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1、专题复习一：受力分析、物体平衡一、 知识网络结构：力的概念力的分类性质效果 常见的五种力重力G=mg弹力F=kx摩擦力电场力F=Eq磁场力静摩擦力0<FfFm滑动摩擦力Ff=FN安培力F=BIL洛伦兹力F=BqV物体的受力分析力的合成 力的分解（平行四边形定则）F1-F2FF1+F21、按实际效果分解2、正交分解法共点力作用下物体的平衡平衡状态：a=0平衡条件：F合=0要求掌握的几种基本方法：1 受力分析的方法：2 力的合成与分解的方法：3 研究对象的选取方法整体法与隔离法：4 运用力三角形进行动态分析的方法：二、 典型例题分析：例1中子内有一个电荷量为+2e/3的上夸克和两个电荷量为一
2、e/3的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示图给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是 ( B ) 例2如图所示，静止在水平地面上的小车上放有一个木块，将木块与水平弹簧的一端相连，而弹簧的另一端固定在车前端，此时弹簧已处于伸长状态现施F拉力，使车加速，F由零逐渐增加，直到木块即将相对小车滑动，在此 过程中，木块所受摩擦力的大小变化情况是 ( A ) A先减小后增大 B逐渐增大 C先增大后减小 D逐渐减小例3如图所示，用细绳AB悬吊一质量为m的物体，现在AB中某一点。处用力F拉细绳，使细绳的AO部分偏离竖直方向的夹角为，且保持平衡，适当调节F的方向，可使F最
3、小而保持不变，则F的最小值为 ( A ) Amgsin BmgcosCmgtan Dmgcot例4 如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为01 g，分别用10 cm长的绝缘细线悬挂于天花板上的一点，平衡时，B球偏离竖直方向600角，A球竖直悬挂且与绝缘墙壁接触求： (1)B球带电量为多少? (2)墙壁对A球的支持力? 解析：(1)A、B两带电小球的受力如图19所示，对B球： Fcos 600+FBcos 600mg=0 Fsin 600一FBsin 600=0据库仑定律解得QB=33×10-8C(2)对A球：FNFsin 600=O解得FN=866×10-
4、4N 例5。光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由A点缓慢拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力FN的变化情况(如图12) 解析：对小球受力分析如图113(a)所示，因缓慢运动，所以小球受合力为O，则由mg、F、FN构成一个闭合的力的矢量三角形，如图113(b)从图中几何关系可知，力的矢量三角形与AO1O2相似，所以又因为拉动过程中 不变，R不变， 变小，所以F变小，FN不变例6。如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里一质量为m、带电量为q的微粒以速度v与磁场垂直，与电场成450角射人复合场中，恰能做匀速直线运动，求电场强度E的大小及磁感应强度B的大小 解
5、析：由于带电微粒所受洛伦兹力与v垂直，电场力方向与电场线平行，知微粒必须还受重力(隐含条件)才能做匀速直线运动假设微粒带负电，受电场力水平向左，则它受洛伦兹力就应斜向右下方与v垂直，这样粒子不能做匀速直线运动所以粒子应带正电荷，画出受力图如图所示根据合外力等于零可得平衡方程： qE=qvBcos 450 mg=qvBsin 450 三、课后练习题1。如图所示，A、B、C三物块质量分别为M、m、m0，B随A一起匀速运动，则可以断定 ( A ) A物块A与桌面之间有摩擦力，大小为mog B。物块A与B之间有摩擦力，大小为mog C桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相同，合力为mog D桌面对A、
6、B对A都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g2如图所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙间的动摩擦因数为，要使物体沿着墙匀速滑动，则外力F的大小可能是 ( CD )3物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行(如图所示)当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时，则以下说法中正确的是 ( C ) AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上 BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下 CA、B之间的摩擦力为零 DA、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质4。如图所示，在粗糙水平面上有一个三角形木块abc，在它 的两个粗糙面上分别放两个质量为m1和m2的木块，m1>m2 已
7、知三角形木块和两个物体都静止，则粗糙水平面对三角形木块( D )A有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因m1、m2、1、2的数值均未给出D、没有摩擦力作用5如图所示，一质量为m的人站在商场内的电动扶梯上，随扶梯一起运动，若扶梯长为L，倾角为，不计空气阻力，则下列说法中正确的是 ( C ) 当扶梯向上匀速运动时，人受到两个力作用，处于平衡状态 当扶梯加速向上运动时，人受到两个力作用，处于超重状态 当扶梯加速向下运动时，人受到两个力作用，处于失重状态当扶梯减速向上运动时，人受到三个力作用，处于失重状态 A B C D
