2022年高考物理 考前30天之備戰(zhàn)沖刺押題系列Ⅰ 專題1 力和物體的平衡

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1、2022年高考物理 考前30天之備戰(zhàn)沖刺押題系列Ⅰ 專題1 力和物體的平衡 一、xx大綱解讀 二、重點(diǎn)剖析 本專題重點(diǎn)有： 三、考點(diǎn)透視 1．力是物體間的相互作用，力是矢量，力的合成和分解。 例1．如圖1-2所示是山區(qū)村民用斧頭劈柴的剖面圖，圖中BC邊為斧頭背，AB、AC邊是斧頭的刃面。要使斧頭容易劈開木柴，則（ ） A．BC邊短一些，AB邊也短一些 B．BC邊長(zhǎng)一些，AB邊短一些 C．BC邊短一些，AB邊長(zhǎng)一些 D．BC邊長(zhǎng)一些，AB邊也長(zhǎng)一些 解析：設(shè)斧頭所受的重力與向下的壓力的合力為F，按照力的作用效果將力F分解為F1和F2如圖1-3所示。由幾何關(guān)系可

2、知： ，所以。顯然BC邊越短，AB邊越長(zhǎng)，越容易劈開木柴。 答案：C。 開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A 使之向上運(yùn)動(dòng)，求從開始到物塊B 剛要離開C時(shí)物塊A 的位移d。(重力加速度為g)。 3．靜摩擦 最大靜摩擦 滑動(dòng)摩擦 滑動(dòng)摩擦定律 例3．如圖1-5所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是μ，兩物塊的質(zhì)量都是m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì)，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小為（ ） A．4μmg B．3μmg C．2

3、μmg D．μmg 答案：A 點(diǎn)撥：當(dāng)兩物體間相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦為滑動(dòng)摩擦，其方向與兩者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，大小與該接觸面的正壓力成正比。 4. 滑動(dòng)摩擦定律和多物體參與平衡問題 例4.如圖1-7所示, 一固定斜面上兩個(gè)質(zhì)量相同的小物塊A和B緊挨著勻速下滑, A與B的接觸面光滑. 已知A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是B與斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的2倍, 斜面傾角為α. B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是 A. B. C. D. 點(diǎn)撥：把小物塊A和B看做整體，進(jìn)行受力分析，然后抓住整體受力特點(diǎn)，根據(jù)滑動(dòng)摩擦定律寫出AB整體受到的摩擦力大小，列平衡方程，是突破多物體

4、參與的平衡問題的關(guān)鍵，這類題能很好考查考生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握與基本能力，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)引起注意。 5．共點(diǎn)力作用下物體的平衡 例5．如圖1-7所示，在傾角為θ的固定光滑斜面上，質(zhì)量為m的物體受外力F1和F2的作用，F(xiàn)1方向水平向右，F(xiàn)2方向豎直向上。若物體靜止在斜面上，則下列關(guān)系正確的是( ) A．F1sinθ＋F2cosθ＝mg sinθ，F(xiàn)2≤mg B．F1cosθ＋F2sinθ＝mg sinθ，F(xiàn)2≤mg C．F1sinθ－F2cosθ＝mg sinθ，F(xiàn)2≤mg D．F1cosθ－F2sinθ＝mg sinθ，F(xiàn)2≤mg 6.平衡問題中的臨界問題 例6.在機(jī)械設(shè)計(jì)中常用到

5、下面的力學(xué)原理，如圖1-9所示，只要使連桿AB與滑塊m所在平面間的夾角θ大于某個(gè)值，那么，無論連桿AB對(duì)滑塊施加多大的作用力，都不可能使之滑動(dòng)，且連桿AB對(duì)滑塊施加的作用力越大，滑塊就越穩(wěn)定，工程力學(xué)上稱這為“自鎖”現(xiàn)象。為使滑塊能“自鎖”θ應(yīng)滿足什么條件？（設(shè)滑塊與所在平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為） 四、熱點(diǎn)分析 本專題體現(xiàn)了常見力的概念和求法，研究了力與物體的平衡狀態(tài)之間的關(guān)系，是力學(xué)乃至電磁學(xué)的重要基礎(chǔ)，熟練的掌握解決各種性質(zhì)的力和物體的平衡問題方法，不僅構(gòu)筑起了處理力學(xué)問題的基本框架，培養(yǎng)考生處理物理問題的基本技能，而且還能滲透科學(xué)思想與方例1．木塊A、B分別重50 N和60 N，它們與水

6、平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25；夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng)?，F(xiàn)用F=1 N的水平拉力作用在木塊B上.如圖1-9所示.力F作用后（ ） A．木塊A所受摩擦力大小是12.5 N B．木塊A所受摩擦力大小是11.5 N C．木塊B所受摩擦力大小是9 N D．木塊B所受摩擦力大小是7 N 本題簡(jiǎn)介：本題考查了胡克定律，靜摩擦，物體平衡條件。難度：較易 反思：摩擦力是高考中的一個(gè)熱點(diǎn)，同時(shí)也是學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)。求解摩擦力時(shí)，首先要判斷該處是滑動(dòng)摩擦還是靜摩擦，而靜摩擦力的大小由物體所受外力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定的。

