)檢)如圖所示，地面上固定著一個斜面，上面疊放上著A、B兩個物塊并均處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對物塊A施加一斜向上的作用力F，A、B兩個物塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．則木塊B的受力個數(shù)可能是( ) A．3個 B.4個 C．5個 D．6個 解析：對A受力分析可得，A受豎直向下的重力、斜向左上方的拉力F、豎直向上的支持力及水平向右的摩擦力，對B受力分析可得，B受重力、A對B的壓力、斜面的支持力、A對B向左的摩擦力，若斜面對B沒有摩擦力則B受到4個力作用，若斜面對B有摩擦力則B受5個力作用，選項A、D錯誤，B、C正確． 答案：BC 2.如圖，一個L形木板(上表面光滑)放在斜面體上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的木塊相連．斜面體放在平板小車上，整體一起沿水平向右的方向做勻速直線運動，不計空氣阻力，則關(guān)于各物體的受力情況，下列說法正確的是( ) A．L形木板受4個力的作用 B．斜面體可能只受2個力作用 C．木塊受2個力作用 D．斜面體不可能受平板小車對它的摩擦力作用 解析：先把L形木板、木塊、斜面體看成一個整體進(jìn)行分析，受重力、小車的支持力，選項D正確；隔離木塊進(jìn)行分析，其受重力、L形木板的支持力、彈簧的彈力(沿斜面向上)三個力作用處于平衡狀態(tài)，選項C錯誤；隔離L形木板進(jìn)行分析，其受重力、斜面體的支持力、彈簧的彈力(沿斜面向下)、木塊的壓力、斜面體對它的摩擦力5個力作用，選項A錯誤；隔離斜面體進(jìn)行分析，其受重力、小車的支持力、L形木板對它的壓力和摩擦力4個力作用，選項B錯誤． 答案：D 3.(多選)(2018江西南昌三中摸底)如圖所示，穿在一根光滑的固定桿上的小球A、B連接在一條跨過定滑輪的細(xì)繩兩端，桿與水平面成θ角，不計所有摩擦，當(dāng)兩球靜止時，OA繩與桿的夾角為θ，OB繩沿豎直方向，則下列說法正確的是( ) A．小球A可能受到2個力的作用 B．小球A一定受到3個力的作用 C．小球B可能受到3個力的作用 D．細(xì)繩對A的拉力與對B的拉力大小相等 解析：對A球受力分析可知，A受到重力、細(xì)繩的拉力以及桿對A球的彈力，三個力的合力為零，故A錯誤，B正確；對B球受力分析可知，B受到重力、細(xì)繩的拉力，兩個力的合力為零，桿對B球沒有彈力，否則B不能平衡，故C錯誤；定滑輪不改變力的大小，即細(xì)繩對A的拉力與對B的拉力大小相等，故D正確． 答案：BD 受力分析的四種方法 (1)假設(shè)法：在受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在的假設(shè)，然后根據(jù)分析該力存在對物體運動狀態(tài)的影響來判斷假設(shè)是否成立． (2)整體法：將幾個相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個整體進(jìn)行受力分析的方法，如第2題中，研究斜面體和平板小車間作用力時，將L形木板、木塊和斜面體看成一個整體． (3)隔離法：將所研究的對象從周圍的物體中分離出來，單獨進(jìn)行受力分析的方法，如第1題中，對A、B兩物體單獨分析，研究其受力個數(shù)． (4)動力學(xué)分析法：對變速運動的物體進(jìn)行受力分析時，應(yīng)用牛頓運動定律進(jìn)行分析求解的方法． 考向二 共點力作用下的靜態(tài)平衡問題 [典例展示1] (多選)如圖所示，細(xì)繩CO與豎直方向成30角，A、B兩物體用跨過輕質(zhì)滑輪(可看成質(zhì)點)的細(xì)繩相連．已知物體B的重力mBg＝100N，地面對物體B的支持力FN＝80N．下列說法正確的是( ) A．物體A的重力為40N B．物體B與地面間的摩擦力大小為20N C．細(xì)繩CO受到的拉力為40N D．OB與豎直方向的夾角為60 [思路探究] (1)跨過滑輪兩側(cè)細(xì)繩上的彈力有什么特點？ (2)物體受力個數(shù)多于三個力時，一般如何處理？ [解析] 畫出定滑輪的軸心O的受力分析示意圖，選取直角坐標(biāo)系，如圖甲所示，根據(jù)平衡條件得FT1sinα－FT2sin30＝0，F(xiàn)T2cos30－FT1cosα－FT3＝0，其中FT1＝FT3＝mAg，聯(lián)立解得α＝60，選項D正確；畫出物體B的受力分析示意圖，選取直角坐標(biāo)系，如圖乙所示，根據(jù)平衡條件得Ff－FT1sinα＝0，F(xiàn)N＋FT1cosα－mBg＝0，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得FT1＝40N，F(xiàn)T2＝40N，F(xiàn)f＝20N，選項B錯誤，C正確；mAg＝FT1＝40N，選項A正確． [答案] ACD 處理平衡問題常用的三種方法 (1)合成法：物體受三個共點力的作用而平衡，則任意兩個力的合力一定與第三個力等大、反向，如例題中，細(xì)繩CO的拉力與跨過滑輪的兩細(xì)繩拉力的合力等大反向，故除解析法外也可用合成法求解． (2)效果分解法：物體受三個共點力的作用而平衡，將某一個力按力的效果分解，則其分力和其他兩個力滿足平衡條件． (3)正交分解法：物體受到三個或三個以上力的作用時，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件． 4．(2018山東濰坊高三期末)如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于光滑半球上，物體與球心O的連線跟水平方向的夾角為θ.水平推力F作用在物體上，物體與半球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則F與mg的關(guān)系正確的是( ) A．F＝mgsinθ B.F＝mgcosθ C．F＝mgtanθ D．F＝mgcotθ 解析：物體受到重力、沿半徑向外的支持力和水平向右的推力，三個力平衡，則有FNsinθ＝mg，F(xiàn)Ncosθ＝F，聯(lián)立解得F＝mgcotθ，選項D正確． 答案：D 5．如圖所示，物塊A和滑環(huán)B用繞過光滑定滑輪的不可伸長的輕繩連接，滑環(huán)B套在與豎直方向成θ＝37的粗細(xì)均勻的固定桿上，連接滑環(huán)B的繩與桿垂直并在同一豎直平面內(nèi)，滑環(huán)B恰好不能下滑，滑環(huán)和桿間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，設(shè)滑環(huán)和桿間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則物塊A和滑環(huán)B的質(zhì)量之比為( ) A. B. C. D. 解析：設(shè)物塊A和滑環(huán)B的質(zhì)量分別為m1、m2，若桿對B的彈力垂直于桿向下，因滑環(huán)B恰好不能下滑，則由平衡條件有m2gcosθ＝μ(m1g－m2gsinθ)，解得＝；若桿對B的彈力垂直于桿向上，因滑環(huán)B恰好不能下滑，則由平衡條件有m2gcosθ＝μ(m2gsinθ－m1g)，解得＝－(舍去)．綜上分析可知應(yīng)選C. 答案：C 6.將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上，一小滑塊A放在物體B上，如圖所示，除了物體B與水平面間的摩擦力之外，其余接觸面的摩擦力均可忽略不計，已知物體B的質(zhì)量為M，滑塊A的質(zhì)量為m，當(dāng)整個裝置靜止時，滑塊A與物體B接觸的切面與豎直擋板之間的夾角為θ.已知重力加速度為g，則下列選項正確的是( ) A．物體B對水平面的壓力大小為Mg B．物體B受水平面的摩擦力大小為mgtanθ C．滑塊A與豎直擋板之間的彈力大小為 D．滑塊A對物體B的壓力大小為 解析：以滑塊A為研究對象進(jìn)行受力分析，并運用合成法，如圖所示，由幾何知識得，擋板對滑塊A的彈力大小為FN1＝，C正確；物體B對滑塊A的彈力大小為FN2＝，根據(jù)牛頓第三定律知，滑塊A對物體B的壓力大小為，D錯誤；以滑塊A和物體B組成的系統(tǒng)為研究對象，在豎直方向上受力平衡，則水平面對物體B的支持力FN＝(M＋m)g，故水平面所受壓力大小為(M＋m)g，A錯誤；A和B組成的系統(tǒng)在水平方向上受力平衡，則水平面對物體B的摩擦力大小為Ff＝FN1＝，B錯誤． 答案：C 考向三 共點力作用下的動態(tài)平衡問題 [典例展示2] 如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點．現(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動，細(xì)繩始終處于直線狀態(tài)，當(dāng)小球升到接近斜面頂端時細(xì)繩接近水平，此過程中斜面對小球的支持力FN以及繩對小球的拉力FT的變化情況是( ) A．FN保持不變，F(xiàn)T不斷增大 B．FN不斷增大，F(xiàn)T不斷減小 C．FN保持不變，F(xiàn)T先增大后減小 D．FN不斷增大，F(xiàn)T先減小后增大 [思路探究] 分析求解本題，必須明確以下問題： (1)用水平力緩慢推動斜面體時，小球在斜面上處于什么狀態(tài)？ (2)小球在斜面上無摩擦滑動過程中，受到哪些力的作用？哪些力不變，哪些力變化？ [解析] 方法一：解析法 先對小球進(jìn)行受力分析，如圖甲，小球受到重力mg、支持力FN、拉力FT的作用，設(shè)細(xì)繩與水平方向的夾角為β，斜面的傾角為α，由平衡條件得FNcosα＋FTsinβ＝mg，F(xiàn)Nsinα－FTcosβ＝0，聯(lián)立解得FT＝，F(xiàn)N＝.用水平力F緩慢推動斜面體，β一直減小直至接近0.由題圖易知，起始時刻β>α，當(dāng)β＝α?xí)r，cos(β－α)＝1，F(xiàn)T最小，所以FT先減小后增大．β一直減小直至接近0，tanβ不斷減小，F(xiàn)N不斷增大，選項D正確． 方法二：圖解法 由于用水平力F緩慢推動斜面體，故小球處于動態(tài)平衡狀態(tài)．小球受到大小方向均不變的重力、方向不變的支持力、方向大小均變化的細(xì)繩的拉力，三個力構(gòu)成封閉的三角形，畫出小球受力示意圖如圖乙所示．當(dāng)細(xì)繩與斜面平行時，細(xì)繩拉力FT2與支持力方向垂直，細(xì)繩拉力最?。?dāng)小球升到接近斜面頂端時細(xì)繩接近水平，細(xì)繩拉力為FT4，所以FT先減小后增大，而此過程中斜面對小球的支持力FN一直增大，選項D正確． [答案] D “三法”巧解動態(tài)平衡問題 (1)圖解法：如果物體受到三個力的作用，其中一個力的大小、方向均不變，另一個力的方向不變，此時可 用圖解法，畫出不同狀態(tài)下力的矢量圖，判斷第三個力的變化情況．如例題中小球重力大小方向不變，斜面對小球支持力方向不變，可用圖解法． (2)解析法：如果物體受到多個力的作用，可進(jìn)行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化，如例題中的方法一，寫出表達(dá)式分析β角的變化． (3)相似三角形法：如果物體受到三個力的作用，其中的一個力大小、方向均不變，另外兩個力的方向都發(fā)生變化，可以用力三角形與幾何三角形相似的方法． 7．(多選)(2017高考天津卷)如圖所示，輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點，懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)．如果只人為改變一個條件，當(dāng)衣架靜止時，下列說法正確的是( ) A．繩的右端上移到b′，繩子拉力不變 B．將桿N向右移一些，繩子拉力變大 C．繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小 D．若換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣架懸掛點右移 解析：設(shè)兩桿間距離為d，繩長為l，Oa、Ob段長度分別為la和lb，則l＝la＋lb，兩部分繩子與豎直方向夾角分別為α和β，受力分析如圖所示． 繩子各部分張力相等，F(xiàn)a＝Fb＝F，則α＝β，滿足2Fcosα＝mg，d＝lasinα＋lbsinα，即sinα＝，F(xiàn)＝，當(dāng)改變b的位置或繩兩端的高度差時，d和l均不變，則sinα為定值，α為定值，cosα為定值，繩子的拉力保持不變，故A正確，C錯誤；當(dāng)換掛質(zhì)量更大的衣服時，d、l不變，則sinα為定值，α不變，故衣架懸掛點不變，選項D錯誤；將桿N向右移一些，d增大，則sinα增大，cosα減小，繩子的拉力增大，故B正確． 答案：AB 8.如圖所示是一個簡易起吊設(shè)施的示意圖，AC是質(zhì)量不計的撐桿，A端與豎直墻之間用鉸鏈連接，一滑輪固定在A點正上方，C端吊一重物．現(xiàn)施加一拉力F將重物P緩慢向上拉，在AC桿達(dá)到豎直狀態(tài)前( ) A．BC繩中的拉力FT越來越大 B．BC繩中的拉力FT越來越小 C．AC桿中的支持力FN越來越大 D．AC桿中的支持力FN越來越小 解析：對C點進(jìn)行受力分析，如圖甲所示，由平衡條件可知，將三個力按順序首尾相接，可形成如圖乙所示的閉合三角形．很容易發(fā)現(xiàn)，這三個力與△ABC的三邊始終平行，則＝＝，其中G、、均不變，逐漸減小，則由上式可知，F(xiàn)N不變，F(xiàn)T變?。? 答案：B 9．(2018福建廈門市高三5月調(diào)研)如圖所示，頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平地面上，三條細(xì)繩結(jié)于O點．