金版学案高考物理二轮复习专题一力与运动第1课力与物体的平衡.docx
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金版学案高考物理二轮复习专题一力与运动第1课力与物体的平衡
第1课 力与物体的平衡
考点一各性质力的理解（见下表）
考点二平衡问题的解题思路
1．选择研究对象．
如果是单独一个物体保持静止状态或匀速直线运动，则抓住这个物体来研究；如果是两个物体连接在一起保持静止状态或匀速直线运动，则要看所求的力在何处，若不是这两者间的相互作用可采取整体法，若是这两者间的相互作用则采取隔离法．
2．做好受力分析．
（1）按重力、弹力、摩擦力、电场力、洛伦兹力（或安培力）的顺序进行受力分析，防止漏力；找施力物体，防止添力．
（2）结合物体运动状态对物体是否受到摩擦力等力进行受力分析．
3．利用平衡条件分析各力之间的关系，建立方程（或方程组）．
（1）三个力以内物体平衡问题的解题方法——三角形法：
一个物体在三个力作用下保持平衡状态，这三个力的合力为零，其中任意两个力的合力与第三个力等大反向，三个力的大小构成一个三角形，利用三角函数或三角形的边角关系求解．
（2）四个力及以上物体平衡问题的解题方法——正交分解法：
把所有力分解到两个互相垂直的坐标（x、y）轴上，再分别在这两个坐标轴上运用平衡条件解答．即∑Fx＝0，∑Fy＝0.
4．解方程（或方程组），求结果（有时要检验）．
课时过关（A卷）
一、单项选择题
1．如图所示，有一个人站在超市的自动电梯上，若电梯斜向上匀速运动，则此人受到的力有（A）
A．重力和弹力
B．重力、弹力和摩擦力
C．重力、弹力和牵引力
D．重力、弹力、摩擦力和牵引力
解析：
由于人乘电梯向上匀速运动，电梯水平台阶和人没有相对滑动趋势，故人只受重力和弹力作用，A正确．
2．如图，力F垂直作用在倾角为α的三角滑块上，滑块没被推动，则滑块受到水平地面的静摩擦力大小为（C）
A．0
B．Fcosα
C．Fsinα
D．Ftanα
解析：
滑块受力如图所示，由平衡条件得Fsinα－f＝0，解得f＝Fsinα，选项C正确．
3．（2014·广东高考）如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是（A）
A．M处受到的支持力竖直向上
B．N处受到的支持力竖直向上
C．M处受到的静摩擦力沿MN方向
D．N处受到的静摩擦力沿水平方向
解析：
原木P的支撑点M、N处弹力垂直于接触面，M处的支持力竖直向上，N处受到的支持力垂直MN斜向上，故A项正确、B项错误；M处受到的静摩擦力沿水平方向，C项错误；N处受到的静摩擦力沿MN方向，D项错误．
4．如图所示，用绝缘轻质细线悬吊一质量为m、电荷量为q的小球，在空间施加一匀强电场，使小球保持静止时细线与竖直方向成θ角，则所加匀强电场的电场强度的最小值为（A）
A.
B.
C.
D.
