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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 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(yīng)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(xì)繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連接，連接b的一段細(xì)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?fàn)顟B(tài)，則 ( ) A．b對(duì)c的摩擦力一定減小 B．b對(duì)c的摩擦力方向可能平行斜面向上 C．地面對(duì)c的摩擦力方向一定向右 D．地面對(duì)c的摩擦力一定減小 二、共點(diǎn)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(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(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(zhǎng)量之比為（ ） A.∶4 B．4∶ C．1∶2 D．2∶1 【突破訓(xùn)練2】(多)如圖所示，甲、乙兩物塊用跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩連接，分別靜止在斜面AB、AC上，滑輪兩側(cè)細(xì)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(jì)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(gè)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(gè)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(gè)小物塊后，甲、乙仍靜止，則甲所受拉力一定變大 三、共點(diǎn)力作用下的動(dòng)態(tài)平衡問題 【例題3】（單）如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點(diǎn)．現(xiàn)用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動(dòng)，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(shí)細(xì)繩接近水平，此過程中斜面對(duì)小球的支持力FN以及繩對(duì)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(chǎng)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(chǎng)中，a、b為兩個(gè)帶有同種電荷的小球(可以近似看成點(diǎn)電荷)，當(dāng)用水平向左的作用力F作用于b時(shí)，a、b緊靠擋板處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)若稍改變F的大小，使b稍向左移動(dòng)一段小距離， 則當(dāng)a、b重新處于靜止?fàn)顟B(tài)后 A．a(chǎn)、b 間電場(chǎng)力增大 B．作用力F將減小 C．系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加 D．地面對(duì)b的支持力變小 【例題5】如圖，坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在該區(qū)域有場(chǎng)強(qiáng)E=12N/C、方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)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(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí)，撤去磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，帶電微粒運(yùn)動(dòng)到了x軸上的P點(diǎn)（g=10m/s2）,求： ⑴P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離 ⑵帶電微粒由原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間 五、電磁感應(yīng)中的平衡問題 【例題6】如圖甲，兩根足夠長(zhǎng)的、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1=1m,導(dǎo)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(dǎo)軌上，距離導(dǎo)軌最上端為L(zhǎng)2=4m，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)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(dǎo)軌平面且垂直于ab棒的外力F，已知當(dāng)t=2s時(shí)，F(xiàn)恰好為零（g=10m/s2）。求 ⑴當(dāng)t=2s時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?、飘?dāng)t=3s時(shí)，外力F的大小和方向 ⑶當(dāng)t=4s時(shí)，突然撤去外力F，當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)體棒ab端的電壓為多大 【針對(duì)訓(xùn)練】 1．（單）如圖所示為通過輕桿相連的A、B兩小球，用兩根細(xì)線將其懸掛在水平天花板上的O點(diǎn)．已知兩球重力均為G，輕桿與細(xì)線OA長(zhǎng)均為L(zhǎng).現(xiàn)用力F作用于小球B上(圖上F未標(biāo)出)，使系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(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(fēng)力的吹動(dòng)下發(fā)生傾斜，懸掛繩與豎直方向的夾角為30.設(shè)每個(gè)紅燈籠的質(zhì)量均為m，繩子質(zhì)量不計(jì)．則自上往下數(shù)第一個(gè)紅燈籠對(duì)第二個(gè)紅燈籠的拉力大小為 (　　) A.mg B．2mg C．4mg D.mg 3．（單）如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)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(guān)于該滑塊的受力，下列分析正確的是(當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間) A．滑塊可能只受重力、電場(chǎng)力、摩擦力三個(gè)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(chǎng)力大小可能為mgcos α D．滑塊對(duì)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(dòng) B．