八一中学2015高考物理二轮复习参考(力与运动图像法)第二部分专题一力与物体的平衡

1二、力和运动专题专题(一)力与物体的平衡--1专题(二)恒力下的直线运动--1专题(四)曲线运动--2专题(三)变力下的直线运动--2每节课3-4例题，针对训练4-6题左右专题（一）力与物体的平衡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.考向1共点力作用下的静态平衡问题考向2共点力作用下的动态平衡问题考向3带电体在电场内的平衡问题（含复合场）考向4通电导线的平衡问题（含电磁感应）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.专题定位按力的作用性质分为四大类：①万有引力；②电磁力；③强相互作用；④弱相互作用.2．万有引力1．重力G=mg3．弹力，弹簧的弹力F=kx4．摩擦力，滑动摩擦力f动=N常见十种力(大小，方向，公式条件，主要特征)2rGMmF7．洛仑兹力0≤f≤qvB9.分子力10.核力5．电场力F=qE8．安培力0≤F≤nBLI6．库仑力2rkQqF十大功能关系……2rGMmF合力力的合成和分解重弹摩电场力磁场力例1如图所示，质量为m的木块A放在水平面上的质量为M的斜面B上，现用大小相等、方向相反的两个水平推力F分别作用在A、B上，A、B均保持静止不动.则()A.A与B之间一定存在摩擦力B.B与地面之间一定存在摩擦力C.B对A的支持力一定等于mgD.地面对B的支持力大小一定等于(m＋M)gD考向1共点力作用下的静态平衡问题1.在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析.2.采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同.3.当直接分析一个物体的受力不方便时，可先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”.题目目的解读与小结试题拓展：（1）没有F/带等量异种电荷在匀E中，均静止，如何？（2）若对A的力增大到1.5F，AB依然均静止，如何？（3）若对A的力F改为平行斜面向上，如何？（4）去掉两个F，A恰匀速下滑，如何？四个一工程①一题多解，培养学生的发散思维能力：②一题多变，培养学生的思维变通能力：解题不在多，而在精，学生建立以不变应万变的信心，对新情境，新问题，作进一步的引伸与扩充③一题多联，培养学生的联想思维能力：达到解一题，会一类，以少胜多的目的。④多题合一，培养学生的综合概括能力：主要通过“模型化”的过程，“化生为熟”，“化难为易”，产生事半功倍的效果。2015海淀0模23-（2）要保证发电管道中的海水以恒定的速度流动，发电管道进、出口两端要保持一定的压力差。请推导当开关闭合后，发电管两端压力差F与发电管道中海水的流速v之间的关系；xLhBzyv0北东dRS建模是关键受力分析学科内综合考向2共点力作用下的动态平衡问题例2(2014·山东·14)如图所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后()A.F1不变，F2变大B.F1不变，F2变小C.F1变大，F2变大D.F1变小，F2变小答案A动态平衡问题分析的三个常用方法.1.解析法：一般把力进行正交分解，两个方向上列平衡方程，写出所要分析的力与变化角度的关系，然后判断各力的变化趋势.（极限法）2.图解法：能用图解法分析动态变化的问题有三个显著特征：一、物体一般受三个力作用；二、其中有一个大小、方向都不变的力；三、还有一个方向不变的力.题目目的解读与小结3.相似三角形法：针对训练2如图4甲，手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度.某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位4缓慢地调至卡位1(如图乙)，电脑始终静止在底座上，则()A.电脑受到的支持力变大B.电脑受到的摩擦力变小C.散热底座对电脑的作用力变大D.散热底座对电脑的作用力不变图4答案D考向3带电体在电场内的平衡问题例3(2014·浙江·19)如图5所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行.小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上，则()A.小球A与B之间库仑力的大小为kq2d2B.当qd＝mgsinθk时，细线上的拉力为0C.当qd＝mgtanθk时，细线上的拉力为0D.当qd＝mgktanθ时，斜面对小球A的支持力为0图5答案AC1.本质是力学问题，用图解法或正交分解法2.涉及绳子问题，注意极值.试题拓展：无绳子，斜面不光滑，A球电荷慢慢减少，B球电荷不变，两球均静止，分析A的摩擦力题目目的解读与小结例4(18分)如图7(BE左边为侧视图，右边为俯视图)所示，电阻不计的光滑导轨ABC、DEF平行放置，间距为L，BC、EF水平，AB、DE与水平面成θ角.PQ、P′Q′是相同的两金属杆，它们与导轨垂直，质量均为m、电阻均为R.平行板电容器的两金属板M、N的板面沿竖直放置，相距为d，并通过导线与导轨ABC、DEF连接.整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.要使杆P′Q′静止不动，求：考向4.通电导线的平衡问题(1)杆PQ应沿什么方向运动？速度多大？(2)从O点入射的带电粒子恰好沿图中虚线通过平行板电容器，则入射粒子的速度v0多大？答案(1)向右运动2mgRtanθB2L2(2)mgRtanθB2Ld规范答题解析(1)设杆PQ运动速度为v，杆PQ切割磁感线产生的感应电动势：E＝BLv(2分)回路电流：I＝(2分)ER＋RP′Q′杆静止，对杆P′Q′受力分析，有：mgtanθ＝BIL(2分)联立解得：v＝(2分)2mgRtanθB2L2根据左手定则与右手定则可知，PQ应向右运动.(2分)(2)两平行板间的电压：U＝IR(2分)粒子在电场中运动，电场力：F＝qE＝(2分)qUd粒子沿直线通过平行板电容器，这时粒子所受的电场力和洛伦兹力相互平衡：qUd＝qBv0(2分)联立解得：v0＝mgRtanθB2Ld(2分)答案(1)向右运动2mgRtanθB2L2(2)mgRtanθB2Ld此题为力电综合问题，考查了力学知识的平衡问题和电磁感应知识.立体问题先变成平面问题，画受力分析图带电粒子在电场磁场中做匀速直线运动的条件，依旧是受力平衡.题目目的解读与小结针对训练(2014·江苏·13)如图8所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层.匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直.质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端.导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q.答案tanθ；mgRsinθB2L22mgdsinθ－m3g2R2sin2θ2B4L4