专题2力_二力杆专题

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专题二 力

【知识梳理】

一、常见的几种力

1.重力

⑴产生：重力是由于地面上的物体受到地球的万有引力而产生的，但两者不等价，因为万有引力的一个分力要提供物体随地球自转所需的向心力，而另一个分力即重力，如右图所示。⑵大小：随地理位置的变化而变化。

在两极：G=F万在赤道：G= F万-F向

一般情况下，在地表附近G=mg

⑶方向：竖直向下，并不指向地心。

2.弹力

⑴产生条件：①接触②挤压③形变

⑵大小：弹簧弹力F=kx，其它的弹力利用牛顿定律和平衡条件求解。

⑶方向：压力和支持力的方向垂直于接触面指向被压或被支持的物体，若接触面是球面，则弹力的作用线一定过球心，绳的作用力一定沿绳，杆的作用力不一定沿杆。

3.摩擦力

⑴产生条件：①接触且挤压②接触面粗糙③有相对运动或者相对运动趋势

⑵大小：滑动摩擦力fN,与接触面的面积无关，静摩擦力根据牛顿运动定律或平衡条件求解。

⑶方向：沿接触面的切线方向，并且与相对运动或相对运动趋势方向相反

4.电场力

⑴电场力的方向：正电荷受电场力的方向与场强方向一致，负电荷受电场力的方向与场强方向相反。

⑵电场力的大小：FqE，若为匀强电场，电场力则为恒力，若为非匀强电场，电场力将与位置有关。

5.安培力

⑴方向：用左手定则判定，F一定垂直于I、B，但I、B不一定垂直，I、B有任一量反向，F 也反向。

⑵大小：F安BIL

①此公式只适用于B和I互相垂直的情况，且L是导线的有效长度。

②当导线电流I与 B平行时，Fmin0。

6.洛伦兹力

⑴洛伦兹力的方向

①洛伦兹力的方向既与电荷的运动方向垂直，又与磁场方向垂直，所以洛伦兹力方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向所确定的平面。

②洛伦兹力方向总垂直于电荷运动方向，当电荷运动方向改变时，洛伦兹力的方向也发生改变。

③由于洛伦兹力的方向始终与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力对电荷永不做功。

⑵洛伦兹力的大小：F洛BqVsin

当90时，F洛BqV，此时电荷受到的洛伦兹力最大

当0或180时，F洛0，即电荷的运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力的作用。

当v0时，F洛0，说明磁场只对运动电荷产生力的作用。

【典例分析】

[例题]

1、质量为m的物体在质量为M的长木板上滑行，而木板静止。已知m与M之间的动

摩擦因数为μ2，M与水平面之间的动摩擦因数为μ1，则桌面对M的摩擦力的大小等于[]

A、μ2mgB、μ1MgC、μ1（m+M）gD、μ2mg+μ1Mg

[例题]

2、用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，如右

图所示，今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对

小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大小的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能下图中的: []

[例题]

3、图示ABC三个带电小球用绝缘细线悬挂，A、B的质量相等，C带正电，三球静止时三细线均竖直且在同一平面内。问将C球移走后，AB两球最终静止时的位置在乙图中哪张图可能是正确的[]

[例题]

4、有一个直角架AOB，OA水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑，OA上套有小环P，OB上套有小环Q，两个环的质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不何伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示.现将P环向左移动一段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比，OA杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是A．N不变，T变大B．N不变，T变小 C．N变大，T变小D．N变大，T变大

[例题]

5、如图所示的物体P和Q的质量相等，P用与斜面平行的细线系住，且P与Q、Q与斜面之间的动摩擦因数相等，若Q沿斜面匀速下滑，已知斜面的倾角为θ，求动摩擦因数μ的大小。

[例题]

6、如图所示斜面倾角为30°，物体A的重力为50N，A与斜面间的最大静摩擦力为20N，问B的重力为何值时A可在斜面上静止不动。

【针对训练】

一、选择题

1（2011安徽卷第1题）．一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示。则物块()A．仍处于静止状态B．沿斜面加速下滑C．受到的摩擦力不便D．受到的合外力增大 2.物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于

斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下.施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力不变的是()

3.如图1所示，在青海玉树抗震救灾中，一运送救灾物资的直升飞机沿水平方向匀速飞行.已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成θ角.设物资所受的空气阻力为Ff，悬索对物资的拉力为FT，重力加速度为g，则

()

B.Ff＝mgtan θ

图

1A.Ff＝mgsin θC.FT＝

cos θ

mg

D.FT＝tan θ

mg

4.如图2所示，轻绳上端固定在天花板上的O点，下端悬挂一个重为10 N的 物体A，B是固定的表面光滑的小圆柱体.当A静止时，轻绳与天花板的夹角为30°，B受到绳的压力是()A.5 NC.53 N

B.10 N 3 N

图

25.如图3所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则()A.球B对墙的压力增大

B.物体A与球B之间的作用力增大 C.地面对物体A的摩擦力减小 D.物体A对地面的压力减小

6（2011山东卷第19 题）．如图所示，将两相同的木块a、b至于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（）

A．Ffa大小不变B．Ffa方向改变 C．Ffb仍然为零D．Ffb方向向右

7（2011江苏卷第1题）如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，旵石块侧面所受弹力的大小为()

图

mgmg

B．

2sin2cos1

1C． mgtanD．mgcot

2A．

8.如图6所示，在绳下端挂一物体，用力F拉物体使悬线偏离竖直方向α的夹角，且保持其平衡.保持α角不变，当拉力F有极小值时，F与水平方向的夹角β应是（○A.0C.α

B.π2

D.2α

图

69.如图7所示，一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小物块相

对小车静止.小物块某时刻正处于图示状态.设斜面对物块的支持力为FN，斜面对物块的摩擦力为Ff，关于此时刻物块的受力情况，下列说法正确的是A.若小车向左运动，FN可能为零 B.若小车向左运动，Ff可能为零 C.若小车向右运动，FN不可能为零 D.若小车向右运动，Ff不可能为零

图7

()

10.如图8甲中abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd垂直且接触良好，回路的电阻为R，整个装置放于垂直框架平面的变化的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示，棒PQ始终静止，在时间0～t0内，棒PQ受到的静摩擦力的大小变化是 A.一直增大

()

B.一直减小

C.先减小后增大D.先增大后减小

图8

二、解答题

11.在建筑装修中，工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数μ均相同.(g取10 m/s)(1)当A受到水平方向的推力F1＝25 N打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数μ.(2)若用A对倾角θ＝37°的斜壁进行打磨(如图9所示)，当对A施加竖直向上的推力F2＝60 N时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长>2 m)所需时间为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

图9

12.如图10甲所示，质量m＝6.0×10 kg、边长L＝0.20 m、电阻

－

3R＝1.0 Ω的正方形单匝金属线框abcd，置于倾角α＝30°的绝缘斜面上，ab边沿水平

方向，线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化，若线框在斜面上始终保持静止，取g＝10 m/s.试求：(1)在0～2.0×10 s时间内线框中产生的感应电流大小；(2)在t＝1.0×10 s时线框受到斜面的摩擦力；(3)一个周期内感应电流在线框中产生的平均电功率

.－2－

2甲乙

图10

答案

【典例分析】

1、A2、A3、C4、B5、μ=tanθ

/

36、GB5N,45N

【针对训练】1.A2.AB3.BC4.B5.C6.AD7.A8.C9.BC10.A

11.(1)0.5(2)2 s

12.(1)0.20 A(2)3.4×10 N(3)6.0×10 W

－2

－2

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