P靜止不動(dòng) 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(xì)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?fàn)顟B(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(gè)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(duì)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(duì)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(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN，相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)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(dǎo)軌放置，用跨過光滑定滑輪的細(xì)線與物塊c連接，連接a棒的細(xì)線平行于導(dǎo)軌，由靜止釋放c，此后某時(shí)刻，將b也垂直導(dǎo)軌放置，a、c此刻起做勻速運(yùn)動(dòng)，b棒剛好能靜止在導(dǎo)軌上，a棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直，兩棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．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(shí)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(zhǎng)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(gè)輕質(zhì)小環(huán)分別套在CA、CB上,兩根細(xì)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(diǎn)為O.將質(zhì)量為m的鉤碼掛在繩套上,OP、OQ兩根細(xì)繩拉直后的長(zhǎng)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(zhǎng),與水平面成θ角的兩條平行光滑且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌,其電阻忽略不計(jì).空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng).導(dǎo)體棒ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置,且與導(dǎo)軌接觸良好,每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m,電阻均為R,其中ab棒被平行于導(dǎo)軌的絕緣細(xì)線固定.今將cd棒由靜止釋放,其達(dá)到最大速度時(shí)下滑的距離為L(zhǎng)細(xì)線始終未被拉斷,求: (1)cd棒運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)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(zhǎng)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(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(gè)初速度v0的同時(shí)，保持磁場(chǎng)(包括大小和方向)和電場(chǎng)方向不變,使電場(chǎng)強(qiáng)度的大小變?yōu)?E(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,設(shè)小物塊沿平板運(yùn)動(dòng)的過程中電荷量不變),求: (1)小物塊沿平板向下運(yùn)動(dòng)的最大位移. (2)小物塊沿平板運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能的增量. 例1.BD 例2.D 突破訓(xùn)練2.AC 例3.D 例4.BC 例5.（1）微粒運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)之前要受到重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力作用，如圖所示．在這段時(shí)間內(nèi)微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明三力合力為零．由此可得出微粒運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向．（2）微粒運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)之后，撤去磁場(chǎng)，微粒只受到重力、電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，如圖所示．可利用運(yùn)動(dòng)合成和分解的方法去求解． 解析：因?yàn)? x y B E ? P O f Eq v S2 G′ S1 電場(chǎng)力為： 則有： 所以得到： v=10m/s 所以θ=37 因?yàn)橹亓碗妶?chǎng)力的合力是恒力，且方向與微粒在O點(diǎn)的速度方向垂直，所以微粒在后一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)．可沿初速度方向和合力方向進(jìn)行分解。設(shè)沿初速度方向的位移為，沿合力方向的位移為，則 因?yàn)? 所以 P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離為15m； O點(diǎn)到P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1. 2s． 例6. ：⑴當(dāng)t=2s時(shí)，，B2=1T ⑵當(dāng)t=3s時(shí)，B3=1.5T，， ⑶平衡時(shí)：，得，得 1.A 2.D 3.B 4.BD 5.AB 6.AD 7.AD 8：（1）cd棒運(yùn)動(dòng)速度最大時(shí)繩子拉力最大，此時(shí)對(duì)ab棒，據(jù)平衡條件得： ① 對(duì)cd棒， 速度最大時(shí)加速度為零，據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得： 即 ② 解得： ③ （2）當(dāng)cd棒速度最大時(shí)，對(duì)cd棒， ④ 導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 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(guān)系得： ⑧ 解得： ⑨ 9：(1)小物塊靜止時(shí)，有：mg=qE ① (3分) 又有：I= mv0 ② (2分) 對(duì)小物塊沿平板向下運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處這一過程，根據(jù)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，速度為零以后，沿板向上運(yùn)動(dòng)，剛離開平板時(shí)， 有： ④ (3分) 設(shè)物塊從開始下滑到物塊離開平板時(shí)發(fā)生的位移為sˊ，對(duì)此過程根據(jù)動(dòng)能定理有： ⑤ (3分) 物塊沿平板運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能的增量為：△E=3Eqsˊsinθ⑥ (3分) 聯(lián)立以上方程解得： (2分)