2013届江苏物理二轮复习学案:1专题1第1讲力与物体的平衡

2013届江苏物理二轮复习学案:1专题1第1讲力与物体的平衡
2013届江苏物理二轮复习学案:1专题1第1讲力与物体的平衡

力与物体的平衡

【典题感知】……………………………………(解读命题角度)

[例1](2012·浙江高考)如图1-1-1所示,与水平面夹角为30°

的固定斜面上有一质量m=1.0 kg的物体。细绳的一端与物体相连。另

一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。物体静止在斜面上,图1-1-1

弹簧秤的示数为4.9 N。关于物体受力的判断(取g=9.8 m/s2)。下列说法正确的是() A.斜面对物体的摩擦力大小为零

B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N,方向沿斜面向上

C.斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N,方向竖直向上

D.斜面对物体的支持力大小为4.9 N,方向垂直斜面向上

[思路点拨]解答本题时应注意以下两点:

(1)定滑轮不计摩擦,弹簧秤的示数等于绳子拉力大小。

(2)物体静止在斜面上,物体合力一定为零。

[解析]因物体的重力沿斜面方向的分力mg sin 30°=1×9.8×0.5 N=4.9 N,与弹簧秤的示数相等,故斜面对物体的摩擦力大小为0,则选项A正确,选项B错误;斜面对物体的支

持力大小为mg cos 30°=1×9.8×

3

2

N=4.9 3 N,方向垂直斜面向上,则选项C、D错误。

[答案] A

【理论升华】…………………………………………(掌握类题通法)

一、基础知识要记牢

1.分类

(1)静摩擦力(大小0<F≤F max)。

(2)滑动摩擦力(大小F=μF N)。

2.方向

与物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反,沿接触面的切线方向。3.产生条件

(1)相互接触且接触面粗糙;

(2)有相对运动或相对运动趋势;

(3)接触面间有弹力。

二、方法技巧要用好

1.物体间静摩擦力的有无及方向判断方法

(1)“假设法”和“反推法”。

①假设法:先假设没有摩擦力(即光滑)时,看相对静止的物体间能否发生相对运动。若能,则有静摩擦力,方向与相对运动方向相反;若不能,则没有静摩擦力。

②反推法:是从被研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件,分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用,就容易判断摩擦力的方向了。

(2)利用牛顿第二定律判断:先假设物体受摩擦力作用,并假设出方向,利用牛顿第二定

律或平衡条件列式计算。若F

静≠0,则有静摩擦力;F

>0,说明其方向与假设方向相同;F

<0,说明其方向与假设方向相反。

(3)利用牛顿第三定律(即相互作用力的关系)来判断。

此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向,再确定另一物体受到的摩擦力方向。

2.摩擦力大小的计算方法

(1)滑动摩擦力大小:与正压力成正比,公式为F=μF N,其中F N表示正压力,而正压力不一定等于重力G。

(2)静摩擦力大小:一般由受力物体所处的运动状态,根据平衡条件或牛顿第二定律来计算,其取值范围是0

(3)计算摩擦力大小时应注意的问题:在确定摩擦力大小之前,必须先分析物体的运动状态,判断物体所受的是静摩擦力还是滑动摩擦力。若是静摩擦力,则不能用F=μF N来计算,只能根据物体所处的状态(平衡或加速),由平衡条件或牛顿第二定律求解。

三、易错易混要明了

(1)接触面间有弹力存在时,不一定有摩擦力,但有摩擦力存在时,一定有弹力存在。

(2)接触面间的动摩擦因数μ一定时,滑动摩擦力与弹力成正比,但静摩擦力的大小与弹力无关。

【典题感知】………………………………………………(解读命题角度)

[例2](2012·新课标全国卷)如图1-1-2所示,一小球放置在木板与

竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为F N1,球对木板的压力大小为F N2。

以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始

图1-1-2[来源:学科网]

缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中()

A.F N1始终减小,F N2始终增大

B.F N1始终减小,F N2始终减小

C.F N1先增大后减小,F N2始终减小

D .F N1先增大后减小,F N2先减小后增大 [思路点拨]

(1)木板缓慢转动过程中,球处于动态平衡状态。

(2)墙面对球的压力F N1方向不变,球对木板的压力F N2方向改变。 (3)可用图解法分析F N1、F N2大小的变化情况。

[解析] 对小球受力分析,如图所示,根据物体的平衡条件,可

将三个力构建成矢量三角形,随着木板顺时针缓慢转到水平位置,木板对球的弹力F N2′减小,球对木板的压力大小F N2逐渐减小,墙面对球的压力大小F N1逐渐减小,故B 对。

[答案] B

【理论升华】…………………………………………(掌握类题通法) 一、基础知识要记牢 1.平衡状态

物体处于静止或匀速直线运动的状态。 2.动态平衡

物体在缓慢移动过程中,可认为其速度、加速度均为零,物体处于平衡状态。 3.平衡条件

F 合=0或?

????

F x =0

F y =0

4.共点力平衡的几个重要推论

(1)三个或三个以上的共点力平衡,某一个力(或其中某几个力的合力)与其余力的合力等大反向。

(2)同一平面上的三个不平行的力平衡,这三个力必为共点力,且表示这三个力的有向线段可以组成一个封闭的矢量三角形。

二、方法技巧要用好

1.求解共点力平衡问题的一般思路

2.求解共点力平衡问题常用的方法

(1)力的合成法:对研究对象受力分析后,应用平行四边形定则(或三角形定则)求合力的

方法。力的合成法常用于仅受三个共点力作用而平衡时。

(2)正交分解法:把物体受到的各力都分解到互相垂直的两个方向上,然后分别列出两个方向上合力为零的方程求解。当物体受四个及四个以上共点力作用而平衡时,一般采用正交分解法。

(3)图解法:

对研究对象进行受力分析,再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下力的矢量图(画在同一个图中),然后根据有向线段(表示力)的长度变化情况判断各个力的变化情况。

三、易错易混要明了

用图解法分析动态平衡问题时要在矢量三角形中确定不变的量和改变的量。

【典题感知】…………………………………… (解读命题角度) [例3] (2012·山东高考)如图1-1-3所示,两相同轻质硬杆OO 1、

OO 2可绕其两端垂直纸面的水平轴O 、O 1、O 2转动,在O 点悬挂一重物M ,将两相同木块m 紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。F f 表示木块与挡板间摩擦力的大小,F N 表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O 1、O 2始终等高,则( )

图1-1-3

A .F f 变小

B .F f 不变

C .F N 变小

D .F N 变大

[思路点拨]

(1)由系统的对称性可知,装置两侧木块与挡板间的摩擦力、压力大小均相等。 (2)F f 为静摩擦力,与F N 的大小无正比关系。

[解析] 选重物M 及两个木块m 组成的系统为研究对象,系统受力情

况如图甲所示,根据平衡条件有2F f =(M +2m )g ,即F f =

(M +2m )g

2

,与两挡板间距离无关,故挡板间距离稍许增大后,F f 不变,所以选项A 错误,

选项B 正确;如图乙所示,将绳的张力F 沿OO 1、OO 2两个方向分解为F 1、F 2,则F 1=F 2=

F

2cos θ

,当挡板间距离稍许增大后,F 不变,θ变大,cos θ变小,故F 1变大;选左边木块m 为研究对象,其受力情况如图丙所示,根据平衡条件得F N =

F 1sin θ,当两挡板间距离稍许增大后,F 1变大,θ变大,sin θ变大,因此F N 变大,故选项C 错误,选项D 正确。[来源:学。科。网]

[答案]BD

【理论升华】……………………………………(掌握类题通法)

一、基础知识要记牢

1.整体法

当只涉及系统外力而不涉及系统内部物体之间的内力时,则可以选整个系统为研究对象,而不必对系统内部物体一一隔离分析。

2.隔离法

为了弄清系统内某个物体的受力情况,一般采用隔离法。

二、方法技巧要用好

同一题目中,若采用隔离法,往往先用整体法,再用隔离法,用隔离法分析时,一般先从受力最少的物体入手。

三、易错易混要明了

正确区分内力和外力。对几个物体组成的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当隔离某一物体分析时,原来的内力变成了外力,要画在受力图上。

【典题感知】……………………………………(解读命题角度)

[例4]如图1-1-4所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,

长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上,框架质量m2=

0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,相距

0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长。电阻R2=0.1

Ω的MN垂直于MM′。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,图1-1-4

磁感应强度B=0.5 T。垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触,当ab运动到某处时,框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2。求框架开始运动时ab速度v的大小。

[破题关键点]

(1)框架能启动的动力是什么力?框架刚要启动时应满足什么关系?

(2)导体棒ab受哪几个力作用?当框架开始运动时,导体棒ab处于什么运动状态?

[解析]ab对框架的压力

F1=m1g ①框架受水平面的支持力

F N=m2g+F1 ②依题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力

F2=μF N ③ab中的感应电动势

E=Bl v ④

MN中电流I=

E

R1+R2

MN受到的安培力

F安=IlB ⑥

框架开始运动时

F安=F2 ⑦

由上述各式代入数据解得[来源:学。科。网Z。X。X。K]

v=6 m/s ⑧

[答案] 6 m/s

【理论升华】……………………………………(掌握类题通法)

一、基础知识要记牢

1.电场力

F=Eq,方向与场强方向相同或相反。

2.安培力

F=BIl(B⊥I),方向用左手定则判定。

3.洛伦兹力

F=q v B(B⊥v),方向用左手定则判定。

说明:电荷在电场中一定受电场力作用,电流或电荷在磁场中不一定受磁场力作用。

二、方法技巧要用好[来源:学科网]

带电体在复合场中的平衡问题或导体棒在磁场中的平衡问题,无非是多考虑带电体所受的电场力、洛伦兹力或导体棒受的安培力,分析方法与力学中的平衡问题完全相同。

三、易错易混要明了

(1)分析电场力或洛伦兹力时,注意带电体的电性。

(2)分析带电粒子受力时,要注意判断重力是否考虑。

[课堂——针对考点强化训练]

1.(2012·广东高考)如图1-1-5所示,两根等长的轻绳将日光灯

悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G ,左右两绳的拉力大小分别为( )

A .G 和G B.

22G 和2

2

G

图1-1-5

C.12G 和3

2

G

D.12G 和12

G 解析:选B 由对称性可知两根绳的拉力大小相等,设为F T ,则对日光灯在竖直方向上有:2F T cos 45°=G ,可得F T =

2

2

G ,即B 正确。[来源:学*科*网] 2.(2012·重庆名校联考)如图1-1-6所示,凹槽半径R =30 cm ,质量m

=1 kg 的小物块在沿半径方向的轻弹簧挤压下处于静止状态。已知弹簧的劲度系数k =50 N/m ,自由长度L =40 cm ,一端固定在圆心O 处,弹簧与竖直

方向的夹角为37°。取g =10 m/s 2

,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。则( ) 图1-1-6

A .物块对槽的压力大小是15 N

B .物块对槽的压力大小是13 N

C .槽对物块的摩擦力大小是6 N

D .槽对物块的摩擦力大小是8 N

解析:选BC 对物块受力分析,由平衡条件可得,物块对槽的压力F N =mg cos 37°+k Δx =mg cos 37°+k (L -R )=13 N ,槽对物块的摩擦力F f =mg sin 37°=6 N ,故B 、C 正确。

3.如图1-1-7所示,绳OA 、OB 悬挂重物于O 点,开始时OA 水平。

现缓慢提起A 端而O 点的位置保持不变,则( )

A .绳O

B 的张力逐渐减小 B .绳OB 的张力逐渐增大

C .绳OA 的张力先变大,后变小

图1-1-7

D .绳OA 的张力先变小,后变大

解析:选AD 如图甲、乙所示,对O 点进行受力分析后将F T1、F T2、mg 平移到一个矢量三角形中。“缓慢提起A 端而O 点的位置保持不变”意味着O 点受三个力的作用一直保持平衡,F T1、F T2、mg 始终能构成封闭的矢量三角形。如图乙所示,由于mg 的大小、方向都不变,F T2的方向不变,故F T1的一端只能在F T2的作用线上滑动,从而随着OA 方向(即F T1方向)变化构成一系列的封闭的矢量三角形。显然,当F T1与F T2垂直时,F T1有最小值,因此绳OA 的张力先变小,后变大,绳OB 的张力一直变小,A 、D 正确,B 、C 错误。

4.(2012·天津高考)如图1-1-8所示,金属棒MN 两端由等长的轻质

细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M 向N 的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是( )

A .棒中的电流变大,θ角变大

图1-1-8

B .两悬线等长变短,θ角变小

C .金属棒质量变大,θ角变大

D .磁感应强度变大,θ角变小

解析:选A 选金属棒MN 为研究对象,其受力情况如图所示。根据平衡

条件及力的矢量三角形知识可得tan θ=BIl mg ,所以当棒中的电流I 、磁感应强度B

变大时,θ角变大,选项A 正确,选项D 错误;当金属棒质量m 变大时,θ角变小,选项C 错误;θ角的大小与悬线长无关,选项B 错误。

5.一小孩在广场玩耍时,将一充有氢气的气球用细绳系在一小石块

上,并将其置于水平地面上,如图1-1-9所示。设石块受到地面对它的支持力为F N ,摩擦力为F f ,若水平风力逐渐增大而石块始终未动,则( )

A .F N 逐渐减小

B .F N 逐渐增大

图1-1-9

C .F f 逐渐减小

D .F f 逐渐增大

解析:选D 将气球和石块作为一个整体分析,受力如图所示。由平衡条件可得,F 浮+F N =mg ,F f =F 风,可见,水平风力F 风增大,F N 不变,F f 增大,D 正确。

6.(2012·莱州模拟)用轻绳将光滑小球P 悬挂于竖直墙壁上,在墙壁和小球P 之间夹着矩形物块Q ,如图1-1-10所示。P 、Q 均处于静止状态,则下列说法正确的是( )

A .物块Q 受到3个力

B .小球P 受4个力

图1-1-10

C .若绳子变长,则绳子的拉力将变小

D .若绳子变短,则Q 受到墙壁的静摩擦力将增大

解析:选C 小球P 受绳的拉力、重力、Q 对P 的弹力三个力作用,B 错误;物块Q 受

重力、P 对Q 的弹力、墙对Q 的弹力、墙对Q 的静摩擦力四个力作用,A 错误;由平衡条件可知,墙对Q 的静摩擦力与Q 的重力等大反向,与绳子长度无关,D 错误;绳子变长时,绳子与竖直方向的夹角θ变小,由F 绳·cos θ=m P g 可知,F 绳变小,C 正确。

[课下——针对高考押题训练]

一、单项选择题

1.(2012·天水检测)如图1所示,一轻质弹簧只受一个拉力F 1时,其伸长量为x ,当弹簧同时受到两个拉力F 2和F 3作用时,伸长量也为x ,现对弹簧同时施加F 1、F 2、F 3三个力作用时,其伸长量为x ′,则以下关于x ′与x 关系正确的是( )

图1

A .x ′=x

B .x ′=2x

C .x

D .x ′<2x[来源:学科网ZXXK]

解析:选B 由题意可知,同时受到F 2、F 3作用时,伸长量与受F 1时相同,故同时施加F 1、F 2、F 3三个力作用时,其合力为2F 1,伸长量为x ′=2x ,故B 正确。

2.如图2所示,斜面小车M 静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁。若再在斜面上加一物体m ,且M 、m 相对静止,此时小车受力个数为( )

A .3

B .4

C .5

D .6

解析:选B 对M 和m 整体,它们必受到重力和地面支持力,因小车静

止,由平衡条件知墙面对小车必无作用力,以小车为研究对象,受力如图所示,它受四个力:重力Mg ,地面的支持力F N1,m 对它的压力F N2和静摩擦力F f ,由于m 静止,可知F f 和F N2的合力必定竖直向下,故B 项正确。

3.如图3所示,质量为m 的小球置于倾角为30°的光滑斜面上,劲度系

数为k 的轻弹簧一端系在小球上,另一端固定在P 点,小球静止时,弹簧与竖直方向的夹角为30°,则弹簧的伸长量为( )

A.mg

k B.3mg

2k C.3mg

3k

D.

