2022年高考物理二轮复习 专题一 力和物体的平衡

2022年高考物理二轮复习 专题一 力和物体的平衡【典型例题】一、整体法和隔离法在受力分析中的应用【例题1】(多)如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上， 通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则( )Ab对c的摩擦力一定减小Bb对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C地面对c的摩擦力方向一定向右D地面对c的摩擦力一定减小二、共点力作用下的静态平衡问题【例题2】（单）如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为（ ）A.4 B4C12 D21【突破训练2】(多)如图所示，甲、乙两物块用跨过定滑轮的轻质细绳连接，分别静止在斜面AB、AC上，滑轮两侧细绳与斜面平行甲、乙两物块的质量分别为m1、m2.AB斜面粗糙，倾角为，AC斜面光滑，倾角为，不计滑轮处摩擦，则以下分析正确的是A若m1sin m2sin ，则甲所受摩擦力沿斜面向上B若在乙物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受的摩擦力一定变小C若在乙物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受的拉力一定变大D若在甲物块上面再放一个小物块后，甲、乙仍静止，则甲所受拉力一定变大三、共点力作用下的动态平衡问题【例题3】（单）如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是 ()AFN保持不变，FT不断增大 BFN不断增大，FT不断减小CFN保持不变，FT先增大后减小DFN不断增大，FT先减小后增大四、带电体在电场内的平衡问题【例题4】（多）如图所示，相互垂直的固定绝缘光滑挡板PO、QO竖直放置在重力场中，a、b为两个带有同种电荷的小球(可以近似看成点电荷)，当用水平向左的作用力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态现若稍改变F的大小，使b稍向左移动一段小距离，则当a、b重新处于静止状态后Aa、b 间电场力增大 B作用力F将减小C系统的重力势能增加 D地面对b的支持力变小【例题5】如图，坐标系xOy位于竖直平面内，在该区域有场强E=12N/C、方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、沿水平方向的且垂直于xOy平面指向纸里的匀强磁场。一个质量m=410-5kg，电荷量q=2.510-5C带正电的微粒，在xOy平面内做匀速直线运动，运动到原点O时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了x轴上的P点（g=10m/s2）,求：P点到原点O的距离 带电微粒由原点O运动到P点的时间五、电磁感应中的平衡问题【例题6】如图甲，两根足够长的、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成，上端连接阻值为的电阻；质量为m=0.2kg、阻值金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L2=4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图所示乙所示，为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面且垂直于ab棒的外力F，已知当t=2s时，F恰好为零（g=10m/s2）。求当t=2s时，磁感应强度的大小当t=3s时，外力F的大小和方向当t=4s时，突然撤去外力F，当金属棒下滑速度达到稳定时，导体棒ab端的电压为多大 【针对训练】1（单）如图所示为通过轻杆相连的A、B两小球，用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点已知两球重力均为G，轻杆与细线OA长均为L.现用力F作用于小球B上(图上F未标出)，使系统保持静止状态且A、B两球在同一水平线上则力F最小值为 ()A.G B.G CG D2G2（单）如图所示，一串红灯笼在水平风力的吹动下发生倾斜，悬挂绳与竖直方向的夹角为30.