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2019-2020年高考物理二輪復習 專題一 力和物體的平衡 【典型例題】 一、整體法和隔離法在受力分析中的應用 【例題1】(多)如圖所示，傾角為θ的斜面體c置于水平地面上，小物塊b置于斜面上， 通過細繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連接，連接b的一段細繩與斜面平行．在a中的沙子緩慢流出的過程中，a、b、c都處于靜止狀態(tài)，則 ( ) A．b對c的摩擦力一定減小 B．b對c的摩擦力方向可能平行斜面向上 C．地面對c的摩擦力方向一定向右 D．地面對c的摩擦力一定減小 二、共點力作用下的靜態(tài)平衡問題 【例題2】（單）如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止狀態(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長量之比為（ ） A.∶4 B．4∶ C．1∶2 D．2∶1 【突破訓練2】(多)如圖所示，甲、乙兩物塊用跨過定滑輪的輕質(zhì)細繩連接，分別靜止在斜面AB、AC上，滑輪兩側(cè)細繩與斜面平行．甲、乙兩物塊的質(zhì)量分別為m1、m2.AB斜面粗糙，傾角為α，AC斜面光滑，傾角為β，不計滑輪處摩擦，則以下分析正確的是 A．若m1sin α>m2sin β，則甲所受摩擦力沿斜面向上 B．若在乙物塊上面再放一個小物塊后，甲、乙仍靜止，則甲所受的摩擦力一定變小 C．若在乙物塊上面再放一個小物塊后，甲、乙仍靜止，則甲所受的拉力一定變大 D．若在甲物塊上面再放一個小物塊后，甲、乙仍靜止，則甲所受拉力一定變大 三、共點力作用下的動態(tài)平衡問題 【例題3】（單）如圖所示，小球用細繩系住，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，細繩始終處于直線狀態(tài)，當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平，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 四、帶電體在電場內(nèi)的平衡問題 【例題4】（多）如圖所示，相互垂直的固定絕緣光滑擋板PO、QO豎直放置在重力場中，a、b為兩個帶有同種電荷的小球(可以近似看成點電荷)，當用水平向左的作用力F作用于b時，a、b緊靠擋板處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)若稍改變F的大小，使b稍向左移動一段小距離， 則當a、b重新處于靜止狀態(tài)后 A．a(chǎn)、b 間電場力增大 B．作用力F將減小 C．系統(tǒng)的重力勢能增加 D．地面對b的支持力變小 【例題5】如圖，坐標系xOy位于豎直平面內(nèi)，在該區(qū)域有場強E=12N/C、方向沿x軸正方向的勻強電場和磁感應強度大小為B=2T、沿水平方向的且垂直于xOy平面指向紙里的勻強磁場。一個質(zhì)量m=410-5kg，電荷量q=2.510-5C帶正電的微粒，在xOy平面內(nèi)做勻速直線運動，運動到原點O時，撤去磁場，經(jīng)一段時間后，帶電微粒運動到了x軸上的P點（g=10m/s2）,求： ⑴P點到原點O的距離 ⑵帶電微粒由原點O運動到P點的時間 五、電磁感應中的平衡問題 【例題6】如圖甲，兩根足夠長的、電阻不計的光滑平行金屬導軌相距為L1=1m,導軌平面與水平面成，上端連接阻值為的電阻；質(zhì)量為m=0.2kg、阻值金屬棒ab放在兩導軌上，距離導軌最上端為L2=4m，棒與導軌垂直并保持良好接觸。