3mg

k

图3

解析:选C 对小球受力分析可知小球受力平衡,由题意可知弹簧弹力与竖直方向夹角

为30°,竖直方向上弹簧弹力与斜面支持力的合力与重力平衡,根据几何关系可知:2kx cos 30°=mg ,解得:x =

3mg

3k

,故选项C 正确。 4.如图4所示,一光滑的半圆形碗固定在水平面上,质量为m 1的小球用轻绳跨过光滑碗连接质量分别为m 2和m 3的物体,平衡时小球恰好与碗之间没有弹力作用,两绳与水平方向夹角分别为60°、30°。则m 1∶m 2∶m 3的比值为( )

图4

A .1∶2∶3

B .2∶3∶1

C .2∶1∶1

D .2∶1∶ 3

解析:选B 分析m 2、m 3受力,由平衡条件可知,两段绳中张力大小分别为m 2g 、m 3g ,再分析m 1受力如图所示,由平衡条件可得:m 2g =m 1g cos 30°,m 3 g =m 1 g sin 30°,故有:m 2=32m 1,m 3=1

2

m 1,所以,m 1∶m 2∶m 3=m 1∶

32m 1∶1

2

m 1=2∶3∶1,B 正确。 5.如图5所示,质量分别为10 kg 的物体A 和B 通过光滑滑轮与

物体C 相连,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为0.2,斜面的倾角为37°,若C 刚好能匀速拉动A 和B 而下滑,则物体C 的质量为(重力加速度g =10 m/s 2)( )

图5

A .9.6 kg

B .8.0 kg

C .3.6 kg

D .7.6 kg

解析:选A 物体C 匀速下落,则BC 间绳中张力F BC 等于m C g ,而物体B 匀速上滑,由平衡条件可得:F BC =m B g sin 37°+μm B g cos 37°+F AB ,而F AB =μm A g ,故得:m C g =m B g sin 37°+μm B g cos 37°+μm A g ,解得m C =9.6 kg ,A 正确。

6.(2012·福建六校联考)三个质量均为1 kg 的相同木块a 、b 、c 和两个劲度系数均为500 N/m 的相同轻弹簧p 、q 用轻绳连接如图6所示,其中a 放在光滑水平桌面上。开始时p 弹簧处于原长,木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p 弹簧的左端,直到c 木块刚好离开水平地面为止,g 取10 m/s 2。该过程p 弹簧的左端向左移动的距离是(不计滑轮的摩擦)( )

图6

A .4 cm

B .6 cm

C .8 cm

D .10 cm

解析:选C 开始时q 弹簧处于压缩状态,由胡克定律,压缩了2 cm 。c 木块刚好离开水平地面时,轻弹簧q 中拉力为10 N ,由胡克定律,轻弹簧q 伸长2 cm ;轻弹簧p 中拉力为20 N ,由胡克定律,轻弹簧p 伸长4 cm ;该过程p 弹簧的左端向左移动的距离是2 cm +2 cm +4 cm =8 cm ,选项C 正确。[来源:学*科*网]

7.如图7所示,墙上有两个钉子a 和b ,它们的连线与水平方向的夹角为45°,两者的高度差为l 。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点,另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物。在绳上距a 端l /2的c 点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码,平衡后绳的ac 段正好水平,则重物和钩码的质量比

m 1

m 2

为( )

图7

A. 5 B .2

C.5

2

D. 2

解析:选C 对平衡后绳圈c 受力分析如图所示,图中F 1=m 2g ,F 2=m 1g ,由图中几何关系及平衡条件可知:F 2F 1

l 2+(l 2)2

l =52,即m 1m 2=5

2

,C 正确。 8.(2012·安徽名校联考)如图8所示,楔形斜面体倾角为37°,其BC 长

为0.8 m ,AB 宽为0.6 m ,一重为25 N 的木块原先在斜面体上部,它与斜面间的动摩擦因数为0.6,要使木块沿对角线AC 方向匀速下滑,需要对它施加方向平行于斜面的力F ,则F 的大小和方向为(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )

图8

A .15 N 沿斜面向上

B .15 N 与AB 边平行

C .9 N 近似于沿DB 方向

D .9 N 近似于沿CA 方向

解析:选C 木块沿斜面方向受到重力沿斜面向下的分力F G =mg sin 37°=15 N 、沿对角线CA 斜向上的滑动摩擦力F f =μmg cos 37°=12 N 、外力F 三个力作用,因物块匀速下滑,以上三个力的合力必定为零,由题意可知∠CAD =37°,由余弦定理可知,F =F 2G +F 2f -2F G F f cos 37°=9 N ,且F 与F f 垂直,故C 正确。 二、多项选择题

9. (2012·苏北四市二次调考)如图9所示,吊床用绳子拴在两棵树上

等高位置。某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均处于静止状态。设吊床两端系绳中的拉力为F 1、吊床对该人的作用力为F 2,则( )

A .坐着比躺着时F 1大

B .躺着比坐着时F 1大

C .坐着比躺着时F 2大

图9

D .躺着与坐着时F 2大小不变

解析:选AD 设绳子与水平方向的夹角为θ,在竖直方向上由平衡条件

有G =2F sin θ,所以F =G

2sin θ

,因坐着比躺着绳与水平方向的夹角小一些,所

以坐着比躺着时绳中的拉力大,故选项A 正确,选项B 错。两种情况吊床对该人的作用力大小为人的重力,所以选项C 错、D 对。

10.两物体M 、m 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图10所示,OA 、OB 与水平面的夹角分别为30°、60°,M 、m 均处于静止状态。则( )[来源:学科网ZXXK]

A .绳OA 对M 的拉力大小大于绳O

B 对M 的拉力 B .绳OA 对M 的拉力大小小于绳OB 对M 的拉力

图10

C .m 受到水平面的静摩擦力大小为零

D .m 受到水平面的静摩擦力的方向水平向左

解析:选BD 取O 点为研究对象进行受力分析,如图所示,F T A

11.如图11所示,物体A 、B 用细绳与弹簧连接后跨过滑轮。A 静

止在倾角为45°的粗糙斜面上,B 悬挂着。已知m A =3m B ,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是( ) [来源:学|科|网Z|X|X|K]

A .弹簧的弹力不变

图11

B .物体A 对斜面的压力将减小

C .物体A 受到的静摩擦力将减小

D .弹簧的弹力及A 受到的静摩擦力都不变

解析:选AC 对物体A 受力分析如图所示,设此时F

f A 沿斜面向上,由平衡条件可得:m A

g sin 45°=F +F f A ,可得F f A =(322-1)m B g ,当斜面

倾角为30°时,可得F f A ′=(32-1)m B g =1

2

m B g 。可见,物体A 受的静摩

擦力方向沿斜面向上,且变小,所以物体A 不会相对斜面滑动,弹簧的弹力始终等于物体B 的重力不变,故A 、C 正确,D 错误;物体A 对斜面的压力由F N =m A g cos 45°变为F N ′=m A g cos

30°,变大了,故B 错误。

12.如图12所示,将两个质量均为m 的小球a 、b 用细线相连并悬挂于O 点,用力F 拉小球a 使整个装置处于平衡状态,且悬线Oa 与竖直方向的夹角为θ=60°,则力F 的大小可能为( )

A.3mg B .mg

图12

C.3

2

mg

D .2mg

解析:选AD 以a 、b 整体为研究对象进行受力分析如图所示,当F 与F T 垂直时,F 最小。F min =2mg sin 60°=3mg ,A 、D 对。

13.如图13所示,将两相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上,中

间用一轻弹簧连接,两侧用细绳系于墙壁。开始时a 、b 均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力F f a ≠0,b 所受

图13

摩擦力F f b =0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )

A .F f a 大小不变

B .F f a 方向不变

C .F f b 仍然为零

D .F f b 方向向右

解析:选ABD 右侧细绳剪断的瞬间,弹簧弹力来不及发生变化,故a 的受力情况不变,a 左侧绳的拉力、静摩擦力大小方向均不变,A 、B 正确。而b 在剪断绳的瞬间右侧绳的拉力立即消失,静摩擦力向右,C 错误,D 正确。

14.一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上,A 、B 两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦),如图14所示。现用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,此过程中斜面体与物体A 仍然静止。则下列说法正确的是( )

图14

A .在缓慢拉开

B 的过程中,水平力F 增大 B .斜面体所受地面的支持力一定不变

C .斜面对物体A 作用力的合力变大

D .物体A 所受斜面体的摩擦力一定变大

解析:选AB 对物体B 受力分析如图所示。由图可以看出,随θ的增大,F 和绳的拉力F T 均增大,A 正确;取A 、B 和斜面体为一整体,由平衡条件可知,竖直方向上,斜面体受到地面的支持力,始终为整体的总重力,不随F 而改变,B 正确;因不知A 物体初态时摩擦力的方向,故在F T 增大的过程,物体A 所受斜面体的摩擦力的大小变化情况无法确定,D 错误;因斜面对A 的弹力的大小和方向不变,故斜面对物体A 的作用力的变化因摩擦力变化不能确定而不能确定,C 错误。

