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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. 在同時存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場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.已知電場方向沿z軸正方向,場強(qiáng)大小為E.磁場方向沿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的從原點出發(fā)的質(zhì)點能否在坐標(biāo)軸(x、y z)上以速度v做勻速運動?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.
[考場錯解]不能正確分析受力而得出錯誤的關(guān)系,或者漏解.
對電場力、洛倫茲力的特點不熟悉而導(dǎo)致受力分析錯誤.
已知帶電質(zhì)點受到的電場力為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)點沿x軸正方向做勻速運動,則它受到的洛倫茲力沿z軸正方向當(dāng)v沿x軸負(fù)方向勻速運動時,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)點在z軸上做勻速運動,則它受的洛倫茲力必平行于z軸,而電場力和重力都平行于z軸,三力的合力不可能為零,與假設(shè)矛盾,故質(zhì)點不可能在z軸上做勻速運動.
假設(shè)質(zhì)點在y軸上做勻速運動,則質(zhì)點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斜面體,斜面體上一個物體正在勻速下滑時,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斜面體對地面的壓力等于斜面體的重力
C.斜面體沒有相對地面滑動的趨勢
D.斜面體有相對地面向右滑動的趨勢
[考場錯解]D
錯誤原因是不進(jìn)行受力分析,而是憑經(jīng)驗高考 資源網(wǎng)解題,這是學(xué)習(xí)物理的大忌.
AC因為斜面體處于靜止?fàn)顟B(tài),所以所受合外力為零,故選項A正確.因為物體與斜面體都處于平衡狀態(tài),所以兩物體可視為一個整體,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C正確,D錯誤,取斜面體為研究對象,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B錯誤.
解這類問題的方法是綜合應(yīng)用整體法和隔離法,對研究對象進(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象.
考場思維訓(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,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做曲線運動的物體,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出現(xiàn)的
C.在粗糙平面上滑動的物體一定受到滑動摩擦力
D.不同性質(zhì)的共點力可以合成為一個力,一個力也可以分解成幾個不同性質(zhì)的力
2.AB解析:做曲線運動的物體是變速運動,所以一定受力的作用;有壓力才有滑動摩擦力,所以C不一定對;一個力的分應(yīng)是同種性質(zhì)的力.
3 不可伸長的輕質(zhì)柔軟細(xì)繩A0和BO的結(jié)點為0,在0點懸吊電燈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點位置不變,改變0lA的長度,使A點逐漸上移至C點.隨著A點逐漸上移,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,由力的合成的動態(tài)矢量圖可得選項C正確選項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: