专题01 力与物体的平衡-2017年高考物理备考学易黄金易错点（解析版）.doc

1、12016江苏卷 一轻质弹簧原长为 8 cm，在 4 N 的拉力作用下伸长了 2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为( )A40 m/N B40 N/mC200 m/N D200 N/m22016江苏卷 如图 1所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中( )图 1A桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD 【解析】当桌布被拉出时，鱼缸由静止到向右运动，但它相对于桌布来说，仍向左运动，由于滑动摩

2、擦力的方向与相对运动方向相反，因此桌布对鱼缸的摩擦力的方向应向右，选项 A 错误；因为鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，鱼缸受到桌布向右的摩擦力与它受到桌面向左的摩擦力大小相等，所以鱼缸向右加速的加速度大小与向右减速的加速度大小相等，方向相反，鱼缸的初速度为零，末速度也为零，根据对称性可知，鱼缸做加速运动的时间与做减速运动的时间相等，选项 B 正确；若猫增大拉力，桌布的加速度更大，但是由于鱼缸与桌布间的压力不变，动摩擦因数也不变，故摩擦力也不变，选项 C 错误；若猫减小拉力，桌布的加速度减小，鱼缸在桌布上的运动时间变长，而鱼缸向右的加速度不变，由 x at2 知，鱼缸相对于桌面的位移

3、变大，桌布被拉出后鱼缸在桌面上的位移也变大，鱼缸就有可12能滑出桌面，选项 D 正确32016全国卷 如图 1，一光滑的轻滑轮用细绳 OO悬挂于 O 点；另 一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块 a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块 b.外力 F 向右上方拉 b，整个系统处于静止状态若 F 方向不变，大小在一定范围内变化，物块 b 仍始终保持静止，则( )图 1A绳 OO的张力也在一定范围内变化B物块 b 所受到的支持力也在一定范围内变化C连接 a 和 b 的绳的张力也在一定范围内变化D物块 b 与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化42016全国卷 质量为 m 的物体用轻绳 AB 悬挂于天花板上用水

4、平向左的力 F 缓慢拉动绳的中点O，如图 1所示用 T 表示绳 OA 段拉力的大小，在 O 点向左移动的过程中( )图 1AF 逐渐变大，T 逐渐变大BF 逐渐变大，T 逐渐变小CF 逐渐变小，T 逐渐变大DF 逐渐变小，T 逐渐变小【答案】A 【解析】作出结点 O 的受力分析矢量图(动态)，可知 F 与 T 的变化情况如图所示， 可得：F逐渐变大，T 逐渐变大，故 A 正确52016全国卷 如图 1所示，两个轻环 a 和 b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上：一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为 m 的小球在 a 和 b 之间的细线上悬挂一小物块平衡时，a、b 间的距离恰好等于圆弧的半径不计

5、所有摩擦小物块的质量为( )图 1A. B. mm2 32Cm D2m62016浙江卷 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧 OC 的劲度系数为 500 N/m.如图 1 所示，用弹簧 OC 和弹簧秤 a、b 做“ 探究求合力的方法”实验在保持弹簧伸长 1.00 cm 不变的条件下：图 17(1)若弹簧秤 a、b 间夹角为 90，弹簧秤 a 的读数是_N(图 2 中所示)，则弹簧秤 b 的读数可能为_N.(2)若弹簧秤 a、b 间夹角大于 90，保持弹簧秤 a 与弹簧 OC 的夹角不变，减小弹簧秤 b 与弹簧 OC 的夹角，则弹簧秤 a 的读数_、弹簧秤 b 的读数_(

6、填“变大”“ 变小”或“不变”) 【答案】(1)3.003.02 3.94.1( 有效数不作要求) (2)变大 变大72016天津卷 如图 1所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小 E5 N/C，同时存在3着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小 B0.5 T有一带正电的小球，质量m110 6 kg，电荷量 q210 6 C，正以速度 v 在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过 P 点时撤 掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象) ，g 取 10 m/s2.求：图 1(1)小球做匀速直线运动的速度 v 的大小和方向；(2)从撤掉磁场到小球再次穿过 P 点所在的这

7、条电场线经历的时间 t.【答案】 (1)20 m/s 方向与电场 E 的方向之间的夹角为 60斜向上 (2)3.5 s【解析】(1)小球匀速直线运动时受力如图 1所示，其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有qvB q2E2 m2g2来源:Zxxk.Com图 1代入数据解得 v20 m/s 速度 v 的方向与电场 E 的方向之间的夹角 满足tan qEmg代入数据解得 tan 360 (2)解法一：撤去磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为 a，有a q2E2 m2g2m设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为 x，有xvt 设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为 y

8、，有y at2 12a 与 mg 的夹角和 v 与 E 的夹角相同，均为 ，又tan yx联立式，代入数据解得t2 s3.5 s 3解法二：8 2016天津卷 电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图 1所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为 .一质量为 m 的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同磁铁端面是边长为 d 的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝

9、条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为 B，铝条的高度大于 d，电阻率为 .为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为 g.图 1(1)求铝条中与磁铁正对部分的电流 I；(2)若两铝条的宽度均为 b，推导磁铁匀速穿过铝条间时速度 v 的表达式；(3)在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度 bb 的铝条，磁铁仍以速度 v 进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变化【答案】(1) (2) (3)略mgsin 2Bd mgsin 2B2d2b(2)磁铁穿

10、过铝条时，在铝条中产生的感应电动势为 E，有EBdv 铝条与磁铁正对部分的电阻 为 R，由电阻定律有R ddb由欧姆定律有I ER联立式可得 v mgsin 2B2d2b(3)磁铁以速度 v 进入铝条间，恰好做匀速运动时，磁铁受到沿斜面向上的作用力 F，联立式可得 F 2B2d2bv当铝条的宽度 bb 时，磁铁以速度 v 进入铝条间时，磁铁受到的作用力变为 F，有F 2B2d2bv可见 FFmg sin ，磁铁所受到的合力方向沿斜面向上，获得与运动方向相反的加速度，磁铁将减速下滑，此时加速度最大之后，随着运动速度减小，F也随着减小，磁铁所受的合力也减小，由于磁铁加速度与所受到的合力成正比，磁铁

11、的加速度逐渐减小综上所述，磁铁做加速度逐渐减小的减速运动，直到Fmgsin 时，磁铁重新达到平衡状态，将再次以较小的速度匀速下滑易错起源 1、力学中的平衡问题例 1如图所示，a、b 两个小球穿在一根光滑的固定杆上，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接已知 b 球质量为 m，杆与水平面成 角，不计所有摩擦，重力加速度为 g.当两球静止时，Oa 段绳与杆的夹角也为 ，Ob 段绳沿竖直方向，则下列说法正确的是 ( )图 Aa 可能受到 2 个力的作用Bb 可能受到 3 个力的作用C绳子对 a 的拉力等于 mgDa 的重力为 mgtan 【变式探究】如图所示，墙上有两个钉子 a 和 b，它们的连线与水平方向

12、的夹角为 37，两者的高度差为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 m1 的重物在绳 ab 段的中点 c 有一固定细绳套，若细绳套上悬挂质量为 m2 的钩码，平衡后绳的 ac 段恰好水平，则重物和钩码的质量比值 为( )m1m2图 A. B 25C. D.252【举一反三】如图所示，小方块代表一些相同质量的钩码，图甲中 O 为轻绳之间连接的结点，图乙中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码，两装置处于静止状态，现将图甲中 B 滑轮的端点 B 稍稍右移一些，图乙中的端点 B 杆稍稍向上移动一些(图乙中的绳长不变) ，则关于 角和 OB 绳的张力 F 的变

13、化，下列说法正确的是( )图A图甲、乙中的 角均增大， F 均不变B图甲、乙中的 角均不变， F 均不变 来源:Zxxk.ComC图甲中 角增大、图乙中 角不变，张力 F 均不变D图甲中 角减小、F 不变，图乙中 角增大、F 减小图 1 图 2【名师点睛】1高考考查特点(1)共点力的单物体动态平衡及连接体的静态、动态平衡问题是高考命题的热点(2)做好物体的受力分析，画出力的示意图，并灵活应用几何关系和平衡条件是解题的关键2解题常见误区及提醒(1)对物体所处状态及受力特点的结合不能灵活应用(2)对一些常见物理语言(如轻绳、轮环 )不理解(3)不能灵活应用数学关系求解物理问题【锦囊 妙计，战胜自我

14、】1受力分析的技巧(1)一般按照“一重、二弹、三摩擦，再其他外力”的程序；(2)分析物体的受力情况时结合整体法与隔离法；(3)平衡状态下结合平衡条件2解平衡问题常用的方法(1)正交分解法Error! 多用于物体受三个以上力而平衡；(2)合成法 F0 适用于物体受三个力而平衡3解决动态平衡问题方法的选取(1)图解法：如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，另一个力的方向不变，此 时可用图解法，画出不同状态下力的矢量图，判断各个力的变化情况(2)解析法：如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根据自变量的变化确定因变量的变化(3)相似三角形法：如果物体受

15、到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力三角形与几何三角形相似的方法易错起源 2、电磁学中的平衡问题例 2(多选) 如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为 0.1 kg 的小球 A 悬挂到水平板的 M、N两点，A 上带有 Q3.010 6 C 的正电荷两线夹角为 120，两线上的拉力大小分别为 F1 和 F2.A 的正下方 0.3 m 处放有一带等量异种电荷的小球 B，B 与绝缘支架的总质量为 0.2 kg(重力加速度 g 取 10 m/s2；静电力常量 k9.010 9 Nm2/C2，A、B 球可视为点电荷)，则( ) A支架对地面的压力大小为 2.0 NB两线上的拉力大小 F1F 21.9 NC将 B 水平右移，使 M、A、B 在同一直线上，此时两线上的拉力大小 F11.225 N，F 21.0 ND将 B 移到无穷远处，两线上的拉力大小 F1F 20.866 N对 A 受力分析并沿水平和竖直方向正交分解，