预测03 共点力作用下物体平衡问题-【临门一脚】 高考物理三轮冲刺过关

这是一份预测03 共点力作用下物体平衡问题-【临门一脚】 高考物理三轮冲刺过关，文件包含预测03共点力作用下物体平衡问题-临门一脚高考物理三轮冲刺过关解析版doc、预测03共点力作用下物体平衡问题-临门一脚高考物理三轮冲刺过关原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。
2021年高考物理【临门一脚】（全国通用）预测03  共点力作用下物体平衡问题概率预测☆☆☆☆☆题型预测选择题☆☆☆☆计算题☆☆考向预测通过情境紧密联系生活，考查考生从实际问题中构建物理模型的能力。一般需要利用整体法和隔离法进行受力分析，题型一般为选择题。题型以选择题、较为综合的计算题为主。 1、研究对象选取的2点技巧（1）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。（2）当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，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“转换研究对象法”。2、求解共点力平衡问题的常用方法常用方法包括力的合成法、分解法及正交分解法，示意图如图所示。合成法　 分解法　　　正交分解法3、电磁场中的平衡问题（1）基本思路要坚持“电学问题、力学方法”的基本思路，结合电学的基本规律和力学中的受力分析及平衡条件解决问题。（2）几点注意①点电荷间的作用力大小要用库仑定律。②安培力方向的判断要先判断磁场方向、电流方向，再用左手定则，同时注意将立体图转化为平面图。③电场力或安培力的出现，可能会对弹力或摩擦力产生影响。④涉及电路问题时，要注意闭合电路欧姆定律的应用。1、处理平衡问题的基本思路确定平衡状态（加速度为零）→巧选研究对象（整体法或隔离法）→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论。2、常用的方法（1）在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用假设法。（2）求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等。3．带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力。4．如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为F洛⊥v。3、解决库仑力作用下平衡问题的思路库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础上多了电场力。具体步骤如下：1．（2020·全国高考真题）如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°，则β等于（　　）A．45° B．55° C．60° D．70°【答案】  B【解析】甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示根据几何关系有解得。故选B。2．（2020·山东高考真题）如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为（　　）A． B． C． D．【答案】  C【解析】当木板与水平面的夹角为时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知对B物块受力分析如图沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知两式相加，可得解得故选C。一、单选题1．（2021·全国高三月考）如图所示，不可伸长的轻绳的左端固定于O点，右端跨过位于O'点（O、O'两点等高）的固定光滑轴悬挂一物体，绳上套着一质量不计的小圆环。现在圆环上悬挂一钩码（图中未画出），平衡后，物体上升的高度为O、O'两点间距离的。不计一切摩擦。物体与钩码的质量之比为（　　）A．1：2 B．3：5 C．5：8 D．1：3【答案】  C【解析】设O、两点间的距离为L，取系统重新平衡时圆环的位置为A点，如图所示，由几何关系有设物体和钩码的质量分别为m1、m2，绳与竖直方向的夹角为，由物体的平衡条件有又解得故选C。2．（2020·天津滨海新区·紫云中学高三月考）如图所示，光滑斜面上有一个重力为70N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向夹角为，斜面倾角为，整个装置处于静止状态。则绳子对小球的拉力F大小为（，）（　　）A． B． C． D．【答案】  B【解析】根据三力平衡及正弦定理得解得故选B。3．（2021·山西太原市·高三一模）如图所示，轻质、不可伸长的细钢丝绳两端分别固定在竖直杆P、Q上的a、b两点，a点比b点低。脚着粗糙杂技靴的演员在走钢丝表演时，可以在细绳的中点以及杆P、Q的中间位置保持平衡状态，则演员（　　）A．在P、Q中间位置时，左右两侧绳子张力的值相等B．在P、Q中间位置时，左侧绳子张力的值小于右侧绳子张力的值C．在细绳的中点时，左右两侧绳子张力的值相等D．