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2025浙江高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第1讲 物体的平衡讲义 【网络构建】 【关键能力】 理解力和力的运算法则,会正确受力分析,熟练运用力的平衡的各种表达形式.灵活选取研究对象、会根据实际情况构建平衡模型,同时掌握临界法、函数法、图像法、整体法、隔离法等解题方法,联系生活实际,培养学生的物理观念和科学思维. 题型1 静态平衡问题 例1 [2024·浙江1月选考] 如图所示,在同一竖直平面内,小球a、b上系有不可伸长的细线a、b、c和d,其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上,d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重p、q相连,调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡.已知小球a、b和配重p、q质量均为50 g,细线c、d平行且与水平面成θ=30°角(不计摩擦,g取10 n/kg),则细线a、b的拉力分别为 ( ) a.2 n、1 n b.2 n、0.5 n c.1 n、1 n d.1 n、0.5 n 【技法点拨】 定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,在分析细绳a的拉力时,宜采用整体受力分析;当分析a、b球之间的拉力时,既可以对a球受力分析,也可以对b球受力分析. 例2 [2020·浙江1月选考] 如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与a球连接.a、b、c三小球的质量均为m,qa=q0>0,qb=-q0,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列.已知静电力常量为k,重力加速度为g,则 ( ) a.qc=q0 b.弹簧伸长量为 c.a球受到的库仑力大小为2mg d.相邻两小球间距为q0 【技法点拨】 1.解决电磁学中平衡问题,要理清知识体系 2.本例在分析c球时,采用假设法结合平衡知识进行讨论,也可以先求c处电场方向,电场力又必须沿斜面向上,从而求得c球电性.与电场力相关的平衡问题可以直接用电场力分析,也可以通过电场强度进行分析. 【迁移拓展】 1.[2022·浙江1月选考] 如图所示,学校门口水平地面上有一质量为m的石墩,石墩与水平地面间的动摩擦因数为μ,工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时,两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ,重力加速度为g,则下列说法正确的是 ( ) a.轻绳的合拉力大小为 b.轻绳的合拉力大小为 c.减小夹角θ,轻绳的合拉力一定减小 d.轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力也最小 2.[2024·温州模拟] 如图所示,质量为m、半径为r的圆环状光滑绝缘细杆用三根交于o点的等长细线悬挂于水平面内,每根细线与竖直方向均成30°角,杆上套有三个可视为质点的带正电小球,每个小球的质量均为m、电荷量均为q,小球间的距离相等,球和杆均静止.重力加速度大小为g,静电力常量为k,则 ( ) a.每根细线对杆的拉力大小为mg b.每根细线对杆的拉力大小为(3m m)g c.每个小球受到的库仑力大小为 d.每个小球对杆的弹力大小为 题型2 动态平衡问题 1.动态平衡:通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢的变化,而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态,在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述. 2.做题流程 例3 如图所示,在竖直放置的穹形支架上,一根长度不变且不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物g.现将轻绳的一端固定于支架上的a点,另一端从b点沿支架缓慢地向c点靠近(c点与a点等高),则在此过程中绳中拉力大小( ) a.先变大后不变 b.先变大后变小 c.先变小后不变 d.先变小后变大 【技法点拨】 破解动态平衡问题 例4 [2024·衢州模拟] 如图所示,用轻质网兜将一质量均匀的足球悬挂在竖直木板的a点,轻绳与木板之间的夹角为α=30°.将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平,转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变.忽略一切摩擦,球的重力为9 n.设木板对球的支持力为fn,绳上的拉力为ft,在木板转动过程中,下列说法正确的是 ( ) a.fn的最小值为3 n b.fn的最大值为9 n c ... ...
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