Page 50 - 物理-《优化探究》高考专题复习

专题复习学案参考答案与详解
第一部分 专题篇 衡状态, 选项 C 错误; 隔离 L 形木板进行分析, 其 的倾角为α． 由 平 衡 条 件 得 F N cosα＋F T sin β ＝
受重力、 斜面体的支持力、 弹簧的弹 力( 沿 斜 面 向
专题一 力与运动 下)、 木块的压力、 斜面体对它的摩 擦 力 ５ 个 力 作 m g , F N sinα－F T cos β ＝０ , 联 立 解 得 F T ＝
m g sinα
m g
第 １ 讲 力与物体的平衡 用, 选项 A 错误; 隔离斜面体进行分析, 其受４ 个 cos ( －α ) , F N ＝ cosα＋sinαtan β ． 用 水 平 力 F
β
力作用, 选项 B 错误 ． 缓慢推动斜面体, 一直减小直至接近 ０． 当 β ＝α
β
做真题探规寻律 考向二 时, cos ( －α ) ＝１ , F T 最小, 所以 F T 先 减 小 后 增
β
真题试做 查漏补缺 大 ． β 一直减 小 直 至 接 近 ０ , tan β 不 断 减 小, F N
１．AD ２．C ３．BD １． 合成法 正交分解法 不断增大, 选项 D 正确 ．
４． 方向竖直向下 ０．０１k g ２． 相同 内力
解析: 金属棒通电后, 闭合回路电流 典例剖析
E １２ 例 １ C 金 属 球 受 到 的 重 力 产
I＝ ＝ A＝６A
R ２ 生两个 作 用 效 果, 压 AB 面 和
导体棒受到的安培力大小为 F＝BIL＝０．０６N． 压 BC 面, 如 图 所 示, 将 金 属 球
开关闭合后, 电流方向为从b 到a , 由左手定则判 所受 的 重 力 分 解 为 对 AB 面 的
断可知金属棒受到的安培力方向竖直向下 压 力 F １ ′ 和 对 BC 面 的 压 力
由平衡条件知, 开关闭合前: ２kx＝m g
F ２ ′ , 又由题 意 知, F １ ＝F １ ′ , F ２
开关闭合后: ２k ( x＋Δx ) ＝m g＋F F ２ ３
代入数值解得 m＝０．０１k g ． ＝F ２ ′ , 故 ＝tan３０°＝ , 故 C 项正确 ． 方法二: 图解法 由于用水平力 F 缓慢推动斜面
F １ ３
５． ( １ ) m g ( sinθ－３ μ cosθ ) 例 ２ C 隔 离 物 体 B 进 行 受 力 体, 故小球处于动 态 平 衡 状 态 ． 小 球 受 到 大 小 方
m g R 分析如图 所 示, 可 知 物 体 B 受 向均不变的重力、 方 向 不 变 的 斜 面 支 持 力、 方 向
( ２ )( sinθ－３ μ cosθ ) 大小均变化的细绳的拉力, 三个力 构 成 封 闭 的 三
B L 到重力 m g 、 斜面 的 支 持 力 F N１
２ ２
解析:( １ ) 由于 ab 、 cd 棒 被 平 行 于 斜 面 的 导 线 相 和物 体 A 对 其 的 弹 力 F N２ ． 由 角形, 画出小球受 力 示 意 图 如 图 乙 所 示 ． 当 细 绳
连, 故 ab 、 cd 速度总 是 大 小 相 等, cd 也 做 匀 速 直 于物 体 A 对 物 体 B 的 弹 力 与 与斜面平 行 时, 细 绳 拉 力 F T２ 与 支 持 力 方 向 垂
线运动 ． 设两导线上拉力的大小为 F T , 右 斜 面 对 二者的 接 触 面 垂 直, 故 物 体 A 直, 细绳拉力 F T２ 最 小 ． 当 小 球 升 到 接 近 斜 面 顶
ab 棒的支持力的大 小 为 F N１ , 作 用 在 ab 棒 上 的 对物体 B 的弹力不是平行于 斜 端时细绳接近水平, 细绳拉力为 F T４ , 所以 F T 先
减小后增大, 而 此 过 程 中 斜 面 对 小 球 的 支 持 力
安培 力 的 大 小 为 F , 左 斜 面 对 cd 棒 的 支 持 力 大 面向上, 而是偏向上一些, 选项 A 错误; 将物体 A
F N 一直增大, 选项 D 正确 ．
小为 F N２ ． 对于 ab 棒, 受 力 分 析 如 图 甲 所 示, 由 和 B 看成一个整体, 由受 力 分 析 可 知, 物 体 A 受 例 ４ C 对 C 点 进 行 受 力
力的平衡条件得 到的静摩擦力大小为F f ＝ ( M＋m ) g sinα , 选项 B 分析, 由 平 衡 条 件 可 得 绳
２m g sinθ＝ μ F N１ ＋F T ＋F ① 错误; 对 物 体 B , 根 据 平 衡 条 件 可 得 m g sinα＝ CD 对C 点 的 拉 力 F CD ＝
F N１ ＝２m g cosθ ② F N２ cosθ , F N１ ＋F N２ sinθ＝m g cosα , 可 解 得 F N２ ＝
sinα m g tan３０°． 对 D 点 进 行 受
m g ＞m g sinα , F N１ ＝m g ( cosα－sinαtanθ ) ＜ 力分 析, 绳 CD 对 D 点 的
cosθ
m g cosα , 由牛顿第三定律知选项 C正确, D 错误． 拉力 F ２ ＝F CD ＝m g tan３０° ,
题组突破 故 F ２ 为恒力, F １ 方 向 不 变, 由 平 衡 条 件 可 知,
４．D 对 两 个 小 球 组 成 的 系 统 受 F １ 与 F ３ 的合力 F ２ ′一 定 与 F ２ 等 大 反 向, 如 图
力 分 析, 如 图 所 示, 解 三 角 形 所示 ． 由图 可 知, 当 F ３ 垂 直 于 绳 BD 时, F ３ 最
得, F TA ＝２F TC , 根 据 胡 克 定 律 小, 由几何 关 系 可 知, 此 时 F ３ ＝F ２ sin６０° , 即
F＝kΔx , 得 A 、 C 两弹簧的 伸 长 F ３ ＝ １ m g , 选项 C 正确 ．
量之比为 ２∶１ , D 项正确 ． ２
对于cd 棒, 受力分析如图乙所示, 由力的平衡条件得 ５．C 杆 对 A 有 沿 着 杆 方 向 的 题组突破
③
m g sinθ＋ μ F N２ ＝F T 推 力 , 故 A 受 杆 的 推 力 、 重 ７．AB 对 小 球 受 力 分 析, 如 图 所
F N２ ＝m g cosθ ④ 力 、 支 持 力 和 静 摩 擦 力 , 静 摩 擦 力 平 行 斜 面 向 示 ． 由平 衡 条 件 得 F＝m g tanθ , θ
联立 ①②③④ 式得: 上 ; 杆 对 B 有 沿 着 杆 方 向 的 推 力 , 故 B 受 杆 的 逐渐 增 大, 则 F 逐 渐 增 大, 故 A
F＝m g ( sinθ－３ μ cosθ ) ⑤ 推 力 、 重 力 、 支 持 力 , 可 能 有 静 摩 擦 力 : 当 推 力 正确; 小 球 缓 慢 地 移 动 过 程 中, θ
( ２ ) 设金属棒运 动 速 度 大 小 为 v , ab 棒 上 的 感 应 沿 着 斜 面 方 向 的 分 力 大 于 重 力 平 行 斜 面 的 分 逐渐增大, F T 的最大 值 为 ２G , 则
电动势为 力 时 , 静 摩 擦 力 平 行 斜 面 向 下 ; 当 推 力 沿 着 斜 可得 cosθ＝ G ＝ １ , θ＝６０° , 此
E＝BLv ⑥ 面 方 向 的 分 力 等 于 重 力 平 行 斜 面 的 分 力 时 , 没 ２G ２
E 有 静 摩 擦 力 ; 推 力 沿 着 斜 面 方 向 的 分 力 小 于 重 时 F 达到最大值为 ３G , 故 B 正确, C 、 D 错误 ．
回路中电流I＝ ⑦
R 力 平 行 斜 面 的 分 力 时 , 静 摩 擦 力 平 行 斜 面 向 ８．C 以物体 P 为
安培力 F＝BIL ⑧ 上 , 故 A 错 误 ． 根 据 对 选 项 A 的 分 析 , A 受 ４ 研 究 对 象, 受 力
联立 ⑤⑥⑦⑧ 得: 个 力 , B 可 能 受 ３ 个 力 , 也 可 能 受 ４ 个 力 , 故 B 分 析 如 图 甲 所
m g R 错 误 ．A 、 B 两 物 体 对 斜 面 的 压 力 等 于 重 力 垂 示, 设 细 绳 与 竖
v＝ ( sinθ－３ μ cosθ ) ２ ２ ． 直 斜 面 的 分 力 与 杆 推 力 垂 直 斜 面 的 分 力 的 矢 直 方 向 夹 角 为
B L
研考向融会贯通 量 和 , 一 定 相 等 , 故 C 正 确 ． 当 从 零 开 始 逐 渐 θ ,则 有 F ＝
考向一 增 大 拉 力 F 时 , 物 体 A 的 静 摩 擦 力 逐 渐 增 加 , m g tan θ , T ＝
等 于 推 力 沿 着 斜 面 方 向 的 分 力 加 上 重 力 平 行
m g
查漏补缺 斜 面 的 分 力 ; 而 物 体 B 的 静 摩 擦 力 先 减 小 后 cosθ ,由 此 可
２． 弹力 示意图 反 向 增 加 , 等 于 推 力 沿 着 斜 面 方 向 的 分 力 减 去 知, 当 F 缓慢增大时, θ 角 也 将 随 着 变 大, 当 θ 角
题组突破 重 力 平 行 斜 面 的 分 力 的 绝 对 值 , 故 物 体 A 受 变大时, cosθ 减小, 则 T 增 大 ． 把 P 、 Q 看 成 一 个
１．D 对 A 球受力分析可知, A 静 摩 擦 力 先 达 到 最 大 值 , 故 A 先 滑 动 , 故 D 错 整体受力分析如图乙所示, 因为缓 慢 移 动 所 以 可
受 到 重 力、 绳 子 的 拉 力 以 及 误 ． 故 选 C． 以看作平衡 态, 则 水 平 方 向 有 F＝f ′ , 竖 直 方 向
杆对 A 球 的 弹 力, 三 个 力 的 ６．C 以 滑 块 A 为 研 究 对 象 有 N′＝ ( m ０ ＋m ) g , 可知当 F 增大时, f ′增大, N′
合力为零, 选项 A 错误; 对 B 进行受力分 析, 并 运 用 合 成 不变 ． 由牛顿第三定律知 f 增大, N 不变 ． 由以 上
球受力 分 析 可 知, B 受 到 重 法, 如 图 所 示, 由 几 何 知 识 可知 C 正确 ．
力、 绳子的拉力, 两个力 合 力 得, 挡板对滑块 A 的弹 力 大 考向四
为零, 杆 对 B 球 没 有 弹 力, m g 查漏补缺
否则 B 不 能 平 衡, 选 项 B 错 小 为 F N１ ＝ tanθ , C 正 确; １． ( １ ) E q 相同 相反 ( ２ ) BIL 左手定则
误; 分 别 对 A 、 B 两 球 分 析, 物体 B 对滑 块 A 的 弹 力 大 ( ３ ) q vB 左手定则
如图所示, 运用合成法, 根据共点力平衡条件, m g 典例剖析
小为 F N２ ＝ , 根 据 牛 顿
m A g sinθ 例 ５ B 如图所示, B 受 重 力、 绳
F T
得 F T ＝F T ′＝m B g , ＝ , m g
sinθ sin ( ９０°＋θ ) 第三定律, 滑块 A 对物体 B 的 压 力 大 小 为 , 子的拉 力 及 库 仑 力, 将 拉 力 及
故 m A ∶m B ＝１∶tanθ , 选项 C 错误, 选项 D 正确 ． sinθ 库仑力 合 成, 其 合 力 应 与 重 力
２．CD 以 a 为研究对象受 力 分 析, 知 a 受 重 力、 支 D 错误; 以滑块 A 和 物 体 B 组 成 的 系 统 为 研 究 大小相等、 方向相反,
持力、 拉力、 b 对a 的摩 擦 力 ( 方 向 向 左) ． 由 牛 顿 对象, 在竖直方向 上 受 力 平 衡, 则 水 平 面 对 物 体 由相似三角形的几何关系可知
第三定律知 a 对b 的摩擦力 水 平 向 右, 除 了 该 力 B 的支持力 F N ＝ ( M＋m ) g , 故 水 平 面 所 受 压 力 m B g F
外, b 还受重 力、 a 对b 的 压 力、 斜 面 对 b 的 支 持 大小为( M＋m ) g , A 错 误; A 和 B 组 成 的 系 统 在 L ＝ d , 又 因 库 仑 力 F ＝
力 ． 如果 a 对b 的摩擦力沿斜面的分力与b 的 重 水平方向上受力平衡, 则水平面对物体 B 的摩擦 kQ A Q B m B g kQ A Q B
力和a 对b 的压力的合力沿 斜 面 的 分 力 平 衡, 则 力大小为 F f ＝F N１ ＝ m g , B 错误 ． d ２ , 有 L ＝ d ３ , 即
tanθ
斜面对b 无摩擦力, 否则, 斜面对 b 有 摩 擦 力, C 、 ３ kQ A Q B L
３
D 正确 ． 考向三 m B g d ＝kQ A Q B L , 故 d＝ m B g , 要使 d 变
３．D 先 把 L 形 木 板、 木 块、 斜 面 体 看 成 一 个 整 体 典例剖析
例 ３ D 方法一: 解 析 法 先 对 小 球 进 行 受 力 分 为 d
进行分析, 受 重 力、 小 车 的 支 持 力, 选 项 D 正 确; 析, 如图甲, 小球 受 到 重 力 m g 、 支 持 力 F N 、 拉 力 ２ , 可以使小球 B 的质量增大到原来的 ８ 倍,
隔离 木 块 进 行 分 析, 其 受 重 力、 L 形 木 板 的 支 持 故 B 正确 ．
,
力、 弹簧的弹力( 沿斜面向上) 三个 力 作 用 处 于 平 F T 的作用, 设细绳与水 平 方 向 的 夹 角 为 β 斜 面
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