2021年高考物理二轮复习 人教版 专题01 力与物体的平衡(检测)

第一部分力与运动 专题01 力与物体的平衡(测) (满分:100分 60分钟) 一.选择题:本题共12小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 1.如图所示,斜面体放在水平地面上,物体放在斜面上,受到一个水平向右的力F ,物体和斜面体始终保持静止,这时物体受到的摩擦力大小为f 1,斜面体受到水平地面的摩擦力大小为f 2。则当F 变大时,有( ) A .f 1变大,f 2不一定变大 B .f 2变大,f 1不一定变大 C .f 1与f 2都不一定变大 D .f 1与f 2都一定变大 2.如图所示,轻杆下端固定在光滑轴上,可在竖直平面内自由转动,重力为G 的小球粘在轻杆顶部,在细线的拉力作用下处于静止状态。细线、轻杆与竖直墙壁间的夹角均为30°,则细线与杆对小球的作用力的大小分别是( ) A .12G ,33G B .33G ,33G C .G ,G D .12G ,12 G 3.如图所示,将小物块P 轻轻放到半圆柱体上时,小物块只能在圆柱体上A 到B 之间保持静止。若小物块与半圆柱体之间的动摩擦因数为 3 3 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则∠AOB 为( )

A.30°B.60°C.90°D.120° 4.如图所示,水平地面上固定着一个三棱柱,其左侧光滑,倾角为α;右侧粗糙,倾角为β。放置在三棱柱上的物块A和物块B通过一根跨过顶端光滑定滑轮的细绳相连,若物块A和物块B始终保持静止。下列说法正确的是() A.仅增大角α(小于90°),物块B所受的摩擦力一定增大 B.仅增大角α(小于90°),物块B对三棱柱的压力可能减小 C.仅增大角β(小于90°),细绳的拉力一定增大 D.仅增大角β(小于90°),地面对三棱柱的支持力不变 5.如图所示,倾斜直杆的左端固定在水平地面上,与水平面成θ角,杆上穿有质量为m的小球a和轻质圆环b,两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当a、b静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,不计一切摩擦,重力加速度为g。则下列说法正确的是() A.a可能受到2个力的作用B.b可能受到3个力的作用 C.绳对a的拉力大小为mg tan θD.杆对a的支持力大小为mg cos θ 6.如图所示,木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点,物体A、B叠放在木板上且处于静止状态,此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置,物体A、B仍保持静止,与原位置相比() A.A对B的作用力减小B.B对A的支持力增大 C.木板对B的支持力增大D.木板对B的摩擦力增大 7.如图所示,两个带电小球A、B穿在一根水平固定的绝缘细杆上,并通过一根不可伸长的绝缘细绳跨接在

高三物理二轮复习专题一

专题定位 本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题.高考对本专题内容的考查主要有:①对各种性质力特点的理解;②共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理思想和方法有:①整体法和隔离法;②假设法;③合成法;④正交分解法;⑤矢量三角形法;⑥相似三角形法;⑦等效思想;⑧分解思想. 应考策略 深刻理解各种性质力的特点.熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法. 1. 弹力 (1)大小:弹簧在弹性限度内,弹力的大小可由胡克定律F =kx 计算;一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解. (2)方向:一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向;绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向. 2. 摩擦力 (1)大小:滑动摩擦力F f =μF N ,与接触面的面积无关;静摩擦力0

(1)大小:F洛=q v B,此式只适用于B⊥v的情况.当B∥v时F洛=0. (2)方向:用左手定则判断,洛伦兹力垂直于B、v决定的平面,洛伦兹力总不做功.6.共点力的平衡 (1)平衡状态:静止或匀速直线运动. (2)平衡条件:F合=0或F x=0,F y=0. (3)常用推论:①若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n-1) 个力的合力大小相等、方向相反.②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形. 1.处理平衡问题的基本思路:确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论. 2.常用的方法 (1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法. (2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解 法等. 3.带电体的平衡问题仍然满足平衡条件,只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力. 4.如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动,则一定是匀速直线运动,因为F洛⊥v. 题型1整体法和隔离法在受力分析中的应用 例1如图1所示,固定在水平地面上的物体P,左侧是光滑圆弧面,一根轻绳跨过物体P 顶点上的小滑轮,一端系有质量为m=4 kg的小球,小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ=60°,绳的另一端水平连接物块3,三个物块重均为50 N,作用在物块2的水平力F=20 N,整个系统平衡,g=10 m/s2,则以下正确的是() 图1 A.1和2之间的摩擦力是20 N B.2和3之间的摩擦力是20 N

专题受力分析_共点力的平衡

专题受力分析、共点力的平衡 一.受力分析 力学中三种常见性质力 1.重力:(1)方向:竖直向下(2)作用点:重心 2. (1)有多少个接触面(点)就有可能有多少个弹力 (2)常见的弹力的方向: 弹簧对物体的弹力方向:与弹簧恢复原长的方向相同 绳子对物体的弹力:沿着绳子收缩的方向. 面弹力(压力,支持力):垂直于接触面指向受力的物体. 3.摩擦力 (1)有多少个接触面就有可能有多少个摩擦力 (2)静摩擦力方向:与相对运动的趋势方向相反 (3)滑动摩擦力的方向:与相对运动方向相反 二.受力分析 1.步骤(1).确定研究对象(受力物体):可以是一个整体,也可以个体(隔离分析) 注意:只分析外界给研究对象的力,研究对象给别人的力不分析 (2). 受力分析要看物体的运动状态:静止还是运动 2.顺序:(1)外力:外力可以方向不变地平移 (2)重力 (3)接触面的力(弹力,摩擦力) 先弹力:看有几个接触面(点)。判断面上若有挤压,则垂直于接触面有弹力。 其次摩擦力:若有相对运动或者相对运动趋势,则平行于接触面有摩擦力 分析完一个面(点),再分析其他面(点) 3.检验:是否多画力或者漏画力 检查每一个力的施力物体是否都是别的物体 静止水平面 竖直面 运动斜面 二、共点力的平衡 1.共点力 作用于物体的或力的相交于一点的力. 2.平衡状态 (1)物体保持或的状态. (2)通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化的过程(动态平衡). 物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事吗? 提示:物体处于静止状态,不但速度为零,而且加速度(或合外力)为零.有时,物体速度为零,但加速度不一定为零,如竖直上抛的物体到达最高点时;摆球摆到最高点时,加速度都不为零,都不属于平衡状态.因此,物体的速度为零与静止状态不是一回事.

高三物理一轮复习导学案

2014届高三物理一轮复习导学案 第七章、恒定电流(1) 【课题】电流、电阻、电功及电功率 【目标】 1、理解电流、电阻概念,掌握欧姆定律和电阻定律; 2、了解电功及电功率的概念并会进行有关计算。 【导入】 一.电流、电阻、电阻定律 1、电流形成原因:电荷的定向移动形成电流. 2、电流强度:通过导体横截面的跟通过这些电量所用的的比值叫电流强度.I= 。由此可推出电流强度的微观表达式,即I=__________________。 3、电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻.电阻的定义式:__________________。 4、电阻定律:在温度不变的情况下导体的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比.电阻定律表达式__________________。【导疑】电阻率,由导体的导电性决定,电阻率与温度有关,纯金属的电阻率随温度的升高而增大;当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象.导电性能介于导体和绝缘体之间的称为半导体。 二.欧姆定律 1、部分电路欧姆定律:导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟

它的电阻成反比.表达式:____________________________ 2、部分欧姆定律适用范围:电阻和电解液(纯电阻电路).非纯电阻电路不适用。 三、电功及电功率 1、电功:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功;W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。(适用于任何电路) 2、电功率:单位时间内电流所做的功;表达式:P=W/t=UI(对任何电路都适用) 3、焦耳定律:内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。表达式:Q=I2Rt 【说明】(1)对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热,电能转化为内能,故电功W等于电热Q;这时W= Q=UIt=I2Rt 4、热功率:单位时间内的发热量。即P=Q/t=I2R ④ 【注意】②和④都是电流的功率的表达式,但物理意义不同。②对所有的电路都适用,而④式只适用于纯电阻电路,对非纯电阻电路(含有电动机、电解槽的电路)不适用。 关于非纯电阻电路中的能量转化,电能除了转化为内能外,还转化为机械能、化学能等。这时W》Q。即W=Q+E其它或P =P热+ P其 它、UI = I2R + P其它 【导研】 [例1]一根粗线均匀的金属导线,两端加上恒定电压U时,通过金属导线的电流强度为I,金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将金属导线均匀拉长,使其长度变为原来的2倍,仍给它两端加上恒定电压U,则此时() A、通过金属导线的电流为I/2 B、通过金属导线的电流为I/4 C、自由电子定向移动的平均速率为v/2 D、自由电子定向移动