8、6.如图所示，物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连，斜面的倾角a可以改变，讨论物块M对斜面的摩擦力的大小，则有 ( D ) A若物块M保持静止，则角越大，摩擦力一定越大 B若物块M保持静止，则角越大，摩擦力一定越小 C若物块M沿斜面下滑，则角越大，摩擦力越大D若物块M沿斜面下滑，则角越大，摩擦力越小 7如图所示，用轻线悬挂的球放在光滑的斜面上，开始时很小在将斜面缓慢向左推动一小段距离的过程中，关于线对球的拉力及球对斜面的压力的大小，下述说法中正确的是 ( A )A拉力变小而压力变大 B拉力变大而压力变小C拉力和压力都变大 D拉力和压力都变小8。如图，重物M用OA、OB两绳悬挂，处于静止状态
9、，保持0A绳与竖直方向的夹角(<450)且不变，角由900在减小到角的过程中，OA、OB两绳上张力F1和F2变化关系是 ( D )AF1逐渐增大，F2逐渐减小BF1逐渐增大，F2逐渐增大CF1逐渐减小，F2先逐渐增大后逐渐减小DF1逐渐减小，F2先逐渐减小后逐渐增大9。如图所示，两木块质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态现缓慢上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，在这个过程中，下面木块移动的距离为 ( C )10。质量为m的物体，在斜向下的推力F的作用下沿水平面匀速运动，如图所示，则物体所受的摩擦力与推力F
10、的合力 ( c )A斜向上 B竖直向上 C竖直向下 D零11。物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能选取的数值为 ( B C )A15 N、5 N、6 N B3 N、6 N、4 NC11 N、2 N、10 N D1 N、6 N、8 N12.如图所示，质量为M的木块B中央有一竖直的槽，槽内夹有一个质量为m的木块A用竖直向上的力F拉A，恰能使A匀速上升已知A与槽的两个接触面间的摩擦力的大小均为f，B始终静止不动则上述过程中B对水平地面的压力大小可以表示( B )13两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2= 4 Ql
11、，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则 ( A )AQ3为负电荷，且放于A左方B Q3为负电荷，且放于B右方CQ3为正电荷，且放于AB之间D. Q3为正电荷，且放于B右方14如图所示，长为L、质量为m的两导体棒a、b，a被放置在光滑斜面上，b固定在距a为x的同一水平面处，且a、b水平平行，设=450，a、b均通以强度为I的同向平行电流时，a恰能在斜面上保持静止，则b的电流在a处所产生的磁场的磁感应强度B的大小为多大？ 15。如图所示，小球质量为m，用两根轻绳BO、CO系好后，将绳固定在竖直墙上，在小球上加一个与水平方向夹角为600的力F，使小球平衡时，两
12、绳均伸直且夹角为600则力F的大小应满足什么条件? 16.在电视节目中，我们常常能看到一种精彩的水上运动滑水板，如图所示运动员在快艇的水平牵引力作用下，脚踏倾斜滑板在水上匀速滑行，设滑板是光滑的若运动员与滑板的总质量为m=70kg，滑板的总面积为S=012m2，水的密度为p=1O×103kgm3理论研究表明：当滑板与水平方向的夹角为(板前端抬起的角度)时，水对板的用力大小为 ，方向垂直于板面，式中v为快艇的牵引速度，S为滑板的滑水面积求：为使滑板能在水面上滑行，快艇水平牵引滑板的最小速度 分析与解答：选滑板与运动员整体为研究对象，滑板与运动员受三个力作用：重力Mg水对滑板的作用力FN
13、及绳对运动员的拉力FN如右图所示 由平衡条件得 当运动员、滑板的质量和总面积一定时，维持滑板平衡所需的牵引速度的大小仅由滑板与水平方向的夹角决定故快艇的最小速度为 17.【2003年春季高考题】 如图所示，在Oxyz坐标系所在的空间中，可能存在匀强电场或磁场，也可能两者都存在或都不存在但如果两者都存在，已知磁场平行于xy平面现有一质量为m、带正电q的点电荷沿z轴正方向射入此空间中发现它做速度为v0的匀速直线运动若不计重力，试写出电场和磁场的分布有哪几种可能性要求对每一种可能性，都要说出其中能存在的关系不要求推导或说明理由 分析与解答：带电粒子在复合场中运动，要保证点电荷做匀速直线运动，即点电荷
14、所受合外力为零(F合=0)，其可能情况有： (1)E=O，B=0。则点电荷直接在此空间做匀速直线运动： (2)E=0B0，B的方向与z轴的正方向平行或反向平行，也就是说，B的方向垂直于oxy平面，此时虽然有磁场存在，但B的方向与v0平行，不存在磁场力，因此，点电荷在此空间也能做匀速直线运动，并且B的大小是任意的 (3)E0，BO，即电场和磁场两者都存在，由题意知磁场平行于xy平面，那么可以推导电场方向也平行于xy平面，并且与B的方向垂直当迎着z轴正方向(也就是说面对着zO方向)，由B的方向顺时针转900后就是E的方向，此时点电荷在运动中所受的洛伦兹力与电场力大小相等、方向相反，即Eq=Bqv0
15、 由上式得到 E/B=V0， 也就是说E和B的大小可取任何值，但必须满足E/B=v0 18物理学家密立根早在1911年就以下述著名的油滴实验推断自然界存在基元电荷，并推出了基元电荷的的电量，其实验过程如下： 如图所示，水平放置的两平行绝缘金属板间距为d，在上极板的中间开一小孔，使质量为m的微小带电油滴从这个小孔落到极板中，忽略空气浮力，当极板上没加电压时，由于空气阻力大小与速度大小成正比(设比例系数为k，且k>O)，经过一段时间后即可观察到油滴以恒定的速率v在空气中缓慢降落 (1)极板上加电压u时可看到油滴以恒定的速率v2缓慢上升试求油滴所带电量q ( 用d、u、k、v1、v2等已知量表示 )(2)在极板上不加电压时，油滴在极板内以恒定的速率v1下降时，移动某一定值的竖直距离所需时间为t1，加了电压u后以恒定速率v2上升同一竖直距离所需时间为t2，然后又把电压撤除，使所考察的油滴又降落，并对极板内照射x射线以改变油滴的带电量，再在极板上加上同样的电压u，重复上述操作测定油滴上升的时间，即可发现(+)始终是000535 s-1的整数倍，由此可断定：一定存在基元电荷，若已知：d=2×10-2m，m=32×10-16kg，t1=119 s，u=25V，g=98 ms2，试计算基元电荷的带电量(取两位有效数字)8第 8 页 共 8 页