第1讲 力与平衡——2024年高中物理高考二轮复习专题讲练（新高考通用）

第1讲 力与平衡 1. （2023•广东）如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力FN、摩擦力Ff和磁力F的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（　　） A．Ff＝G B．F＝FN C．Ff＝Gcosθ D．F＝Gsinθ 2. （2023•浙江）如图所示，水平面上固定两排平行的半圆柱体，重为G的光滑圆柱体静置其上，a、b为相切点，∠aOb＝90°，半径Ob与重力的夹角为37°。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则圆柱体受到的支持力Fa、Fb大小为（　　） A．Fa＝0.6G，Fb＝0.4G B．Fa＝0.4G，Fb＝0.6G C．Fa＝0.8G，Fb＝0.6G D．Fa＝0.6G，Fb＝0.8G 3. （2023•全国）如图，在置于水平地面的楔状物体P的斜面上有一小物块Q，Q受水平外力F的作用。已知P和Q始终保持静止，则（　　） A．增加P的质量，P与地面间摩擦力的大小一定增加 B．增加外力F的大小，P与地面间摩擦力的大小一定增加 C．增加Q的质量，P与Q间摩擦力的大小一定增加 D．增加外力F的大小，P与Q间摩擦力的大小一定增加 4. （2023•浙江）如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，则（　　） A．FT＜FN B．FT＝FN C．FT＞G D．FT＝G 5. （2023•全国）如图，两根相同的橡皮筋各有一端系于固定的挡板，另一端分别与带电量为q、﹣q的小球连接，小球静止在光滑水平绝缘板上，两橡皮筋位于同一水平直线上，橡皮筋的伸长量均为Δl。若缓慢地增加两球的电荷量，当电荷量增加至原来2倍时（两小球不会相碰），恰好平衡。则每条橡皮筋的伸长量（　　） A．恰为2Δl B．大于2Δl但小于4Δl C．恰为4Δl D．大于4Δl 6. （2022•湖南）如图（a），直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（b）所示。导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（　　） A．当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由N指向M B．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变 C．tanθ与电流I成正比 D．sinθ与电流I成正比 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。 考点一 力学中的平衡问题 [例题1] （多选）（2024•泸州一模）如图所示，在倾角θ＝30°的粗糙斜面ABCD上，一质量为m的物体受到与对角线BD平行的恒力F作用，恰好能沿斜面的另一对角线AC做匀速直线运动。已知斜面ABCD为正方形，重力加速度大小为g，则（　　） A．物体与斜面间的动摩擦因数为 B．物体与斜面间的动摩擦因数为 C．恒力F大小为 D．恒力F大小为 [例题2] （多选）（2024•天河区一模）耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为O1，夹角∠AO