高中物理二轮复习

专题二 一、选择题(1~6题只有一项符合题目要求,7~9题有多项符合题目要求) 1.物体a和b在同一条直线上向右运动,物体a在前且一直做匀速运动,物体b在后先做匀减速再做反方向匀加速运动,行驶中物体a和b相遇两次,用v-t图象表示两物体的速度随时间变化的关系,用x-t图象表示两物体的位移随时间变化的关系,则能正确反映物体a和物体b运动关系的图(取向右为正方向)是() 解析:图A中物体b的速度没有反向,A错;图B中,两物体不可能相遇,B错;图C中物体b不是先做匀减速运动再做匀加速运动,C错;图D满足题中所述运动,D对.答案: D 2.以24 m/s的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为6 m/s2,则刹车后() A.汽车在第1 s内的平均速度为24 m/s B.汽车在第1 s内的平均速度为12 m/s C.汽车在前2 s内的位移为36 m D.汽车在前5 s内的位移为45 m 解析:汽车刹车时间为t0=4 s,刹车位移为x0=242 2×6 m=48 m,到第4 s末汽车已停 止,汽车在5 s内位移为48 m,D错误,根据位移x=v0t-1 2at 2可知第1 s内的位移x1=21 m,平均速度v=21 m/s,A、B均错误;汽车在前2 s内位移为36 m,C正确.答案: C 3.(2014·西安市质检二)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为2m和m,各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.要使纸板相对砝码运动,所需拉力的大小至少应大于()

专题一 、力与物体的平衡

力与物体的平衡 【命题意图】 本题结合生活实际考查受力分析、共点力的平衡条件,涉及正交分解法的简单应用,意在考查考生对力学基本知识的掌握情况,以及运用物理知识解决实际问题的能力。 【专题定位】 本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题.高考对本专题内容的考查主要有: (1)对各种性质力特点的理解; (2)力的效果的理解 ①力的静力学效应:力能使物体发生形变. ②力的动力学效应: a.瞬时效应:使物体产生加速度F=ma b.时间积累效应:产生冲量I=Ft,使物体的动量发生变化Ft=△p c.空间积累效应:做功W=Fs,使物体的动能发生变化△Ek=W (3)物体受力分析的基本方法 ①确定研究对象(隔离体、整体). ②按照次序画受力图,先主动力、后被动力,先场力、后接触力. ③只分析性质力,不分析效果力,合力与分力不能同时分析. ④结合物体的运动状态:是静止还是运动,是直线运动还是曲线运动.如物体做曲线运动时,在某点所受合外力的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向. (4)共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理方法和思想有:①整体法和隔离法;②假设法; ③合成法;④正交分解法;⑤矢量三角形法;⑥相似三角形法;⑦等效思想;⑧分解思想. 【考试方向】 受力分析和共点力的平衡问题是高中物理的基础,也是高考考查的重点。受力分析是解决动力学问题的关键,单独命题时往往和实际问题结合在一起。共点力的平衡问题,单独命题时往往和实际问题结合在一起,但是考查更多的是融入到其他物理模型中间接考查,如,结合运动学命题,或者出现在导轨模型中等。 【应考策略】 深刻理解各种性质力的特点;熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法. 【得分要点】 受力分析,要按照一定的顺序进行,特别注意弹力和摩擦力有无以及它们方向的判断。对于共点力的平衡问题,常用方法有: (1)正交分解法:适用于三力或三力以上平衡问题,可用于求解大小、方向确定的力的问题。(2)矢量三角形法:适用于三力平衡问题,该方法有时涉及正弦定理的运用,有时利用矢量三角形和几何三角形的相似性来求解力。 (3)三力平衡的动态分析:三个力中重力大小方向不变、一个力的方向不变大小可以改变、一个大小方向都改变。常常把三个力放置在一个矢量三角形中,有时涉及相似三角形的知识。 注意:涉及滑动摩擦力的四力平衡问题中,可以把滑动摩擦力F f和正压力F N合成为一个力F,只要 F f和F N方向不变,则F的方向不变。这样就可以把四力平衡转化为三力平衡问题。 一、知识点自主检测 1、性质力 2、效果力

高中物理二轮复习《直流电与交流电》

P UI P EI U E η== =外 专题四 电路和电磁感应 第一讲 直流电路与交流电路 何洁 知识主干 一、电功和电热 电功W =qU =UIt ;电热Q =I 2Rt. (1)对纯电阻电路,电功等于电热,即电流流经纯电阻电路,消耗的电能全部转化为内 能,所以W =Q =UIt =I 2Rt =U 2R t. (2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),电能一部分转化为内能,另一部分转化为其他形式的能(如机械能或化学能等),所以电功必然大于电热,即W>Q ,这时电功只能用W =UIt 计算,电热只能用Q =I 2Rt 计算,两式不能通用. (3)电流流经纯电阻电路,消耗的电能全部转化为内能;流经非纯电阻电路,消耗的电能一部分转化为内能,另一部分转化为其他形式的能. (4)电源的功率与效率 ①电源的功率P :也称为电源的总功率,是电源将其他形式的能转化为电能的功率,计算式为:P= IE ②电源内阻消耗功率P 内:是电源内阻的热功率,也称为电源的损耗功率,计算式为:P 内= I 2r . ③电源的输出功率P 外:外电路上消耗的功率,计算式为:P 外= IU 外 . ④电源的效率: ⑤电源的输出功率与外电阻R 的关系: 因此可知当电源内外电阻相等时,输出功率最大。 当R >r 时,随着R 的增大输出功率越来越小. 当R <r 时,随着R 的增大输出功率越来越大. 当R 由小于r 增大到大于r 时,随着R 的增大输出功率先增大后减小(非单调变化). 4.含容电路的分析技巧 电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压,与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流,则无电压). 二、交变电流 22 2 2()()4RE E P UI R r R r r R ===-++外

(山东专用)高考物理二轮复习专题一1第1讲力与物体的平衡教案

(山东专用)高考物理二轮复习专题一1第1讲力与物体的平衡教案 第1讲力与物体的平衡 一、单项选择题 1.(2019山东临沂检测)如图所示,甲、乙两物块质量相同,静止放在水平地面上。甲、乙之间、乙与地面间的动摩擦因数均相同,现对甲施加一水平向右的由零开始不断增大的水平拉力F(物体间最大静摩擦力等于滑动摩擦力),则经过一段时间后( ) A.甲相对于乙会发生相对滑动 B.乙相对于地面会发生相对滑动 C.甲相对乙不会发生相对滑动 D.甲相对于乙、乙相对于地面均不会发生相对滑动 答案 A 设甲、乙的质量均为m,甲、乙之间以及乙与地面之间的动摩擦因数为μ,则甲、乙之间的最大静摩擦力为:f max=μmg,乙与地面间的最大静摩擦力为:f max'=2μmg,因f maxf max=μmg时,甲、乙之间会发生相对滑动,故选项A正确,B、C、D均错误。 2.(2019山东滨州二模)浙江乌镇一带的农民每到清明时节举办民俗活动,在一个巨型石臼上插入一根硕大的毛竹,表演者爬上竹梢表演各种惊险动作。如图所示,下列说法正确的是( ) A.在任何位置表演者静止时只受重力和弹力作用 B.在任何位置竹竿对表演者的作用力必定与竹竿垂直 C.表演者静止时,竹竿对其作用力必定竖直向上

