专题一 相互作用与运动（导学案）-2020高考物理【创新设计】二轮专题复习（全国版）

专题复习参考答案 专题突破提升 专题一 相互作用与运动 第1课时 力与物体的平衡 研透命题点 命题点1 例1 D [卡车匀速行驶,圆筒受力 平衡,对圆筒受力分析,如图所示。由 题意知,力F1′与F2′相互垂直。 由牛顿第三定律知F1=F1′, F2=F2′, 则F1=mgsin60°= 3 2mg , F2=mgsin30°= 1 2mg ,选项D正确。] 例2 B [杆在转动前,由平衡条件得2FAsin30°=mg,则FA=FB =mg,当杆在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转动30°的过程中, O点始终受力平衡,则FA′sin60°=mg,FA′= 23 3 mg ,FB′= mg tan60°= 3 3mg ,即OA 绳上拉力变大,OB绳上拉力变小,故B正确。] [典例拓展] D [以O 点为研究对象,进行 受力分析,当OB绳的连接点缓慢向左移动 时,矢量图如图所示,可知FOB 先减小后增 大,当FOB⊥FOA时,FOB最小,此时FOB与竖 直方向的夹角为30°,FOB=Gcos30°= 3 2G 。故选项D正确。] 命题预测 1.BD [质量为 M 的木箱A 与装在箱内的质量为m 的物体B,一起 以共同的速度沿车厢底板匀速滑下,隔离B 受力分析,可知B 受静 摩擦力作用,则A、B间有静摩擦力,选项 A错误;B 受到A 的静摩 擦力方向沿车厢底板向上,根据牛顿第三定律,可知A 受到B 的静 摩擦力方向沿车厢底板向下,选项B正确;A、B 一起以共同的速度 沿车厢底板匀速滑下,把A、B 看成整体,受力分析,由平衡条件有 Ff=(M+m)gsinθ,选项C错误;A、B整体的重力沿垂直车厢底板方向 的分力为(M+m)gcosθ,则有Ff=μ(M+m)gcosθ=(M+m)gsinθ,解 得μ=tanθ,选项D正确。] 2.D [对小球A 受力分析,根据平衡条件知轻杆对小球A、B 的作用 力为零,即小球A 受重力和细线OA 的拉力,二力平衡。对小球B 受力分析,根据矢量三角形知:当力F与细线BO 垂直时力F 最小, 最小值为F=Gsin45°= 22G ,故选项D正确。] 3.AC [以小球为研究对象,小球受重力G、细线的拉力FT和半球面 的支持力FN,作出FN、FT 的合力F,由平衡条件得知F=G,由图 根据三角形相似可得 FN PO= F DO= FT PD ,将F=G 代入得:FN= PO DOG , FT= PD DOG ,将细绳固定点 A 向右缓慢平移,DO、PO 不变,PD 变 小,可见FT 变小,FN 不变,即知弹簧的弹力变小,弹簧变短。由牛 顿第三定律知小球对半球的压力不变,故A、C正确,B、D错误。] 命题点2 例1 D [细绳竖直,把P、Q 看做整体,在水平方向所受电场力为 零,所以P、Q 必带等量异种电荷,选项A、B错误;如果P、Q 带不同 性质的电荷,受力如图甲、乙所示,由图知,P 带正电荷,Q 带负电 荷,水平方向的合力不为零;P 带负电荷、Q 带正电荷时符合题意, 选项C错误,D正确。] 例2 解析 (1)棒受到的安培力大小F=BIL 棒中电流I=ER 解得F=0.8N 对棒受力分析如图所示(从右向左看),两环对 棒的支持力的总和 2FN= F2+(mg)2 解得FN=0.5N 由牛顿第三定律知,棒对每一个环的压力大小为0.5N。 (2)由图中几何关系有tanθ= Fmg= 4 3 ,故θ=53° 棒距环底的高度h=r(1-cosθ)=0.2m。 答案 (1)0.5N (2)0.2m 例3 B [由题意知,三个带电微粒受力情况:mag=qE,mbg= qE+qvB,mcg+qvB=qE,所以mb>ma>mc,故选项B正确,A、C、 D错误。] 命题预测 1.B [作出侧视图,如图所示,可知金属棒受重力、 支持力及向右的安培力的作用。增大角度θ,要 使棒仍然平衡,则支持力与安培力的合力一直等 于重力,则由图可知,安培力缓慢增大,故磁感应 强度缓慢增大,选项B正确。] 2.D [金属棒ab、电阻R、导轨构成闭合回路,磁感 应强度均匀减小 ΔB Δt=k( )为一定值 ,则闭合回路中的磁通量减小, 根据楞次定律,可知回路中产生顺时针方向的感应电流,ab中的电 流方向由a到b,故A错误;根据法拉第电磁感应定律,感应电动势 E=ΔΦΔt= ΔBS Δt =kS ,回路面积S不变,即感应电动势为定值,根据闭 合电路欧姆定律I= ER+r ,知ab中的电流大小不变,故B错误;安培 力F=BIL,电流大小不变,磁感应强度减小,则安培力减小,但不为 零,故C错误;金属棒处于静止状态,所受合力为零,水平方向静摩 擦力Ff 与安培力F 等大反向,安培力减小,则静摩擦力减小,故D 正确。] 3.A [在图乙中,设OA