7、所以在解題時(shí)要特別注意的。 例2.一質(zhì)量為M的探空氣球在勻速下降，若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力僅與速率有關(guān)，重力加速度為g.現(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則需從氣球籃中減少的質(zhì)量為 A．2(M) B. M C. 2M D.0 反思：本題是勻速直線運(yùn)動(dòng)的變力作用下的平衡問題，從題中找出物理情景從一種向另一種轉(zhuǎn)換時(shí)的聯(lián)系，向另一個(gè)過程遷移，列平衡方程就能使問題得以突破。 例3．如圖1-10所示，A、B是帶有等量的同種電荷的兩小球，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長(zhǎng)度是L，懸線上端都固定在同一點(diǎn)O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，偏離B球χ的地方靜止

8、平衡，此時(shí)A受到繩的拉力為F，現(xiàn)在保持其他條件不變，用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距B為χ處平衡，則A球受到的繩的拉力為原來的 A．T B．2T C．4T D．8T 反思：本題涉及重力、彈力、庫(kù)侖力、庫(kù)侖定律和共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件?？疾閷W(xué)生的理解、分析、推理和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。這是一道學(xué)科內(nèi)綜合的試題，充分體現(xiàn)了目前理科綜合的命題特點(diǎn)?？v觀近幾年有關(guān)力的平衡的考題，將力的合成與分解、物體的平衡條件中后續(xù)的電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等綜合在一起進(jìn)行考查，已經(jīng)成為一個(gè)新的命題熱點(diǎn)。解決本題的關(guān)鍵是正確分析先后兩種情況下小球的受力情況，再設(shè)法尋找力

9、的矢量三角形和結(jié)構(gòu)三角形的相似，利用相似三角形法求解。 五、能力突破 解析：物體相對(duì)鋼板具有向左的速度分量v1和側(cè)向的速度分量v2，故相對(duì)鋼板的合速度v的方向如圖1-13所示，滑動(dòng)摩擦力的方向與v的方向相反。根據(jù)平衡條件可得: F＝fcosθ＝μmg 從上式可以看出：鋼板的速度V1越大，拉力F越小。 答案：C 反思：滑動(dòng)摩擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。解決此類問題的關(guān)鍵是找出相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，從而判斷出所受的滑動(dòng)摩擦力的方向，方能正確求解。 反思：整體法是將兩個(gè)或者兩個(gè)以上的物體作為一個(gè)整體進(jìn)行分析的方法，而隔離法是將某個(gè)物體單獨(dú)隔離出來進(jìn)行分析的方法，整體法、隔離法是分析物

10、體平衡問題的常用方法，通常兩種方法結(jié)合使用。 例3.如圖1-16所示，在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌ABCD。導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)從t=0時(shí)刻起，給棒通以圖示方向的電流，且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即I=kt，其中k為恒量。若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直，則在下圖所示的表示棒所受的摩擦力隨時(shí)間變化的四幅圖中，正確的是（ ） 例4．如圖1-17所示，重G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。若擋板逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在該過程中，斜面和擋板對(duì)小球的彈力的大小F1、F2各如何變化？ 例5．如圖

11、19所示，帶電量分別為4q和－q的小球A、B固定在水平放置的光滑絕緣 細(xì)桿上，相距為d，若桿上套一帶電小環(huán)C，帶電體A、B和C均可視為點(diǎn)電荷。 （2）若小環(huán)C帶電量為q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x（|x|<

12、與接觸面積成正比，這屬于科學(xué)探究活動(dòng)中的__________環(huán)節(jié)。 (2)為完成本實(shí)驗(yàn)，需要自己制作木塊，他應(yīng)制作的木塊是下列選項(xiàng)中的_______ A．各面粗糙程度相同的正方體木塊 B．各面粗糙程度不相同的正方體木塊 C．各面粗糙程度相同，長(zhǎng)寬高各不相等的長(zhǎng)方體木塊 D．各面粗糙程度不相同,長(zhǎng)寬高各不相等的長(zhǎng)方體木塊 答案：(1) 作出假設(shè) ；(2) C (3) 乙； 乙方案中物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧秤的讀數(shù)就等于物體所受的摩擦力的大小。 反思：本題考查了摩擦力大小的決定因素、控制變量法的物理思想，還著重考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。實(shí)驗(yàn)探究是新課標(biāo)的一個(gè)重要

13、思想，值得我們注意。 六、規(guī)律整合 靜摩擦還是滑動(dòng)摩擦。一般可先假設(shè)物體與接觸面之間相對(duì)靜止，由物體的狀態(tài)，根據(jù)牛頓第二定律可求出為了使物體能相對(duì)靜止所需的摩擦力的大小，如果該力小于等于最大靜摩擦，則能相對(duì)靜止，否則就相對(duì)滑動(dòng)。靜摩擦的計(jì)算可根據(jù)牛頓第二定律求解，滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算直接利用滑動(dòng)摩擦定律。 【xx高考預(yù)測(cè)】 1．下列各實(shí)例中彈力的方向描述正確的是 （ ） A．圖甲中，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力 B．圖乙中，彎曲的細(xì)木棍對(duì)圓木的彈力 C．圖丙中，碗對(duì)筷子的彈