D.表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力就越小 答案 C 毛竹上的表演者静止时受重力、弹力和摩擦力,故选项A错误;表演者静止时,竹竿对其作用力(弹力和摩擦力的合力)与重力等大反向,即竹竿对表演者的作用力必定竖直向上,故选项B错误,C正确;表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力不一定越小,故选项D错误。 3.(2019山东济南模拟)如图所示,在倾角θ为37°的斜面上放置一质量为0.5 kg的物体,用一大小为1 N 平行斜面底边的水平力F推物体时,物体保持静止。已知物体与斜面间的动摩擦因数为,物体受到的摩擦力大小为(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)( ) A.3 N B.2 N C. N D. N 答案 C 物体所受的摩擦力为静摩擦力,物体在平行斜面底边的方向上受到的摩擦力为F x,有F x=F,在沿斜面方向上受到的摩擦力为F y,有F y=mg sin 37°,则物体所受摩擦力的大小等于= N,故选项C正确。 4.2019年10月1日上午,在庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵仪式上,空中护旗梯队拉开了阅兵分列式的序幕,20架武装直升机组成巨大的“70”字样飞越天安门上空让人记忆犹新,大长中华之气。而其领头的直升机悬挂的国旗更是让人心潮澎湃。若国旗、钢索和配重大约为600 kg,目测钢索与竖直方向的角度约为12°,若钢索与配重受到的空气阻力不计,重力加速度g=10 m/s2,已知θ较小时tan θ≈θ(弧度制)。国旗受到的空气阻力约为( ) A.6 000 N B.2 500 N C.1 200 N D.600 N

高三物理一轮复习选修3-3全套学案

第1课时 分子动理论 内能 导学目标 1.掌握分子动理论的内容,并能应用分析有关问题.2.理解温度与温标概念,会换算摄氏温度与热力学温度.3.理解内能概念,掌握影响内能的因素. 一、分子动理论

1.请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明:温度越高,分子运动越激烈. 2.请描述:当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大,直至远大于r0时,分子间的引力如何变化?分子间的斥力如何变化?分子间引力与斥力的合力又如何变化? [知识梳理] 1.物体是由____________组成的 (1)多数分子大小的数量级为________ m. (2)一般分子质量的数量级为________ kg. 2.分子永不停息地做无规则热运动 (1)扩散现象:相互接触的物体彼此进入对方的现象.温度越______,扩散越快. (2)布朗运动:在显微镜下看到的悬浮在液体中的__________的永不停息地无规则运 动.布朗运动反映了________的无规则运动.颗粒越______,运动越明显;温度越______,运动越剧烈. 3.分子间存在着相互作用力 (1)分子间同时存在________和________,实际表现的分子力是它们的________. (2)引力和斥力都随着距离的增大而________,但斥力比引力变化得______. 思考:为什么微粒越小,布朗运动越明显? 二、温度和温标 [基础导引] 天气预报某地某日的最高气温是27°C,它是多少开尔文?进行低温物理的研究时,热力学温度是2.5 K,它是多少摄氏度? [知识梳理] 1.温度 温度在宏观上表示物体的________程度;在微观上是分子热运动的____________的标志. 2.两种温标 (1)比较摄氏温标和热力学温标:两种温标温度的零点不同,同一温度两种温标表示的数 值________,但它们表示的温度间隔是________的,即每一度的大小相同,Δt=ΔT. (2)关系:T=____________. 三、物体的内能 [基础导引] 1.有甲、乙两个分子,甲分子固定不动,乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近,直到不再靠近为止,在这整个过程中,分子势能的变化情况是() A.不断增大B.不断减小 C.先增大后减小D.先减小后增大 2.氢气和氧气的质量、温度都相同,在不计分子势能的情况下,下列说法正确的是() A.氧气的内能较大B.氢气的内能较大 C.两者的内能相等D.氢气分子的平均速率较大

高三物理一轮复习精品学案:动量守恒定律及“三类模型”问题

第2讲动量守恒定律及“三类模型”问题 一、动量守恒定律 1.内容 如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变. 2.表达式 (1)p=p′,系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p′. (2)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和. (3)Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的变化量等大反向. (4)Δp=0,系统总动量的增量为零. 3.适用条件 (1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力为零. (2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力. (3)某一方向守恒:如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则系统在这一方向上动量守恒.

自测 1关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是() A.只要系统内存在摩擦力,系统动量就不可能守恒 B.只要系统中有一个物体具有加速度,系统动量就不守恒 C.只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒 D.系统中所有物体的加速度为零时,系统的总动量不一定守恒 答案 C 二、碰撞、反冲、爆炸 1.碰撞 (1)定义:相对运动的物体相遇时,在极短的时间内它们的运动状态发生显著变化,这个过程就可称为碰撞. (2)特点:作用时间极短,内力(相互碰撞力)远大于外力,总动量守恒. (3)碰撞分类

①弹性碰撞:碰撞后系统的总动能没有损失. ②非弹性碰撞:碰撞后系统的总动能有损失. ③完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体,机械能损失最大. 2.反冲 (1)定义:当物体的一部分以一定的速度离开物体时,剩余部分将获得一个反向冲量,这种现象叫反冲运动. (2)特点:系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力.实例:发射炮弹、爆竹爆炸、发射火箭等. (3)规律:遵从动量守恒定律. 3.爆炸问题 爆炸与碰撞类似,物体间的相互作用时间很短,作用力很大,且远大于系统所受的外力,所以系统动量守恒. 自测

力与物体平衡专题

力与物体平衡专题 一、知识要求 1、记住高中所有的力及其特点。 2、能正确进行受力分析、作出受力图。 3、能用平行四边形和三角形对力进行合成和分解,并能利用几何知识求力。 4、知道平衡状态(有静态平衡、动态平衡两种)和平衡条件及其推论。 二、熟练掌握常见的平衡题型 1、斜面上物体的平衡 研究斜面上物体的静止和运动的问题是考 试中的常规题,而物体所受静摩擦力大小方向的 判断是此类题中的重点、难点(如右图)。找临 界状态是判断静摩擦力的关键。 练习1. 如图所示,表面粗糙的固定斜面 顶端安有滑轮,两物块 P、Q用轻绳连接并跨过 滑轮(不计滑轮的质量 和摩擦),P悬于空中, Q放在斜面上,均处于静止状态。当用水平向左 的恒力推Q时,P、Q仍静止不动,则 A.Q受到的摩擦力一定变小 B.Q受到的摩擦力一定变大 C.轻绳上拉力一定变小 D.轻绳上拉力一定不变 如果用竖直向下的力压Q呢?物体一定会 运动吗? 练习2、将一物体轻放在 一个倾斜的沿逆时针方向匀 速转动的传送带上A(上)端, 此后物体在从A到B(底端) 的运动过程中(ACD) A 物体可能一直向下做匀加速直线运动, 加速度不变。 B 物体可能一直向下做匀速直线运动 C物体可能一直向下做加速运动,加速度改变 D 物体可能先向下作加速运动,后做匀速运动。 如果改成顺时针转动应该怎么做? 练习3.(03年理综)如图所示,一个半球形的碗放在桌面 上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。 一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小 球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线 与水平线的夹角为α=60°。两小球的质量比m2/m1为A A 3/3 B 2/3 C 3/2 D 2/2

共点力平衡专题

共点力平衡专题 【典型例题】 题型一:三力平衡 例1、如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m 的小球,小球被竖直的木板挡住,不计摩擦,则球对挡板的压力是( ) A .mgcos α B .mgtan α C.mg/cos α D .mg 解法一:(正交分解法):对小球受力分析如图甲所示,小球静止, 处于平衡状态,沿水平和竖直方向建立坐标系,将FN2正交分解,列平衡方程为F N1=F N2sin α mg =F N2cos α 可得:球对挡板的压力F N1′=F N1=mgtan α,所以B 正确. 解法二:(力的合成法):如图乙所示,小球处于平衡状态,合力为零.F N1与F N2的合力一定与mg 平衡,即等大反向.解三角形可得:F N1=mgtan α,所以,球对挡板的压力F N1′=F N1=mgtan α. 解法三:(效果分解法):小球所受的重力产生垂直板方向挤压竖直板的效果和垂直斜面方向挤压斜面的效果,将重力G 按效果分解为如上图 丙中所示的两分力G 1和G 2,解三角形可得:F N1=G 1=mgtan α,所以,球对挡板的压力F N1′=F N1=mgtan α.所以B 正确. 解法四:(三角形法则):如右图所示,小球处于平衡状态,合力为零,所受三个力经平移首尾顺次相接,一定能构成封闭三角形.由三角形解得:F N1=mgtan α,故挡板受压力F N1′=F N1=mgtan α.所以B 正确. 题型二:动态平衡问题 例2、如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A ,