设每个红灯笼的质量均为m，绳子质量不计则自上往下数第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力大小为()A.mg B2mgC4mg D.mg3（单）如图，匀强电场方向垂直于倾角为的绝缘粗糙斜面向上，一质量为m的带正电荷的滑块静止于斜面上，关于该滑块的受力，下列分析正确的是(当地重力加速度为g)A滑块可能只受重力、电场力、摩擦力三个力的作用B滑块所受摩擦力大小一定为mgsin C滑块所受电场力大小可能为mgcos D滑块对斜面的压力大小一定为mgcos 4（多）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()AP向下滑动 BP静止不动CP所受的合外力增大 DP与斜面间的静摩擦力增大5（多）如图所示，A是一质量为M的盒子，B的质量为m，A、B用细绳相连，跨过光滑的定滑轮置于倾角为的斜面上，B悬于斜面之外而处于静止状态，斜面放置在水平地面上现在向A中缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中()A绳子拉力不变BA对斜面的压力逐渐增大CA所受的摩擦力逐渐增大D地面对斜面的摩擦力逐渐增大6(多)如图所示，在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上，a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计则()A物块c的质量是2msin B回路中电流方向俯视为顺时针Cb棒放上后，a棒受到的安培力为2mgsin Db棒放上后，a棒中电流大小是7（多选）如图所示, ACB是一光滑的，足够长的、固定在竖直平面内的“”形框架,其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为.P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上,两根细绳的一端分别系在P、Q环上,另一端和一绳套系在一起,结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上,OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示,受到的拉力分别用F1和F2表示,则 ( ) A.若l1=l2,则两绳受到的拉力F1=F2B.若l1=l2,则两绳受到的拉力F1F2 C.若l1l2,则两绳受到的拉力F1l2,则两绳受到的拉力F1=F28、如图所示, MN、PQ是间距为L,与水平面成角的两条平行光滑且足够长的金属导轨,其电阻忽略不计.空间存在着磁感应强度为B,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场.导体棒ab、cd垂直于导轨放置,且与导轨接触良好,每根导体棒的质量均为m,电阻均为R,其中ab棒被平行于导轨的绝缘细线固定.今将cd棒由静止释放,其达到最大速度时下滑的距离为L细线始终未被拉断,求:(1)cd棒运动过程中细线的最大拉力.(2)cd棒由静止到最大速度的过程中,cd棒产生的焦耳热9、如图所示, 足够长的两面均光滑的绝缘平板,固定在区域足够大的正交的方向竖直向上的匀强电场和方向垂直纸面向外的匀强磁场中,匀强电场的场强大小为E,匀强磁场的磁感应强度的大小为B,平板与水平面间的夹角为,电荷量为+q的小物块静止在平板中央.现沿平板斜向下的方向给物块一个初速度v0的同时，保持磁场(包括大小和方向)和电场方向不变,使电场强度的大小变为3E(当地的重力加速度为g,设小物块沿平板运动的过程中电荷量不变),求:(1)小物块沿平板向下运动的最大位移.(2)小物块沿平板运动的过程中机械能的增量.例1.BD 例2.D 突破训练2.AC 例3.D 例4.BC例5.（1）微粒运动到O点之前要受到重力、电场力和洛仑兹力作用，如图所示在这段时间内微粒做匀速直线运动，说明三力合力为零由此可得出微粒运动到O点时速度的大小和方向（2）微粒运动到O点之后，撤去磁场，微粒只受到重力、电场力作用，其合力为一恒力，与初速度有一夹角，因此微粒将做匀变速曲线运动，如图所示可利用运动合成和分解的方法去求解解析：因为xyBEPOfEqvS2GS1 电场力为：则有：所以得到： v=10m/s所以=37因为重力和电场力的合力是恒力，且方向与微粒在O点的速度方向垂直，所以微粒在后一段时间内的运动为类平抛运动可沿初速度方向和合力方向进行分解。设沿初速度方向的位移为，沿合力方向的位移为，则因为 所以 P点到原点O的距离为15m； O点到P点运动时间为1. 2s例6. ：当t=2s时，B2=1T当t=3s时，B3=1.5T，平衡时：，得，得1.A 2.D 3.B 4.BD 5.AB 6.AD 7.AD8：（1）cd棒运动速度最大时绳子拉力最大，此时对ab棒，据平衡条件得： 对cd棒， 速度最大时加速度为零，据牛顿运动定律得： 即 解得： （2）当cd棒速度最大时，对cd棒， 导体棒产生的感应电动势 据闭合电路欧姆定律得： 由、式得cd棒的最大速度 根据能量关系得： 解得： 9：(1)小物块静止时，有：mg=qE (3分) 又有：I= mv0 (2分) 对小物块沿平板向下运动至最远处这一过程，根据动能定理有 (3分) 联立方程解得： (1分)(2)小物块先沿板向下运动，速度为零以后，沿板向上运动，刚离开平板时，有： (3分)设物块从开始下滑到物块离开平板时发生的位移为s，对此过程根据动能定理有： (3分) 物块沿平板运动过程中机械能的增量为：E=3Eqssin (3分) 联立以上方程解得： (2分)