14、力 D．圖丁中，路燈桿對(duì)路燈的彈力 3．如右圖所示，木塊b放在一固定斜面上，其上表面水平，木塊a放在b上。用平行于斜面向上的力F作用于a，a、b均保持靜止。則木塊b的受力個(gè)數(shù)可能是 （ ） A．2個(gè) B．3個(gè) C．4個(gè) D．5個(gè) 5．如右圖甲所示，一物塊置于水平地面上?，F(xiàn)用一個(gè)與豎直方向成θ角的力F拉物塊，現(xiàn)使力F沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并保持物塊沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；得到拉力F與θ變化關(guān)系圖線如右圖乙所示，根據(jù)圖中信息可知物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

15、 （ ） A． B． C． D． D．2m 9．如右圖所示，圖形凹槽半徑R=30cm，質(zhì)量m=1kg的小物塊在沿半徑方向的輕彈簧擠壓下處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知彈簧的勁度系數(shù)k=50N/m，自由長(zhǎng)度L=40cm，一端固定在圓心O處，彈簧與豎直方向的夾角為37°。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。則 （ ）

16、 A．物塊對(duì)槽的壓力大小是15N B．物塊對(duì)槽的壓力大小是13N C．槽對(duì)物塊的摩擦力大小是6N D．槽對(duì)物塊的摩擦力大小是8N D．OQ繩所受拉力先增大后減小 （1） （8分）某裝置截面圖如下圖所示，一截面為等腰梯形的滑槽水平放置，一截面為等腰梯形的滑塊可在槽中滑動(dòng)。已知滑塊重G=20N，滑塊與滑槽底面有較小空隙，滑塊的底角θ=60°，滑塊與槽之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，求要使滑塊沿著滑槽勻速滑動(dòng)，需要的水平方向的作用力F的大小。 15．（12分）如下圖所示，貼著豎直墻面

17、的物體A的質(zhì)量mA=0.2kg，放在水平面上的物體B的質(zhì)量mB=1.0kg，繩和滑輪間的摩擦均不計(jì)，且繩的OB部分水平，OA部分豎直，A和B恰好一起勻速運(yùn)動(dòng)。取g=10m/s2，求： （1）物體B與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)？ （2）如果用水平力F向左拉B，使物體A和B做勻速運(yùn)動(dòng)，需多大的拉力？ （3）若在原來靜止的物體B上放一個(gè)質(zhì)量與B物體質(zhì)量相等的物體后，物體B受到的摩擦力多大？ 答案與解析： 6．【答案】B 【解析】由平衡條件可知繩中張力，對(duì)B物體分析有，。 7．【答案】C 【解析】由

18、受力分析可知，；在空中同一位置作業(yè)，當(dāng)桶中的水不斷減少，α不變，重力變小，F(xiàn)1與F2同時(shí)減少；若緩慢增加懸繩的長(zhǎng)度，α變小，重力不變，F(xiàn)1與F2同時(shí)減少。 8．【答案】C 12．【答案】（1）（2）對(duì)橫桿的壓力大小為2mg，方向豎直向下，環(huán)受到的摩擦力大小為0.75mg，方向水平向左 【解析】（1）取小球?yàn)檠芯繉?duì)象進(jìn)行受力分析，由平衡規(guī)律得：①（1分）②（1分） 聯(lián)立解得③（1分）（2）取AB組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象 ④（1分）⑤（1分） 由牛頓第三定律⑥（1分） 對(duì)橫桿的壓力大小為2mg，方向豎直向下（1分），環(huán)受到的摩擦力大小為0.75mg，方向水平向左（1分）。 13． 【答案】1

19、2N 【解析】滑塊在豎直平面內(nèi)受到3個(gè)力的作用，如下圖所示，由力的平衡條件可知（2分） （2分）解得：（2分） 滑塊一側(cè)受到的摩擦力（1分） 水平推力（1分）。 15．【答案】（1）μ=0.2 （2）4N （3）2N 【解析】（1）因A和B恰好一起勻速運(yùn)動(dòng)，所以B受到的水平繩的拉力T與滑動(dòng)摩擦力F1的大小相等，且等于A的重力mAg值。B對(duì)桌面的壓力FN等于B的重力mBg。所以有 F1=μFN（1分） FN=mBg（1分） T=F1=mAg（1分） 解得：μ=0.2（1分） （2）如果用水平力F向左拉B，使物體A和B做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)水平繩的拉力T與滑動(dòng)摩擦力F1的大小均不變，根據(jù)物體B水平方向的平衡由F=T+F1=2mAg=4N（4分） （3）若在原來靜止的物體B上放一個(gè)質(zhì)量與B物體質(zhì)量相等的物體后，物體B對(duì)桌面的壓力變大，受到的最大靜摩擦力將變大，但此時(shí)物體B將靜止不動(dòng)，物體與桌面間的摩擦力為靜摩擦力，根據(jù)物體B和物體A的平衡可知，物體B受到的摩擦力為F1'=T=mAg=2N（4分）。