A 的左端紧靠竖直墙,A 与竖直墙之间放一光滑圆球 B ,整个装置处于静止状态。设墙壁对B 的压力为F1,A 对B 的压力为F2,则若把A 向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则F1、F2的变化情况分别是( ) A .F1减小 B .F1增大 C .F2增大 D .F2减小 方法一 解析法:以球B 为研究对象,受力分析如图甲所示,根据 合成法,可得出F1=Gtan θ,F2=Gcos θ,当A 向右移动少许后,θ减小,则F1减小,F2减小。故选项A 、D 正确。 方法二 图解法:先根据平衡条件和平行四边形定则画出如图乙所示的矢量三角形,在θ角减小的过程中,从图中可直观地看出,F1、F2都会减小。故选项A 、D 正确。 【拓展延伸】在【典例2】中若把A 向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则地面对A 的摩擦力变化情况是( ) A .减小 B .增大C .不变 D .先变小后变大 方法一 隔离法:隔离A 为研究对象,地面对A 的摩擦力F f =F 2sin θ,当F 2和θ减小时,摩擦力减小,故选项A 正确。 方法二 整体法:选A 、B 整体为研究对象,A 、B 整体受到总重力、地面的支持力、墙壁的压力和地面的摩擦力,所以摩擦力F f =F 1,当把A 向右移动少许后,随着F 1的减小,摩擦力也减小。故选项A 正确。 [相似三角形法] 例3、如图所示,小圆环A 吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖 2 sin 22 sin 22112αα== m m R g m R g m 解得:

高三物理一轮复习 动能定理导学案

2012届高三物理一轮复习导学案 六、机械能(3) 动能定理 【导学目标】 1、正确理解动能的概念。 2、理解动能定理的推导与简单应用。 【知识要点】 一、动能 1、物体由于运动而具有的能叫动能,表达式:E k =_____________。 2、动能是______量,且恒为正值,在国际单位制中,能的单位是________。 3、动能是状态量,公式中的v 一般是指________速度。 二、动能定理 1、动能定理:作用在物体上的________________________等于物体____________,即w=_________________,动能定理反映了力对空间的积累效应。 2、注意:①动能定理可以由牛顿运动定律和运动学公式导出。②可以证明,作用在物体上的力无论是什么性质,即无论是变力还是恒力,无论物体作直线运动还是曲线运动,动能定理都适用。 3、动能定理最佳应用范围:动能定理主要用于解决变力做功、曲线运动、多过程动力学问题,对于未知加速度a 和时间t ,或不必求加速度a 和时间t 的动力学问题,一般用动能定理求解为最佳方案。 【典型剖析】 [例1] 在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y=2.5cos (kx+ 3 2 π)(单位: m),式中k=1 m -1 .将一光滑小环套在该金属杆上,并从x=0处以v 0=5 m/s 的初 速度沿杆向下运动,取重力加速度g=10 m/s 2 .则当小环运动到x= 3 m 时的速度大小v= m/s;该小环在x 轴方向最远能运动到x= m 处. [例2]如图所示,质量为m 的小球用长为L 的轻细线悬挂在天花板上,小球静止在平衡位置.现用一水平恒力F 向右拉小球,已知F=0.75mg ,问: (1)在恒定拉力F 作用下,细线拉过多大角度时小球速度最大?(2)小球的最大速度是多少? [例3]总质量为M 的列车,沿平直轨道作匀速直线运动,其末节质量为m 的车厢中途脱钩,待司机发觉时,机车已行驶了L 的距离,于是立即关闭油门撤去牵引力.设运动过程中阻力始终与质量成正比,机车的牵引力是恒定的.当列车的两部分都停止时,它们之间的距离是多少?

共点力动态平衡专题及详解

共点力动态平衡专题及详解 1.用绳将重球挂在光滑的墙上,设绳子的拉力为T ,墙对球的弹力为N ,如图所示,如果将绳的长度加长,则 A .T 、N 均减小 B .T 、N 均增加 C .T 增加,N 减小 D .T 减小,N 增加 【答案】A 【解析】 试题分析:设绳子和墙面夹角为θ,对小球进行受析: 把绳子的拉力T 和墙对球的弹力为N 合成F ,由于物体是处于静止的,所以物体受力平衡, 所以物体的重力等于合成F ,即F=G ,根据几何关系得出: cos mg T θ =,N=mgtan θ.先找到其中的定值,就是小球的重力mg ,mg 角θ减小,则cos θ增大, cos mg θ 减小;tan θ减小,mgtang θ减小;所以T 减小,N 减小. 故选A 考点:共点力动态平衡 点评:动态平衡是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题.解决这类问题的一般思路是:用不变化的力表示变化的力. 2.2008年1月以来,中国南方大部分地区和西北地区东部出现了建国以来罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气。南方是雨雪交加,不仅雪霜结冰,而且下雨时边刮风边结冰,结果造成输电线路和杆塔上面的冰层越裹越厚,高压电线覆冰后有成人大

腿般粗,电力线路很难覆冰,而致使输配电线路被拉断或频频跳闸。现转化为如下物理模型:长为125m的输电线的两端分别系于竖立在地面上相距为100m的两杆塔的顶端A、B。导线上悬挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为300N的物体,不计摩擦,平衡时,导线中的张力T1,现使A点缓慢下移一小段,导线中的张力为T2,则下列说法正确的是() A.T1>T2 B.T1

高三物理一轮复习抛体运动导学案

高三物理 导学案 班级 姓名 课题 抛体运动 编号 课型 复习课 使用时间 主备人 审核人 审批人 教学目标:1.理解平抛运动的概念和处理方法 2.掌握平抛运动规律,会应用平抛运动规律分析和解决实际问题 重点,难点:理解平抛运动概念和平抛运动规律 【基础知识梳理】 1.物体做平抛运动的条件:只受 ,初速度不为零且沿水平方向。 2.特点:平抛运动是加速度为重力加速度的 运动,轨迹是抛物线。 3.研究方法: 通常把平抛运动看作为两个分运动的合运动:一个是水平方向的匀速直线运动,一个是竖直方向的自由落体直线运动。 从理论上讲,正交分解的两个分运动方向是任意的,处理问题时要灵活掌握。 4.平抛运动的规律 合速度的方向0tan y x v g t v v β== 合位移的方向0 tan 2y g t x v α== 【典型例题】 1、平抛运动的特点及基本规律 【例1】物体在平抛运动的过程中,在相等的时间内,下列物理量相等的是 ( ) A .速度的增量 B .加速度 C .位移 D .平均速度 变式训练1、一架飞机水平匀加速飞行,从飞机上每隔一秒释放一个铁球,先后共释放4个,若不计空气阻力,则人从飞机上看四个球 ( ) A .在空中任何时刻总排成抛物线,它们的落地点是不等间距的 B .在空中任何时刻总是在飞机的正下方排成竖直的线,它们的落地点是不等间距的 C .在空中任何时刻总是在飞机的下方排成倾斜的直线,它们的落地点是不等间距的 D .在空中排成的队列形状随时间的变化而变化 例2如图,实线为某质点平抛运动轨迹的一部分,测得AB 、BC 间的水平距离△s 1=△s 2=0.4m ,高度差△h 1=0.25m ,△h 2=0.35m .求: (1)质点抛出时初速度v 0为多大? 图5-1-3

精品-2019高考物理二轮复习第1讲力与物体的平衡专题训练

第1讲力与物体的平衡 选择题(每小题6分,共84分) 1.(多选)如图所示,木板C放在水平地面上,木板B放在C的上面,木板A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧测力计固定在竖直的墙壁上,A、B、C质量相等,且各接触面间动摩擦因数相等,用大小为F的力向左拉动C,使它以速度v匀速运动,三者稳定后弹簧测力计的示数为T。则下列说法正确的是( ) A.B对A的摩擦力大小为T,方向向左 B.A和B保持静止,C匀速运动 C.A保持静止,B和C一起匀速运动 D.C受到地面的摩擦力大小为F-T 2.(2018山西五市联考)如图所示,光滑的圆环固定在竖直平面内,圆心为O。三个完全相同的小圆环a、b、c穿在大环上,小环c上穿过一根轻质细绳,绳子的两端分别固定着小环a、b,通过不断调整三个小环的位置,最终三小环恰好处于平衡位置,平衡时a、b的距离等于绳子长度的一半。已知小环的质量为m,重力加速度为g,轻绳与c的摩擦不计。则( ) A.a与大环间的弹力大小为mg B.绳子的拉力大小为mg C.c受到绳子的拉力大小为3mg D.c与大环间的弹力大小为3mg

