《高考物理二轮复习题型专练 》专题01 力与物体的平衡（原卷版）

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专题 01　力与物体的平衡
【要点提炼】
一、几种常见力的性质对比
种类 大小 方向 说明
静摩擦力 0<F静≤Fmax 与相对运动趋势方向相反
没有计算公式，只能由
牛顿运动定律或平衡条
件求解
滑动摩擦力 F＝μFN与相对运动方向相反 一般情况下 FN ≠mg
电场力 F电＝qE
正(负)电荷受电场力的方
向与电场强度方向相同
(相反)
带电体处于电场中一定
受到电场力作用
安培力 F＝BILsin θ
当B∥I时，F＝0
可由左手定则判断，安培
力(洛伦兹力)的方向总是
垂直于 B与I(或B与v)决
定的平面
电流或运动电荷处于磁
场中不一定受到磁场力
洛伦兹力 F洛＝qvBsin θ
当B∥v时，F洛＝0
二、平衡中的临界与极值问题
1.常见的临界状态
(1)两接触物体脱离的临界条件是两物体间的弹力恰好为 0。
(2)绳子断的临界条件为绳中的张力达到最大值，绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中的
张力为 0。
(3)两物体间相对滑动的临界条件为静摩擦力达到最大静摩擦力。
2.平衡中的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值或最小值问题。一般用图解
法或解析法分析。
【方法指导】
一、整体法与隔离法的应用对比
二、解答平衡问题的常用方法
1.在三个力作用下物体的平衡问题中，常用合成法分析；在多个力作用下物体的平衡
问题中，常用正交分解法分析。
2.动态平衡问题的常用方法
(1)图解法　(2)解析法　(3)相似三角形法　(4)正弦(或余弦)定理法等。
1
命题点一：力学中的平衡问题
考向一　静态平衡
【典例 1】 用卡车运输质量为 m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两
光滑斜面之间，如图 1所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为 30°和60°。重力加速
度为 g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为 F1、F2，则(
)
A.F1＝mg，F2＝mg
B.F1＝mg，F2＝mg
C.F1＝mg，F2＝mg
D.F1＝mg，F2＝mg （图 1）
考向二　动态平衡
解决动态平衡问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”。
【典例 2】 (多选)如图 2，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一
细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块 N，另一端与斜面上的物块 M相连，系统处于静止状态。
现用水平向左的拉力缓慢拉动 N，直至悬挂 N的细绳与竖直方向成 45°。已知 M始终保持
静止，则在此过程中(　　)
A.水平拉力的大小可能保持不变
B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 （图 2）
【拓展练习】
1. 2018 年10 月23 日，港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯，在航道处建
造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，其索塔与钢索如图 3所示。下列说法
正确的是(　　)
（图 3）
A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
B.为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度
C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下
D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布
2. 如图 4所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体 A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆
上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角
为θ，则物体 A、B的质量之比mA∶mB等于(　　)
A.1∶cos θ
B.cos θ∶1
C.tan θ∶1
2
D.1∶sin θ （图 4）
3.(多选)如图 5所示，一个固定的圆弧阻挡墙 PQ，其半径 OP 水平，OQ 竖直。在 PQ
和一个斜面体 A之间卡着一个表面光滑的重球B。斜面体 A放在光滑的地面上并用一水平
向左的力 F推着，整个装置处于静止状态。现改变推力F的大小，推动斜面体 A沿着水平
地面向左缓慢运动，使球B沿斜面上升一很小高度。在球B缓慢上升过程中，下列说法正
确的是(　　)
A.斜面体 A与球B之间的弹力逐渐减小
B.阻挡墙 PQ 与球B之间的弹力逐渐减小
C.水平推力F逐渐增大
D.水平地面对斜面体 A的弹力逐渐减小 （图 5）
命题点二：　电学中的平衡问题
考向一　电场力作用下的平衡问题
【典例 1】如图 6，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 （图6）
考向二　复合场中的平衡问题
【典例 2】 如图 7，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面
平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒 a、b、c电荷量相等，质量分别为
ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运
动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是(　　)
A.ma＞mb＞mc
B.mb＞ma＞mc
C.mc＞ma＞mb
D.mc＞mb＞ma （图 7）
考向三　安培力作用下的平衡问题
【典例 3】 (多选)如图 8所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导
线，通过的电流强度相等。矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在
a、b产生的磁场作用下静止。则 a、b的电流方向可能是(　　)
A.均向左
B.均向右
C.a的向左，b的向右
D.a的向右，b的向左 （图 8）
【拓展练习】
1.(多选)如图 9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。
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