解析：
小球受力如图所示
由矢量三角形可知，当qE与T垂直时，场强最小，由平衡条件得qE＝mgsinθ，解得E＝
，选项A正确．
二、多项选择题
5．（2015·深圳模拟）如图，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平．现把物体Q轻轻地叠放在P上，则（BCD）
A．P向下滑动B．P静止不动
C．P所受的合外力不变D．P与斜面间的静摩擦力增大
解析：
设P的质量为m，P静止于斜面上，则有mgsinθ＝Ff≤μmgcosθ，当把Q轻放于P之上，相当于P的质量变大，设P、Q的总质量为M，则有Mgsinθ≤μMgcosθ，故P仍静止不动，A错误、B正确；P静止不动合力为零，C正确；对P、Q整体：
Ff′＝Mgsinθ，由于M>m，故Ff′变大，D正确．
6．如图所示，放在水平地面上的物体M上叠放着物体m，m和M间有一处于压缩状态的轻质弹簧，整个装置处于静止状态．下面关于M、m受力分析正确的是（AD）
A．m受到水平向右的摩擦力
B．M受到m对它的水平向右的摩擦力
C．地面对M有水平向右的摩擦力
D．地面对M没有摩擦力
解析：
将整个系统看作整体，系统水平方向不受外力作用，可以确定地面对M没有摩擦力，C错误，D正确．对物体m受力分析，由于受到的弹簧弹力向左，故摩擦力水平向右，A正确．由于力的作用是相互的，故M受到m对它的水平向左的摩擦力，B错误．
7．放在水平地面上的物块，受到一个与水平方向成α角斜向下方的力F的作用，物块在水平地面上做匀速直线运动，如图所示．如果保持力F的大小不变，而使力F与水平方向的夹角α变小，那么，地面受到的压力FN和物块受到的摩擦力f的变化情况是（AC）
A．FN变小
B．FN变大
C．f变小
D．f变大
解析：
当α变小时，由于FN＝mg＋Fsinα，故FN变小，由于物块仍受滑动摩擦力，f＝μFN，故f变小，A、C正确．
8．如图，重力均为G的A、B两条条形磁铁，叠放在水平木板C上，静止时B对A的弹力为F1，C对B的弹力为F2，则（BD）
A．F1＝GB．F1>G
C．F2>2GD．F2＝2G
解析：
判断B对A的弹力为F1，要选择A进行研究，它受到G、向下的磁引力F磁、向上的弹力F1，由力的平衡条件，有F1＝G＋F磁，故F1>G.C对B的弹力为F2，采用整体法，不需考虑磁引力F磁及两块磁铁的弹力，由力的平衡条件，有F2＝2G.
9．如图，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N1，球对木板的压力大小为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缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中（B）
A．N1始终减小，N2始终增大
B．N1始终减小，N2始终减小
C．N1先增大后减小，N2始终减小
D．N1先增大后减小，N2先减小后增大
解析：
以小球为研究对象，画出小球受力的矢量三角形，由力的矢量三角形很直观地可看出：
N1始终减小，N2始终减小．故选项B正确．
课时过关（B卷）
一、单项选择题
1．如图，物体静止在斜面上，现对物体施加方向竖直向下、大小从零开始不断增大的力F，则（B）
A．物体受到的支持力不断减小
B．物体受到的摩擦力不断增大
C．物体受到的合外力不断增大
D．当F增大到某一值时物体开始沿斜面下滑
解析：
当F不断增大时，物体受到的斜面的支持力不断增大，A错误．物体受到的沿斜面向下的分力不断变大，故摩擦力不断增大，B正确．物体静止在斜面上的条件是（F＋mg）·sinθ＝μ（F＋mg）cosθ，与F的大小无关，故D错误．物体受的合外力始终为零，C错误．
2．如图，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（F2＞0）．由此可求出（C）
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：
设物块质量为m，斜面的倾角为θ，最大静摩擦力为fm，对物块受力分析，根据物块的平衡条件建立方程，外力F最大时，最大静摩擦力方向沿斜面向下，有mgsinθ＋fm＝F1；外力F最小时，最大静摩擦力方向沿斜面向上，有mgsinθ－fm＝F2；两式相减，可解得最大静摩擦力fm，选项C正确；由这两个等式无法解出物块的质量和斜面的倾角及物块对斜面的正压力．
3．如图所示是给墙壁刷涂料用的涂料滚的示意图，使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上．撑竿的重力和墙壁的摩擦均不计，且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，设该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，则（C）
A．F1增大，F2减小
B．F1增大，F2增大
C．F1减小，F2减小
D．F1减小，F2增大
解析：
涂料滚缓慢沿墙上滚过程中，处于动态平衡状态，合力为零．涂料滚受力如图所示，涂料滚上滚过程中，θ变小，F1和F2均变小，选项C正确．
4．如图，一个重为G的吊椅用两根轻绳AO、BO固定，绳AO、BO相互垂直，α>β，且两绳中的拉力分别为FA、FB，物体受到的重力为G，则（B）
A．FA一定大于G
B．FA一定大于FB
C．FA一定小于FB
D．FA与FB的大小之和一定等于G
解析：
FA、FB组成的平行四边形如图，由图可知，FA>FB，FA5．（2014·海南高考）如图所示，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO′段水平，长度为L；绳子上套一可沿绳滑动的轻环．现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L.则钩码的质量为（D）
A.