整個裝置處于一勻強磁場中，該勻強磁場與導軌平面垂直，磁感應強度大小隨時間變化的情況如圖所示乙所示，為保持ab棒靜止，在棒上施加了一平行于導軌平面且垂直于ab棒的外力F，已知當t=2s時，F(xiàn)恰好為零（g=10m/s2）。求 ⑴當t=2s時，磁感應強度的大小⑵當t=3s時，外力F的大小和方向 ⑶當t=4s時，突然撤去外力F，當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，導體棒ab端的電壓為多大 【針對訓練】 1．（單）如圖所示為通過輕桿相連的A、B兩小球，用兩根細線將其懸掛在水平天花板上的O點．已知兩球重力均為G，輕桿與細線OA長均為L.現(xiàn)用力F作用于小球B上(圖上F未標出)，使系統(tǒng)保持靜止狀態(tài)且A、B兩球在同一水平線上．則力F最小值為 (　　) A.G B.G C．G D．2G 2．（單）如圖所示，一串紅燈籠在水平風力的吹動下發(fā)生傾斜，懸掛繩與豎直方向的夾角為30.設每個紅燈籠的質(zhì)量均為m，繩子質(zhì)量不計．則自上往下數(shù)第一個紅燈籠對第二個紅燈籠的拉力大小為 (　　) A.mg B．2mg C．4mg D.mg 3．（單）如圖，勻強電場方向垂直于傾角為α的絕緣粗糙斜面向上，一質(zhì)量為m的帶正電荷的滑塊靜止于斜面上，關于該滑塊的受力，下列分析正確的是(當?shù)刂亓铀俣葹間) A．滑塊可能只受重力、電場力、摩擦力三個力的作用 B．滑塊所受摩擦力大小一定為mgsin α C．滑塊所受電場力大小可能為mgcos α D．滑塊對斜面的壓力大小一定為mgcos α 4．（多）如圖，物體P靜止于固定的斜面上，P的上表面水平，現(xiàn)把物體Q輕輕地疊放在P上，則 (　　) A．P向下滑動 B．P靜止不動 C．P所受的合外力增大 D．P與斜面間的靜摩擦力增大 5．（多）如圖所示，A是一質(zhì)量為M的盒子，B的質(zhì)量為m，A、B用細繩相連，跨過光滑的定滑輪置于傾角為θ的斜面上，B懸于斜面之外而處于靜止狀態(tài)，斜面放置在水平地面上．現(xiàn)在向A中緩慢加入沙子，整個系統(tǒng)始終保持靜止，則在加入沙子的過程中(　　) A．繩子拉力不變 B．A對斜面的壓力逐漸增大 C．A所受的摩擦力逐漸增大 D．地面對斜面的摩擦力逐漸增大 6．(多)如圖所示，在傾角為θ的斜面上固定兩根足夠長的光滑平行金屬導軌PQ、MN，相距為L，導軌處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下．有兩根質(zhì)量均為m的金屬棒a、b，先將a棒垂直導軌放置，用跨過光滑定滑輪的細線與物塊c連接，連接a棒的細線平行于導軌，由靜止釋放c，此后某時刻，將b也垂直導軌放置，a、c此刻起做勻速運動，b棒剛好能靜止在導軌上，a棒在運動過程中始終與導軌垂直，兩棒與導軌接觸良好，導軌電阻不計．則(　　) A．物塊c的質(zhì)量是2msin θ B．回路中電流方向俯視為順時針 C．b棒放上后，a棒受到的安培力為2mgsin θ D．b棒放上后，a棒中電流大小是 7．（多選）如圖所示, ACB是一光滑的，足夠長的、固定在豎直平面內(nèi)的“∧”形框架,其中CA、CB邊與豎直方向的夾角均為θ.P、Q兩個輕質(zhì)小環(huán)分別套在CA、CB上,兩根細繩的一端分別系在P、Q環(huán)上,另一端和一繩套系在一起,結(jié)點為O.將質(zhì)量為m的鉤碼掛在繩套上,OP、OQ兩根細繩拉直后的長度分別用l1、l2表示,受到的拉力分別用F1和F2表示,則 ( ) A.