高中物理复习专题汇总(精典)

2F g
D.0
解析：依题意可知，气球在下降过程中处于平衡状态，由平衡条件得： Mg F f ，
gF f 在气球上升过程中， 速率与下降过程中相等， 所以阻力仍为 f， 则平衡条件得：M
减少的质量： M M M ，由以上各式联合可得： M 2( M 答案：A 反思： 本题是匀速直线运动的变力作用下的平衡问题， 从题中找出物理情景从一种向另 一种转换时的联系，向另一个过程迁移，列平衡方程就能使问题得以突破。 例题 3．如图 1-10 所示，A、B 是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是 m， 它们的悬线长度是 L，悬线上端都固定在同一点 O，B 球悬线竖直且被固定，A 球在力的作 用下，偏离 B 球χ的地方静止平衡，此时 A 受到绳的拉力为 F，现在保持其他条件不变， 用改变 A 球质量的方法，使 A 球在距 B 为
T mg F mg 以及 ，解得 L L x L x 解得T=mg、 F mg ，当A球质量变为m’并使 L x' 它在距B球 2
作用力，都不可能使之滑动，且连杆 AB 对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力 学上称这为“自锁”现象。为使滑块能“自锁”θ应满足什么条件？（设滑块与所在平面间 的动摩擦因数为 ） 解析：滑块 m 的受力如图 1-10 所示，建立直角坐标系，将力 F 正交分解，由物体平衡 条件可知： 在竖直方向上：FN＝mg＋Fsinθ 图 1-9 在水平方向上：Fcosθ=Ff≤ FN 由以上两式解得：Fcosθ≤ mg+ Fsinθ 因为力 F 很大，所以上式可以写成：Fcosθ≤ Fsinθ 故应满足的条件为θ≥arccot 答案：θ≥arccot 点拨：解决平衡物体中的临界问题常用的方法是假设法，其解题步骤 是一是明确研究对象，二是画出研究对象的受力图，三是假设可发生的临 界条件，四是列出满足所发生的临界现象的平衡方程。 四、热点分析 本专题体现了常见力的概念和求法， 研究了力与物体的平衡状态之间 的关系， 是力学乃至电磁学的重要基础， 熟练的掌握解决各种性质的力和物体的平衡问题方 法，不仅构筑起了处理力学问题的基本框架，培养考生处理物理问题的基本技能，而且还能 渗透科学思想与方法， 为以后的分析问题找到到有效途径， 所以各种性质的力和物体的平衡 问题是历年高考的热点。基本知识和基本能力的考查，高考中每年必考，常以选择题、填空 题和计算分析题的形式出现。其高考的热点知能信息主要体现在以下几点： 1． 重力的概念，弹力、摩擦力的方向判定及大小计算。 2． 力的合成与分解的灵活应用。 3． 受力分析和利用共点力的平衡条件解决实际问题的能力。 4． 带电粒体在电磁场中的平衡条件及棒在磁场中的平衡。 5． 整体法与隔离法在受力分析中的灵活应用。 6． 信息提炼，条件转换及过程关联。 例题 1． (07 北京模拟)木块 A、B 分别重 50 N 和 60 N，它们与水平地面之间的动摩擦 因数均为 0.25；夹在 A、B 之间的轻弹簧被压缩了 2cm,弹簧的劲度系数为 400N/m，系统置 于水平地面上静止不动。现用 F=1 N 的水平拉力作 用在木块 B 上.如图 1-9 所示.力 F 作用后（ ） A．木块 A 所受摩擦力大小是 12.5 N B．木块 A 所受摩擦力大小是 11.5 N C．木块 B 所受摩擦力大小是 9 N D．木块 B 所受摩擦力大小是 7 N 本题简介：本题考查了胡克定律，静摩擦，物体平衡条件。难度：较易 解析：未加 F 时，木块 A 在水平面内受弹簧的弹力 F1 及静摩擦力 FA 作用，且 F1＝FA ＝kx＝8N，木块 B 在水平面内受弹簧弹力 F2 和静摩擦力 FB 作用，且 F2＝FB＝kx＝8N，在 木块 B 上施加 F＝1N 向右拉力后，由于 F2＋F＜μGB，故木块 B 所受摩擦力仍为静摩擦力， 其大小 F B ＝F2＋F＝9N，木块 A 的受力情况不变。 答案：C 反思：摩擦力是高考中的一个热点，同时也是学习中的一个难点。求解摩擦力时，首先 要判断该处是滑动摩擦还是静摩擦，而静摩擦力的大小由物体所受外力和运动状态决定的。
2 tan 3
B.