在细绳的中点时，左侧绳子张力的值大于右侧绳子张力的值【答案】  B【解析】设到节点的高度为，到节点的高度为，节点到P的水平距离为，节点到Q的水平距离为，端绳子和水平方向的夹角为，端绳子和水平方向的夹角为，对绳子节点进行受力分析，如图所示AB．在PQ中间位置时，根据几何关系，，因为，可得，根据平衡条件可得，故A错误，B正确；CD．在细绳的中点时，设、到节点绳子长度为，根据几何关系有，因为，可得，根据平衡条件可得，故CD错误。故选B。4．（2021·湖南高三月考）如图，在竖直平面内固定一光滑支架，支架左侧为四分之一圆弧，O点为圆弧的圆心，OA、OB为半圆弧的半径，OB沿竖直方向，D为半圆弧上的一点，∠BOD=60°，支架右侧OBC为一直角三角形，∠OBC=60°，支架左右两侧各放着质量分别为m1和m2的a、b小球，两小球之间用一轻杆连接，当两球平衡时小球a恰好位于D点，轻杆处于水平方向。两球均可看作质点，则a、b两个小球的质量之比m1：m2为（　　）A．1：3 B．1： C．1：2 D．：2【答案】  A【解析】对a、b两个小球受力分析，如图所示a小球受重力m1g、轻杆的弹力F和支架对小球a的弹力FN1，b小球受重力m2g、轻杆的弹力F和支架对小球b的弹力FN2，∠BOD=60°，根据几何关系可得轻杆与OD的夹角为30°，重力m1g与OD的夹角为60°，支架对小球a的弹力FN1沿半径OD方向，以OD和垂直于OD方向建立坐标系，根据正交分解得OBC为一直角三角形，∠OBC=60°，根据几何关系可得轻杆与BC的夹角为30°，重力m2g与BC的夹角为60°，沿BC方向和垂直于BC方向建立坐标系，根据正交分解得两式联立解得m1：m2=1：3故选A。二、多选题5．（2021·云南高三一模）如图所示，用三根细线将两个小球和连接并悬挂，两小球处于静止状态时，细线与竖直方向的夹角为，细线水平，已知两个小球的质量分别为和，重力加速度为，取，，下列说法正确的是（　　）A．细线的拉力大小为 B．细线的拉力大小为C．细线与竖直方向的夹角为 D．细线与竖直方向的夹角为【答案】  AC【解析】AB．将小球和作为一个整体，进行受力分析，如下图所示根据共点力平衡的条件有解得，故A选项正确，B错误；CD．对小球采用隔离法，设细线与竖直方向的夹角为，受力分析如下图所示根据共点力平衡的条件有联立上面两式，解得故C选项正确，D错误。故选AC。6．（2020·云南昆明市·高三一模）如图所示，一光滑大圆环固定于竖直平面内，为其水平直径，О为其圆心，轻质光滑小圆环Р和小球Q（圆环和小球均可视为质点）套在大圆环上。现将轻绳一端与Q相连，另一端穿过光滑小圆环Р挂一个小物块A，当整个装置静止时，小球Q位于N点。物块A的重力大小用表示，小球Q的重力大小用表示，静止时小圆环P对大圆环的压力大小用表示，小球Q对大圆环的压力大小用表示，则下列关（　　）A． B． C． D．【答案】  AC【解析】对P、Q受力分析如图由几何关系可得则由图可知则其中、则故选AC。7．（2021·山东临沂市·高三一模）现用三根细线a、b、c将质量均为m的两个小球1和2连接，并悬挂如图所示，两小球均处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）A．细线a对小球1的拉力为B．细线b对小球2的拉力为C．若将细绳c的右端缓慢上移，并保持小球1和2的位置始终不变，则细绳c的拉力一定变小D．若将细绳b剪断，则在剪断细绳b的瞬间，小球1的加速度大小为0.5g【答案】  BD【解析】A．把1、2小球看成整体分析，受力分析如图由三力平衡或正交分解可得故A错误；B．对小球2受力分析如图根据受力平衡有故B正确；C．对小球2的受力画出矢量分析图如下根据图解法可得：Fc先变小后变大，故C错误。D．细线b剪断的瞬间，小球1受力情况如图所示此时小球1的速度为0，向心加速度为0，向心为0，则由牛顿第二定律得解得故D正确。故选BD。三、解答题8．（2020·江阴市青阳中学高三月考）如图所示，倾角为α=的粗糙斜劈固定在水平面上，质量为5kg的物体a放在斜面上且与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。一根平行于斜面的不可伸长的轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过两个光滑小滑轮固定在c处，光滑的动滑轮2下吊有一物体b。β=，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8。求：（1）a相对斜面恰要上滑时绳中张力的大小（2）为保证系统静止，b的最大质量。【答案】  （1）50N；（2）8kg【解析】（1）对a由平衡得又，其中解得（2）由平衡可得解得9．（2021·全国高三专题练习）如图，质量的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中、的相对位置保持不变，。在运动过程中，求：（1）轻绳与水平方向的夹角θ；（2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。【答案】  （1）；（2）【解析】小球并带动木块一起向右匀速运动，均处于平衡状态，设轻绳的拉力为T，对小球，由平衡条件可得水平方向上竖直方向上联立代入数据可得。（2）把小球和木块当成以整体，设杆的支持力为N，由平衡条件可得水平方向竖直方向联立代入数据可得。