MB.
M
C.
MD.
M
解析：
选物体M为研究对象．
由平衡条件得：
FT－Mg＝0 ①
假设平衡后轻环位置为P，平衡后，物体上升L，说明此时POO′恰好构成一个边长为L的正三角形，绳中张力处处相等，选钩码m为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件得：
2FTcos30°－mg＝0②
联立①②得：
m＝
M
所以选项D正确．
二、多项选择题
6．如图所示，表面光滑的半圆柱体固定在水平面上，小物块在拉力F作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向，则（AC）
A．小物块受的支持力逐渐变大
B．小物块受的支持力先变小后变大
C．拉力F逐渐变小
D．拉力F先变大后变小
解析：
小物块受力如图所示
由平衡条件得F＝mgsinθ，FN＝mgcosθ，小物块由B上升到A的过程中，θ逐渐减小，故F逐渐减小，FN逐渐增大，选项A、C正确，B、D错误．
7．（2015·南昌模拟）如图所示，用三根不可伸长的轻绳将A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接．然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态．已知三根轻绳的长度之比为OA∶AB∶OB＝3∶4∶5，两球质量关系为mA＝2mB＝2m，则下列说法正确的是（BC）
A．OB绳的拉力大小为2mg
B．OA绳的拉力大小为
mg
C．F的大小为
mg
D．AB绳的拉力大小为mg
解析：
根据OB绳恰好处于竖直方向，则AB绳中无拉力，OB绳的拉力大小为mg，选项A、D错误；设∠OBA＝α，根据图中几何关系，OA绳与天花板夹角等于∠OBA，由sinα＝
＝
，解得OA绳的拉力大小FOA＝
mg，选项B正确；由tanα＝
＝
，解得F的大小为
mg，选项C正确．
8．如图，一物块在斜面上能保持静止，再施加一水平外力F，当F从零稍许增大时，若物块仍保持静止，则（ABC）
A．物块所受合力仍为零
B．物块所受摩擦力减小
C．物块所受斜面弹力增大
D．物块所受摩擦力反向
解析：
由于物块仍保持静止，故合外力仍为零，A正确．物块受力如图．根据力的正交分解和平衡条件，当F从零稍许增大时，物块所受摩擦力减小，受斜面弹力变大，故B、C正确，D错误．
9．雪天在倾斜的山路上行驶的汽车，有时候即使刹车后车轮不转，车也会沿斜坡向下滑动，所以雪天开车一定要注意安全．某次大雪后，一辆质量为m的卡车在车轮不转的情况下，仍沿着倾角为θ的斜坡向下匀速下滑，则（AD）
A．卡车对斜坡的压力小于卡车的重力
B．卡车下滑过程中所受斜坡对它的摩擦力为mgcosθ
C．为避免下滑情况发生，可在车上多放一些货物，以增加车的总重力
D．为了避免下滑情况发生，可在车轮上装上防滑链
解析：
据题意，由于卡车匀速下滑，卡车受到的支持力FN＝mgcosθ10．如图所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面B上，现用大小均为F，方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则（AD）
A．A与B之间不一定存在摩擦力
B．B与地之间可能存在摩擦力
C．B对A的支持力一定大于mg
D．地面对B的支持力的大小一定等于（M＋m）g
解析：
木块A受力如图甲所示，如果F与mg的合力等于FN，则f＝0，如果mgsinθ>Fcosθ，则f沿斜面向上，如果mgsinθ
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