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1、力 物體的平衡命題角度3
平衡條件的綜合應(yīng)用
1. 在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz(z軸正方向豎直向上),如圖1—10所示.已知電場(chǎng)方向沿z軸正方向,場(chǎng)強(qiáng)大小為E.磁場(chǎng)方向沿y軸正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.重力加速度為g.問:一質(zhì)量為m、帶電量為+q的從原點(diǎn)出發(fā)的質(zhì)點(diǎn)能否在坐標(biāo)軸(x、y z)上以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)?若能,m、 q、E、B、 v及g應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系?若不能,說明理由.
[考場(chǎng)錯(cuò)解]不能正確分析受力而得出錯(cuò)誤的關(guān)系,或者漏解.
對(duì)電場(chǎng)力、洛倫茲力的特點(diǎn)不熟悉而導(dǎo)致受力分析錯(cuò)誤.
已知帶電質(zhì)點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為qE,方向沿z軸正方向,受到的重力
2、為mg,沿z軸的負(fù)方向.假設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做勻速運(yùn)動(dòng),則它受到的洛倫茲力沿z軸正方向當(dāng)v沿x軸負(fù)方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),它所受到的洛倫茲力沿z軸負(fù)方向,則由平衡條件需分別有
qvB+qE=mg ①,或 qE=qVB+mg ②,
假設(shè)質(zhì)點(diǎn)在z軸上做勻速運(yùn)動(dòng),則它受的洛倫茲力必平行于z軸,而電場(chǎng)力和重力都平行于z軸,三力的合力不可能為零,與假設(shè)矛盾,故質(zhì)點(diǎn)不可能在z軸上做勻速運(yùn)動(dòng).
假設(shè)質(zhì)點(diǎn)在y軸上做勻速運(yùn)動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)不受洛倫茲力的作用,只需mg=qE
3. 如圖1—11所示,粗糙的水平面上放著一個(gè)斜面體,斜面體上一個(gè)物體正在勻速下滑時(shí),斜面體仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列關(guān)于斜面體的說
3、法中正確的是
A.斜面體所受合力為零
B斜面體對(duì)地面的壓力等于斜面體的重力
C.斜面體沒有相對(duì)地面滑動(dòng)的趨勢(shì)
D.斜面體有相對(duì)地面向右滑動(dòng)的趨勢(shì)
[考場(chǎng)錯(cuò)解]D
錯(cuò)誤原因是不進(jìn)行受力分析,而是憑經(jīng)驗(yàn)高考 資源網(wǎng)解題,這是學(xué)習(xí)物理的大忌.
AC因?yàn)樾泵骟w處于靜止?fàn)顟B(tài),所以所受合外力為零,故選項(xiàng)A正確.因?yàn)槲矬w與斜面體都處于平衡狀態(tài),所以兩物體可視為一個(gè)整體,進(jìn)行受力分析可知整體受重力與支持力相等,水平方向上整體無摩擦力作用,否則狀態(tài)不可能處于平衡狀態(tài),因此選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤,取斜面體為研究對(duì)象,則它受豎直向下的重力,豎直向上的支持力、物塊給它的沿斜面向下的摩擦力和垂直于斜面向下
4、的壓力,由平衡條件可知,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.
解這類問題的方法是綜合應(yīng)用整體法和隔離法,對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,然后應(yīng)用平衡條件列方程求解,注意靈活選取研究對(duì)象.
考場(chǎng)思維訓(xùn)練
1 一只小昆蟲從仰放的半球面形小碗內(nèi)的最低點(diǎn)沿碗壁向上緩緩爬行,在其滑落之前的爬行過程中的受力情況是 ( )
A彈力逐漸增大 B摩擦力逐漸增大 C.摩擦力逐漸減小 D碗對(duì)小昆蟲的作用力逐漸增大
1.B解析:昆蟲受力如圖,為靜摩擦力,由N=mgcosθ,f=mgsinθ可知昆蟲向上爬時(shí),θ增大,N減小,f增大.
2 下列關(guān)于力的說法中,正確的是 ( )
A做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,一定受力
5、的作用
B力是物體之間的相互作用,因此相互作用的物體之間,彈力或摩擦力總是成對(duì)出現(xiàn)的
C.在粗糙平面上滑動(dòng)的物體一定受到滑動(dòng)摩擦力
D.不同性質(zhì)的共點(diǎn)力可以合成為一個(gè)力,一個(gè)力也可以分解成幾個(gè)不同性質(zhì)的力
2.AB解析:做曲線運(yùn)動(dòng)的物體是變速運(yùn)動(dòng),所以一定受力的作用;有壓力才有滑動(dòng)摩擦力,所以C不一定對(duì);一個(gè)力的分應(yīng)是同種性質(zhì)的力.
3 不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)柔軟細(xì)繩A0和BO的結(jié)點(diǎn)為0,在0點(diǎn)懸吊電燈L,OA繩處于水平,電燈L處于平衡.如圖1-12所示,如果保持0點(diǎn)位置不變,改變0lA的長(zhǎng)度,使A點(diǎn)逐漸上移至C點(diǎn).隨著A點(diǎn)逐漸上移,細(xì)繩AO的拉力將 ( )
A逐漸增大 B.逐漸減小 C.先減小再增大 D.先增大再減小
3.C解析:兩力的合力不變,OB線的拉力的方向不變,由力的合成的動(dòng)態(tài)矢量圖可得選項(xiàng)C正確選項(xiàng)C正確.
4 直角劈形木塊(截面如圖1—13所示)質(zhì)量M=2 kg用外力頂靠在豎直墻上,已知木塊與墻之間最大靜摩擦力和木塊對(duì)墻的壓力成正比,即Fm=kfN,比例系數(shù)是 k=0.5.則垂直作用于BC邊的外力F應(yīng) 取何值時(shí)木塊保持靜止(g=10 m/s2,sin37 o =0.6 o cos37 o =0. 8)
4.解析:若木塊剛好不下滑,有:
解得:
若木塊剛好不上滑,
解得: