小题精练01 力和物体平衡——2024年高考物理题型突破限时精练（湖北专用）

小题精练01 力和物体平衡 考点内容 考情分析 考点一 物体的受力分析 1、受力平衡部分一般结合生活实际考察物体的静态受力平衡、动态受力平衡分析 2、2021年湖北卷第10题，2022年湖北卷第11题。 考点二 物体的静态平衡 考点三 物体的动态平衡 公式、知识点回顾（时间：5分钟） 1、受力分析的方法步骤 2、处理平衡问题常用的“三种”方法处理平衡问题的常用方法 ①合成法：物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反． ②分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件． ③正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件． 3．临界问题 当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述． 常见的临界状态有： ①两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0(主要体现为两物体间的弹力为0)． ②绳子断与不断的临界条件为绳中的张力达到最大值；绳子绷紧与松驰的临界条件为绳中的张力为0. ③存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大． 研究的基本思维方法：假设推理法． 1. （多选）（2022•湖北）如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为g；减速时，加速度的最大值为g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．棒与导轨间的动摩擦因数为 B．棒与导轨间的动摩擦因数为 C．加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ＝60° D．减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ＝150° 2. （多选）（2021•湖北）如图所示，一匀强电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等量异号电荷，电荷量大小均为q（q＞0）。平衡时两轻绳与竖直方向的夹角均为θ＝45°。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．M带正电荷 B．N带正电荷 C．q＝L D．q＝3L 【例题】（2023•洪山区校级模拟）如图所示，三根等长的光滑杆构成三角架，杆OA竖直放置。质量分别为m和2m的两小球用细线相连后，分别套在两杆上，在图示位置能保持静止。现将三角架绕A端在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转动，直到AB杆水平。下列说法正确的是（　　） A．OA杆对小球的弹力先增大后减小 B．OB杆对小球的弹力一直增大 C．转至AB杆水平时OB杆上的弹力大小为3mg D．转至AB杆水平时绳上拉力为2mg 难度：★★★☆ 建议时间：30分钟 正确率： /15 1. （2023•武昌区校级模拟）拔河比赛是长郡中学“教师趣味运动会”必备项目，如图甲所示为拔河比赛时一位老师的拔河示意图，可以认为此时处于平衡状态。该情形下可简化成如图乙所示的一质量分布均匀的钢管模型。在拔河时身体缓慢向后倾倒，可以认为钢管与地面的夹角θ逐渐变小，在此期间，脚与水平地面之间没有滑动，绳子的方向始终保持水平。已知当钢管受到同一平面内不平行的三个力而平衡时，三个力的作用线必交于一点。根据上述信息，当钢管与地面的夹角θ逐渐变小时，下列说法正确的有（　　） A．地面对钢管支持力变小 B．地面对钢管的摩擦力变大 C．地面对钢管的作用力不变 D．手对绳子的摩擦力方向向左 2. （2023•孝昌县校级模拟）重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下，以下说法正确的是（　　） A．在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变 B．自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小 C．自卸车车厢倾角变大，石块与车厢间的滑动摩擦力变小 D．自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力可能不变 3. （2022•武昌区模拟）将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F的最小值为（　　） A．mg B．mg C．mg D．mg