一條繩跨過定滑輪平行于斜面連接物塊P，一條繩連接小球Q，P、Q兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，另一條繩OA受外力F的作用，處于水平方向，現(xiàn)緩慢逆時針改變繩OA的方向至θ<90，且保持結(jié)點O位 置不變，整個裝置始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說法正確的是( ) A．繩OA的拉力一直減小 B．繩OB的拉力一直增大 C．地面對斜面體有向右的摩擦力 D．地面對斜面體的支持力不斷減小 解析：對結(jié)點O受力分析，受與小球連接的繩的拉力，大小為mg，繩OB的拉力FT和OA繩的拉力，大小為F，三力平衡，保持結(jié)點O位置不變，則繩OB的方向不變，做矢量三角形如圖所示，可知當(dāng)繩OA與繩OB垂直時，外力F最小，所以改變繩OA的方向至θ<90的過程中，繩OA的拉力F先減小再增大，連接物塊的OB繩子的張力FT一直在減小，選項A、B錯誤；以斜面和P、Q整體為研究對象，根據(jù)平衡條件，地面對斜面體的摩擦力與OA繩子水平方向的分力等大反向，即水平向左，選項C錯誤；根據(jù)豎直方向受力平衡FN＋Fy＝M總g，由于繩OA拉力的豎直分力Fy不斷增大，則地面對斜面體的支持力FN不斷減小，選項D正確． 答案：D 考向四 電磁場中的平衡問題 10.如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點，帶有電荷量也為q的小球B固定在O點正下方絕緣柱上，其中O點與小球A的間距為l，O點與小球B的間距為l，當(dāng)小球A平衡時，懸線與豎直方向夾角θ＝30，帶電小球A、B均可視為點電荷，靜電力常量為k，則( ) A．A、B間庫侖力大小F＝ B．A、B間庫侖力大小F＝ C．細(xì)線拉力大小FT＝ D．細(xì)線拉力大小FT＝mg 解析：帶電小球A受力如圖所示，由幾何關(guān)系可知OC＝l，即C點為OB中點，根據(jù)對稱性可知AB＝l.由庫侖定律知A、B間庫侖力大小F＝，選項A錯誤；根據(jù)平衡條件得Fsin30＝FTsin30，F(xiàn)cos30＋FTcos30＝mg，解得F＝FT＝＝，選項B正確，C、D錯誤． 答案：B 11．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′點，并處于勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為θ，則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為( ) A．z正向，tanθ B．y正向， C．z負(fù)向，tanθ D．沿懸線向上，sinθ 解析：若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向為z正向，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向沿y負(fù)方向，直導(dǎo)線不能平衡，選項A錯誤；若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向為y正向，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向沿z正方向，根據(jù)平衡條件有BIL＝mg，所以B＝，選項B正確；若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向為z負(fù)向，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向沿y正方向，根據(jù)平衡條件有BIL＝mgtanθ，所以B＝tanθ，選項C正確；若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿懸線向上，根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線所受安培力方向如圖所示(側(cè)視圖)，直導(dǎo)線不能平衡，選項D錯誤． 答案：BC 12.如圖所示，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN兩端分別放在兩個固定的光滑圓形導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌平行且間距為L，導(dǎo)軌處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以自左向右的電流I時，導(dǎo)體棒靜止在與豎直方向成37角的導(dǎo)軌上，取sin37＝0.6，cos37＝0.8，求： (1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B； (2)每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小FN. 