若l1=l2,則兩繩受到的拉力F1=F2B.若l1=l2,則兩繩受到的拉力F1>F2 C.若l1l2,則兩繩受到的拉力F1=F2 8、如圖所示, MN、PQ是間距為L,與水平面成θ角的兩條平行光滑且足夠長的金屬導軌,其電阻忽略不計.空間存在著磁感應強度為B,方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場.導體棒ab、cd垂直于導軌放置,且與導軌接觸良好,每根導體棒的質(zhì)量均為m,電阻均為R,其中ab棒被平行于導軌的絕緣細線固定.今將cd棒由靜止釋放,其達到最大速度時下滑的距離為L細線始終未被拉斷,求: (1)cd棒運動過程中細線的最大拉力. (2)cd棒由靜止到最大速度的過程中,cd棒產(chǎn)生的焦耳熱 9、如圖所示, 足夠長的兩面均光滑的絕緣平板,固定在區(qū)域足夠大的正交的方向豎直向上的勻強電場和方向垂直紙面向外的勻強磁場中,勻強電場的場強大小為E,勻強磁場的磁感應強度的大小為B,平板與水平面間的夾角為θ,電荷量為+q的小物塊靜止在平板中央.現(xiàn)沿平板斜向下的方向給物塊一個初速度v0的同時，保持磁場(包括大小和方向)和電場方向不變,使電場強度的大小變?yōu)?E(當?shù)氐闹亓铀俣葹間,設小物塊沿平板運動的過程中電荷量不變),求: (1)小物塊沿平板向下運動的最大位移. (2)小物塊沿平板運動的過程中機械能的增量. 例1.BD 例2.D 突破訓練2.AC 例3.D 例4.BC 例5.（1）微粒運動到O點之前要受到重力、電場力和洛侖茲力作用，如圖所示．在這段時間內(nèi)微粒做勻速直線運動，說明三力合力為零．由此可得出微粒運動到O點時速度的大小和方向．（2）微粒運動到O點之后，撤去磁場，微粒只受到重力、電場力作用，其合力為一恒力，與初速度有一夾角，因此微粒將做勻變速曲線運動，如圖所示．可利用運動合成和分解的方法去求解． 解析：因為 x y B E ? P O f Eq v S2 G′ S1 電場力為： 則有： 所以得到： v=10m/s 所以θ=37 因為重力和電場力的合力是恒力，且方向與微粒在O點的速度方向垂直，所以微粒在后一段時間內(nèi)的運動為類平拋運動．可沿初速度方向和合力方向進行分解。設沿初速度方向的位移為，沿合力方向的位移為，則 因為 所以 P點到原點O的距離為15m； O點到P點運動時間為1. 2s． 例6. ：⑴當t=2s時，，B2=1T ⑵當t=3s時，B3=1.5T，， ⑶平衡時：，得，得 1.A 2.D 3.B 4.BD 5.AB 6.AD 7.AD 8：（1）cd棒運動速度最大時繩子拉力最大，此時對ab棒，據(jù)平衡條件得： ① 對cd棒， 速度最大時加速度為零，據(jù)牛頓運動定律得： 即 ② 解得： ③ （2）當cd棒速度最大時，對cd棒， ④ 導體棒產(chǎn)生的感應電動勢 ⑤ 據(jù)閉合電路歐姆定律得： ⑥ 由②、④、⑤、⑥式得cd棒的最大速度 ⑦ 根據(jù)能量關系得： ⑧ 解得： ⑨ 9：(1)小物塊靜止時，有：mg=qE ① (3分) 又有：I= mv0 ② (2分) 對小物塊沿平板向下運動至最遠處這一過程，根據(jù)動能定理有 ③ (3分) 聯(lián)立方程①～③解得： (1分) (2)小物塊先沿板向下運動，速度為零以后，沿板向上運動，剛離開平板時， 有： ④ (3分) 設物塊從開始下滑到物塊離開平板時發(fā)生的位移為sˊ，對此過程根據(jù)動能定理有： ⑤ (3分) 物塊沿平板運動過程中機械能的增量為：△E=3Eqsˊsinθ⑥ (3分) 聯(lián)立以上方程解得： (2分)