2 cot 3
C. tan
D. cot
解析：对 AB 这一系统受力分析，如图 1-8 所示，若设 B 与斜面之间动摩擦因数为μ， 它们的质量为 m，对该系统受力分析，由摩擦定律与平衡条件得：
mg cos 2mg cos 2mg sin
由此可得：
/
所以在解题时要特别注意的。 例题 2.（08 江苏）一质量为 M 的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力 F 始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为 g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球篮中减少的质量为 A．2(M
F ) g
B. M
2F g
C. 2M
专题(一) 各种性质的力和物体的平衡
一、大纲解读 本专题的教学要求： 1．认识重力的概念，知道重心及确定质量均匀且形状规则物体重心的方法。 2．了解弹性形变的概念，知道弹力及弹力产生的条件，并正确分析弹力的方向。 并能利用胡克定律进行简单计算。 （不讨论组合弹簧组劲度系数的问题） 3．知道静摩擦产生的条件，知道最大静摩擦的概念，并能正确判断静摩擦力的方向。 知道滑动摩擦力产生的条件， 并能正确判断滑动摩擦力的方向。 知道影响滑动摩擦力大小的 因素，用动摩擦因数计算滑动摩擦力。 （不要求对三个或三个以上的连接体进行受力分析） 4．知道两个电荷间相互作用的规律 5．会判断安培力和洛仑兹力的方向并能计算出它们的大小 6．理解力的平行四边形定则，体会数学知识在研究物理问题中的重要性。 （力的合成与 分解的计算，只限于用作图法或直角三角形知识解决） 7．了解共点力作用下物体平衡的概念，知道共点力作用下物体的平衡条件，并用来计 算有关平衡的问题。 （不要求解决复杂连接体的平衡问题） 二、重点剖析 本专题重点有： 1． 弹力的大小和方向的判断(尤其是“弹簧模型”在不同物理情景下的综合应用) 2． 摩擦力的分析与计算 3． 物体析受力分析和平衡条件的应用。 本专题的难点是摩擦力的分析与计算， 尤其是静摩擦力的有无、 方向的判断以及它的大 小的计算。知识网络如图 1-1 所示。注意从弹力到摩擦力的那个箭头，它表示摩擦力与弹力 之间存在条件关系：有弹力才可能有摩擦力，或者说有摩擦力必有弹力。因此在对物体进行 受力分析时，两相互接触的物体间可能没有力的作用；可能有一个力，那一定是弹力；一般 是受两个力，即弹力和摩擦力。但有时也会出现三个力，比如一个磁铁吸在竖直放置的铁板 上，两者间就存在吸引力、弹力、静摩擦力这三对力。
解析：设绳中张力为 T，对物块 Q 和 P 分别受力分析如图 1-6 所示。因为它都做匀速运 动，所以所受合外力均为零。 对 Q 有：T=f1=μmg 对 P 有：f2=2μmg F= f2+T+ f1 解得：F=4μmg 答案：A 点拨：当两物体间相对滑动时产生的摩擦为滑动摩擦，其方向与两者间的相对运动方 向相反，大小与该接触面的正压力成正比。 4. 滑动摩擦定律和多物体参与平衡问题 例题 4.（08 全国卷 II）如图 1-7 所示, 一固定斜面上两个质量相 同的小物块 A 和 B 紧挨着匀速下滑, A 与 B 的接触面光滑. 已知 A 与 斜面之间的动摩擦因数是 B 与斜面之间动摩擦因数的 2 倍, 斜面倾角 为α. B 与斜面之间的动摩擦因数是 A.
F1 AB AB ，所以 F1 F 。显然 BC 边越短， BC F BC
AB 边越长，越容易劈开木柴。 答案：C。 点拨：将一个已知力进行分解，从理论上讲可以有无数 个解， 但实际求解时常用两种方法： 正交分解和将力按照效果 进行分解。 2．形变和弹力、胡克定律 例题 2.(05 全国卷Ⅲ)如图 1-4 所示， 在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接 的物块 A、B 。它们的质量分别为 mA、mB，弹簧的劲 度系数为 k , C 为一固定挡板。系统处于静止状态。现开 始用一恒力 F 沿斜面方向拉物块 A 使之向上运动，求 从开始到物块 B 刚要离开 C 时物块 A 的位移 d。(重力 加速度为 g)。 解析：用 x1 表示未加 F 时弹簧的压缩量，由胡克定 律和牛顿定律可知 m A g sin kx1 用 x2 表示 B 由题意得： d=x1 + x2 解
三、考点透视 1．力是物体间的相互作用，力是矢量，力的合成和分解。 例题 1．(06 广东模拟)如图 1-2 所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图，图中 BC 边为斧 头背，AB、AC 边是斧头的刃面。要使斧头容易劈开木柴，则（ ） A．BC 边短一些，AB 边也短一些 B．BC 边长一些，AB 边短一些 C．BC 边短一些，AB 边长一些 D．BC 边长一些，AB 边也长一些 解析：设斧头所受的重力与向下的压力的合力为 F，按照 力的作用效果将力 F 分解为 F1 和 F2 如图 1-3 所示。由几何关 系可知：
刚要离开 C 时弹簧的伸长量，则： m B g sin kx 2 n k
点拨：两个用弹簧相连的物体，在相对运动过程中，发生的相对位移大小等于弹簧形变 量的变化。因此求出初末两个状态时弹簧的形变量是解决这类问题的关键。 3．静摩擦 最大静摩擦 滑动摩擦 滑动摩擦定律 例题 3．(06 全国卷Ⅱ)如图 1-5 所示，位于水平桌面上的物块 P，由跨过定滑轮的轻绳 与物块 Q 相连，从滑轮到 P 和到 Q 的两段绳都是水 平的。已知 Q 与 P 之间以及 P 与桌面之间的动摩擦 因数都是μ，两物块的质量都是 m，滑轮的质量、 滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力 F 拉 P 使它做匀速运动，则 F 的大小为（ ） A． 4μ mg B． 3 μmg C． 2μ mg D． μ mg
F ) g
1 χ处平衡，则 A 球受到的绳的拉力为原来的 2
A．T B．2T C．4T D．8T 解析：以 A 球为研究对象，其受到重力 G、B 对 A 的库仑力 F、绳的拉力 T，如图 1-11 所示。因三力的方向不具有特殊的几何关系，若用正交分解法，很难有结果，此时就改变思 路，变正交分解为力的合成，注意观察，不难发 现图中悬线形成的结构三角形和力的矢量三角形 相似，由共点力平衡条件得：