高考物理二轮复习专题力与物体的平衡教学案 联系客服

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8、(多选)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,

A上带有Q=3.0×10-6C的正电荷.两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m

处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g=10 m/s;静电力常量k=9.0×10 N·m/C,A、B球可视为点电荷),则( )

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2

A.支架对地面的压力大小为2.0 N B.两线上的拉力大小F1=F2=1.9 N

C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225 N,F2=1.0 N D.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866 N 解析 小球A、B间的库仑力为

QQF库=k2=9.0×109×

r3.0×10×3.0×10

N=0.9 N, 2

0.3

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以B和绝缘支架整体为研究对象受力分析图如图甲所示,地面对支架支持力为FN=mg-F库=1.1 N,A错误;以A球为研究对象,受力分析图如图乙所示,F1=F2=mAg+F库=1.9 N,B正确;B水平向右移,当M、A、B在同一直线上时,A、B间距为r′=0.6 m,

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QQF库′=k2=0.225 N,以A球为研究对象受力分析图如图丙所示,可知F2′=1.0 N,F1′-F库′=1.0 N,

r′F1′=1.225 N,所以C正确;将B移到无穷远,则F库″=0,可求得F1″=F2″=1 N,D错误.

答案 BC

9、如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置,当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止.则( )

A.磁场方向竖直向上 B.磁场方向竖直向下

C.金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上 D.金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下

解析 受力分析如图所示,当磁场方向竖直向上时,由左手定则可知安培力水平向右,金属杆ab受力可以平衡,A正确;若磁场方向竖直向下,由左手定则可知安培力水平向左,则金属杆ab受力无法平衡,B、C、D错误.

答案 A

10、如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上,另一端P通过细绳EP拉住,EP与水平方向也成30°角,轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体,g取10 m/s.求:

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(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EP的张力FEP大小之比; (2)横梁BC对C端的支持力; (3)轻杆HP对P端的支持力.

(1)图1中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体,物体处于平衡状态,绳AC段的拉力FAC=FCD=M1g, 图2中由FEPsin 30°=FPQ=M2g 得FEP=2M2g,所以

FACM11==. FEP2M22

(2)图1中,根据几何关系得:

FC=FAC=M1g=100 N.

方向和水平方向成30°角斜向右上方. (3)图2中,根据平衡条件有

FEPsin 30°=M2g,FEPcos 30°=FP

所以FP=M2gcot 30°=3M2g≈173 N,方向水平向右.

答案 (1)1∶2 (2)100 N,方向与水平方向成30°角斜向右上方 (3)173 N,方向水平向右

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