3.如图所示,在水平拉力F和三根等长的细线作用下,质量分别为m和2m的小球A、B处于静止状态,其中细线OA和OB同系于天花板上面的O点,细线AB连接两个小球,三根细线都拉直且细线OB恰好处于竖直方向,则细线OA和OB的张力之比为( ) A.1∶2 B.1∶1 C.1∶ D.∶1 4.如图所示,两根通电直导体棒用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O1、O2两点,已知O1、O2连线水平,导体棒静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ,保持导体棒中的电流大小和方向不变,在导体棒所在空间加上匀强磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度,下列分析正确的是( ) A.两导体棒中的电流方向一定相同 B.所加磁场的方向可能沿x轴正方向 C.所加磁场的方向可能沿z轴正方向 D.所加磁场的方向可能沿y轴负方向 5.(2018安徽A10联盟联考)(多选)如图所示,斜面体放在水平面上,C是斜面体斜面AB上的一点,AC部分粗糙,CB部分光滑,一物块在AC部分匀速下滑,此时斜面体对物块的作用力为F1、地面对斜面体的摩擦力为f1,物块在CB部分下滑时,斜面体对物块的作用力为F2、地面对斜面体的摩擦力为f2,整个过程斜面体始终处于静止,不计空气阻力,则( )

(新)高中物理二轮复习功能关系专题

一、动能定理 动能定理的推导 物体只在一个恒力作用下,做直线运动 w =FS =m a ×a V V 22 122- 即 21222121mv mv w -= 推广: 物体在多个力的作用下、物体在做曲线运动、物体在变力的作用下 结论: 合力所做的功等于动能的增量 ,合力做正功动能增加,合力做负功动能减小 合力做功的求法: 1、受力分析求合力,合力乘以在合力方向的位移(合力是恒力,位移相对地的位移) 2、合力做的功等于各力做功的代数和 二.应用动能定理解题的步骤 (1)确定研究对象和研究过程。 (2)对研究对象受力分析,判断各力做功情况。 (3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负) (4)写出物体的初、末动能。按照动能定理列式求解。 【例】如图所示,质量为m 的钢珠从高出地面h 处由静止自由下落,落到地面进入沙坑h/10停止,则 (1)钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍? (2)若让钢珠进入沙坑h/8,则钢珠在h 处的动能应为多少?设钢珠在沙坑中所受平均阻 力大小不随深度改变。 三、高中物理接触到的几种常用的功能关系 1、 重力做功等于重力势能的减小量 2、 弹力做功等于弹性势能的减小量 3、 电场力做功等于电势能的减小量 4、 合外力做功等于动能的变化量(动能定理) 5、 除重力以外其它力做功等于机械能的变化量 6、 摩擦力乘以相对位移代表有多少机械能转化为内能用于发热 7、 电磁感应中克服安培力做功量度多少其他形式能转化为电能用于发热 8、能量守恒思路

1.(2013·长春模拟)19世纪初,科学家在研究功能关系的过程中,具备了能量转化和守恒的思想,对生活中有关机械能转化的问题有了清晰的认识,下列有关机械能的说法正确的是( ) A .仅有重力对物体做功,物体的机械能一定守恒 B .仅有弹力对物体做功,物体的机械能一定守恒 C .摩擦力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量 D .合外力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量 2.(2013·东北四市联考)在高度为h 、倾角为30°的粗糙固定的斜面上,有一质量为m 、与一轻弹簧拴接的物块恰好静止于斜面底端。物块与斜面的动摩擦因数为33,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一平行于斜面的力F 拉动弹簧的A 点,使m 缓慢上行到斜面顶端。此过程中( ) A .F 对该系统做功为2mgh B .F 对该系统做功大于2mgh C .F 对该系统做的功等于物块克服重力做功与克服摩擦力做功之和 D .F 对该系统做的功等于物块的重力势能与弹簧的弹性势能增加量之和 3.(2013·山东泰安一模)如图所示,在竖直平面内有一个半径为R ,粗细不计的圆管轨道。半径OA 水平、OB 竖直,一个质量为m 的小球自A 正上方P 点由静止开始自由下落,小球恰能沿管道到达最高点B ,已知AP =2R ,重力加速度为g ,则小球从P 到B 的运动过程中( ) A .重力做功2mgR B .机械能减少mgR C .合外力做功mgR D .克服摩擦力做功12 mgR 4.(2013吉林摸底)如图所示,足够长的传送带以恒定速率顺时针运行。将一个物体轻轻 放在传送带底端,第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度,第二阶段与传送 带相对静止,匀速运动到达传送带顶端。下列说法中正确的是( ) A .第一阶段摩擦力对物体做正功,第二阶段摩擦力对物体不做功 B .第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加 C .第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加 D .物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热 5.如图所示长木板A 放在光滑的水平地面上,物体B 以水平速度冲上A 后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A 上,则从B 冲到木板A 上到相对板A 静止的过程中,下述说法中正确是( ) A .物体 B 动能的减少量等于系统损失的机械能 B .物体B 克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量 C .物体B 损失的机械能等于木板A 获得的动能与系统损失的机械能之和 D .摩擦力对物体B 做的功和对木板A 做的功的总和等于系统内能的增加量

求解共点力平衡问题的常见方法(经典归纳附详细答案)解读

求解共点力平衡问题的常见方法 共点力平衡问题,涉及力的概念、受力分析、力的合成与分解、列方程运算等多方面数学、物理知识和能力的应用,是高考中的热点。对于刚入学的高一新生来说,这个部分是一大难点。 一、力的合成法 物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反; 1.(2008年·广东卷)如图所示,质量为m 的物体悬挂在轻质支架上,斜梁OB 与竖直方向的夹角为θ(A 、B 点可以自由转动)。设水平横梁OA 和斜梁OB 作用于O 点的弹力分别为F 1和F 2,以下结果正确的是( ) A.F 1=mgsinθ B.F 1= sin mg q C.F 2=mgcosθ D.F 2=cos mg q 二、力的分解法 在实际问题中,一般根据力产生的实际作用效果分解。 2、如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一质量为m 的光滑小球,球被竖直的木板挡住,则球对挡板的压力和球对斜面的压力分别是多少? 3.如图所示,质量为m 的球放在倾角为α的光滑斜面上,试分析挡板AO 与斜面间的倾角β多大时,AO 所受压力最小。 三、正交分解法 解多个共点力作用下物体平衡问题的方法 物体受到三个或三个以上力的作用时,常用正交分解法列平衡方程求解: 0x F =合,0 y F =合. 为方便计算,建立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则 . θ

4、如图所示,重力为500N 的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N 的物体,当绳与水平面成60° 角时,物体静止。不计滑轮与绳的摩擦,求地面对人的支持力和摩擦力。 四、相似三角形法 根据平衡条件并结合力的合成与分解的方法,把三个平衡力转化为三角形的三条边,利用力的三角形与空间的三角形的相似规律求解. 5、 固定在水平面上的光滑半球半径为R ,球心0的正上方C 处固定一个小定滑轮,细线一端拴一小球置于半球面上A 点,另一端绕过定滑轮,如图5所示,现将小球缓慢地从A 点拉向B 点,则此过程中小球对半球的压力大小N F 、细线的拉力大小T F 的变化情况是 ( ) A 、N F 不变、T F 不变 B. N F 不变、T F 变大 C , N F 不变、T F 变小 D. N F 变大、T F 变小 6、两根长度相等的轻绳下端悬挂一质量为m 物体,上端分别固定在天花板M 、N 两点,M 、N 之间距离为S ,如图所示。已知两绳所能承受的最大拉力均为T ,则每根绳长度不得短于____ 。 五、用图解法处理动态平衡问题 对受三力作用而平衡的物体,将力矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭力三角形,进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法;力三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观,容易判断. 7、如图4甲,细绳AO 、BO 等长且共同悬一物,A 点固定不动,在手持B 点沿圆弧向C 点缓慢移动过程中,绳BO 的张力将 ( ) A 、不断变大 B 、不断变小 C 、先变大再变小 D 、先变小再变大 六.矢量三角形在力的静态平衡问题中的应用 若物体受到三个力(不只三个力时可以先合成三个力)的作用而处于平衡状态,则这三个力一定能构成一个力的矢量三角形。三角形三边的长度对应三个力的大小,夹角确定各力的方向。 8.如图所示,光滑的小球静止在斜面和木版之间,已知球重为G ,斜面的倾角为θ,求下列情况

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