专题一：力与物体的平衡导学案（含答案）

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力与物体平衡高考题型1　静态平衡问题处理静态平衡问题的基本思路      【例1】　(2020·开封检测)如图所示，物体A靠在竖直的墙面C上，在竖直向上的力F作用下，A、B物体保持静止，则物体A受力分析示意图正确的是(　　)  　　　　　      　　A　  　　　　B　　　    　C　   　　　 D【轻绳模型】如图所示，细绳上端固定于天花板上的A点，细绳的下端挂一质量为m的物体P，用力F作用于细绳上的O点；使细绳偏离竖直方向的夹角为α，且保持物体平衡，此时F与水平方向的夹角为β，若β＝α，重力加速度为g，则F的大小等于(　　)A．mgcosα    B．mgsinα    C．mgtanα   D．   【轻杆模型】如图所示，轻杆下端固定在光滑轴上，可在竖直平面内自由转动，重力为G的小球粘在轻杆顶部，在细线的拉力作用下处于静止状态。细线、轻杆与竖直墙壁间的夹角均为30°，则细线与杆对小球的作用力的大小分别是(　　)A．G，G　　　　　 B．G，GC．G，G D．G，G 【轻弹簧模型】如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C三个物块，物块之间由两根完全相同的轻弹簧相连接，两弹簧的伸长量相同，且它们之间的夹角∠ABC＝120°，整个系统处于静止状态．已知A物块所受的摩擦力大小为Ff，则B物块所受的摩擦力大小为(　　)A.Ff         B．Ff                   C.Ff          D．2Ff 高考题型2：动态平衡问题1.解决动态平衡问题的一般思路化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值.2.三力作用下动态平衡 3.四力作用下动态平衡(1)在四力平衡中，如果有两个力为恒力，或这两个力的合力方向确定，为了简便可用这两个力的合力代替这两个力，转化为三力平衡，例如：如图，qE<mg，把挡板缓慢转至水平的过程中，可以用重力与电场力的合力mg－qE代替重力与电场力.如图，物体在拉力F作用下匀速运动，改变θ大小，求拉力的最小值，可以用支持力与摩擦力的合力F′代替支持力与摩擦力.(tan θ＝μ)(2)对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法.【例1】(2020·山东省齐鲁名校高三联考)如图所示，一质量为M的四分之一圆弧轨道置于水平面上。一质量为m的光滑小球在水平力F的作用下，缓慢运动到图中虚线所示的位置。已知在此过程中圆弧轨道一直处于静止状态，下列说法正确的是(　　)A．圆弧轨道与地面间的摩擦力不变                  B．小球所受的支持力逐渐变小C．轨道对地面的压力可能变大                      D．地面对圆弧轨道的作用力变大【规律总结】解析法的应用    【例2】(2020·河北衡水高三检测)如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A自由转动。用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在圆弧形墙壁上的C点。当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与墙面夹角θ不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是(　　)A．逐渐减小             B．逐渐增大           C．先减小后增大      D．先增大后减小【题眼点拨】①“可绕A点自由转动”，杆OA对绳的作用力沿杆，且方向不变。②重力大小方向不变，OC绳大小、方向改变。【规律总结】图解法的应用         【例3】(多选)(2020·湖南湘潭高三检测)如图所示，表面光滑的半球形物体固定在水平面上，光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方，轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点，另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连，DA水平。现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前)，下列说法正确的是(　　)A．弹簧变短   B．弹簧变长C．小球对半球的压力不变  D．小球对半球的压力变大【题眼点拨】①“表面光滑，半球形物体”表明小球运动过程OP长度不变，而弹力的大小发生改变。②“光滑小环D固定”OD的长度不变。【规律总结】三角形相似法的应用           【例4】如图所示，在直角框架MQN上，用轻绳OM、ON共同悬挂一个物体。物体的质量为m，ON呈水平状态。现让框架沿逆时针方向缓慢旋转90°，在旋转过程中，保持结点O位置不变。则下列说法正确的是(　　)A．绳OM上的力一直在减小                        B．绳ON上的力一直在增大C．绳ON上的力先增大再减小                     D．绳OM上的力先减小再增大【规律总结】矢量圆法的应用      【例5】如图所示，水平直杆AB的中点O为转轴，一轻绳跨过轻质滑轮，两端分别固定在A、B两点，滑轮通过另一根轻绳连接一重物，不计滑轮与轻绳之间的摩擦。现让直杆AB绕O逆时针缓慢转过角度θ(θ<90°)，轻绳的张力(　　)A．逐渐减小　B．逐渐增大C．先增大后减小 D．先减小后增大  高考题型3：电磁场中的平衡问题【例1】如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(　　)A.P和Q都带正电荷                          B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷，Q带负电荷                   D.P带负电荷，Q带正电荷  【例2】如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上，为了使质量为m、带电荷量为＋q的小球静止在斜面上，可加一平行纸面的匀强电场(未画出)，重力加速度为g，则(　　) A.电场强度的最小值为B.若电场强度E＝ ，则电场强度方向一定竖直向上C.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度逐渐增大D.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度先减小后增大