解析：(1)從左向右看，受力分析如圖所示，由平衡條件得 tan37＝，F(xiàn)安＝BIL， 解得B＝. (2)設(shè)兩導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒支持力為2FN，則有 2FNcos37＝mg， 所以每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小 FN＝mg. 答案：(1) (2)mg 解決電磁場中平衡問題的兩條主線 (1)正確判斷方向 ①明確電荷的電性和場的方向． ②根據(jù)左手定則結(jié)合帶電體的帶電性質(zhì)、導(dǎo)體的電流方向以及磁場方向，判定研究對象所受的安培力或洛倫茲力的方向，如11題、12題中安培力方向的判斷．根據(jù)電荷的電性和電場的方向判斷庫侖力的方向，如10題中庫侖力方向的判斷． (2)注意方法遷移 處理電磁場中的平衡問題的方法與純力學(xué)問題的分析方法一樣，把方法和規(guī)律進(jìn)行遷移應(yīng)用． [限訓(xùn)練通高考] 科學(xué)設(shè)題 拿下高考高分 單獨成冊 對應(yīng)學(xué)生用書第123頁 (45分鐘) 一、單項選擇題 1．一通電直導(dǎo)體棒用兩根絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛在天花板上，靜止在水平位置(如正面圖)．現(xiàn)在通電導(dǎo)體棒所處位置加上勻強(qiáng)磁場，使導(dǎo)體棒能夠靜止在偏離豎直方向θ角(如側(cè)面圖)的位置．如果所加磁場的強(qiáng)弱不同，則磁場方向的范圍是(以下選項中各圖，均是在側(cè)面圖的平面內(nèi)畫出的，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小未按比例畫)( ) 解析：對導(dǎo)體棒受力分析可知，導(dǎo)體棒受到的安培力與重力和繩子的拉力的合力大小相等，方向相反，故由左手定則可以判斷出磁場的方向范圍，故C正確． 答案：C 2．(2018河南重點中學(xué)聯(lián)考)如圖所示為三種形式的吊車的示意圖，OA為可繞O點轉(zhuǎn)動的輕桿，AB為質(zhì)量可忽略不計的拴接在A點的輕繩，當(dāng)它們吊起相同重物時，圖甲、圖乙、圖丙中桿OA對結(jié)點的作用力大小分別為Fa、Fb、Fc，則它們的大小關(guān)系是( ) A．Fa>Fb＝Fc B.Fa＝Fb>Fc C．Fa>Fb>Fc D．Fa＝Fb＝Fc 解析：設(shè)重物的質(zhì)量為m，分別對三圖中的結(jié)點進(jìn)行受力分析，桿對結(jié)點的作用力大小分別為Fa、Fb、Fc，對結(jié)點的作用力方向沿桿方向，各圖中G＝mg.則在圖甲中，F(xiàn)a＝2mgcos30＝mg；在圖乙中，F(xiàn)b＝mgtan60＝mg；在圖丙中，F(xiàn)c＝mgcos30＝mg.可知Fa＝Fb>Fc，故B正確，A、C、D錯誤． 答案：B 3.(2018重慶高三調(diào)研)重慶一些地區(qū)有掛紅燈籠的習(xí)俗．如圖所示，質(zhì)量為m的燈籠用兩根長度一定的輕繩OA、OB懸掛在水平天花板上，O為結(jié)點，OA>OB，∠AOB＝90.設(shè)OA、OB對O點的拉力大小分別為FA、FB，輕繩能夠承受足夠大的拉力，則( ) A．FA大于FB B．若左右調(diào)節(jié)A點位置，可使FA等于FB C．若左右調(diào)節(jié)A點位置，可使FA、FB均大于mg D．若改掛質(zhì)量為2m的燈籠，可使FA、FB均增大mg 解析：如圖所示，對O點受力分析，應(yīng)用正交分解法可得FAcosα＝FBcosθ，F(xiàn)Asinα＋FBsinθ＝mg，因為OA>OB，所以不管怎么調(diào)節(jié)A點位置，都有α<θ，所以FA下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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- 2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運動 第1講 力與物體的平衡學(xué)案 2019 高考 物理 二輪 復(fù)習(xí) 專題 運動 物體 平衡
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