迁移一 单个物体的平衡问题
1.(2019·豫南九校联考)如图所示,竖直平面内的光滑半圆环固定在水平面上,重力为G的小球套在环上,轻弹簧上端P与小球相连,下端Q固定在水平面上.若小球在图示位置静止时弹簧恰好竖直,半径OP与水平面夹角为θ.弹簧的劲度系数为k,弹簧处于弹性限度内,则此时( )
A.小球受3个力作用
B.环受到小球的压力大小为Gsinθ
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C.弹簧处于伸长状态 D.弹簧的形变量为
[解析] 由于弹簧恰好竖直,小球受到的重力与受到的弹簧弹力恰好平衡,环对小球没有支持力作用,小球只受两个力的作用,即kx=G,得x=,弹簧处于压缩状态,综上所述,D正确.
[答案] D
迁移二 多个物体的平衡问题
12.(多选)(2019·凯里模拟)如图所示,有一个固定的圆弧阻挡墙PQ,其半径OP水平,
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GkGkOQ竖直.在PQ和一个斜面体A之间卡着一个表面光滑的重球B,斜面体A放在光滑的地面
上并受到一水平向左的推力F,整个装置处于静止状态.现改变推力F的大小,推动斜面体
A沿着水平地面向左缓慢运动,使球B沿斜面上升很小一段高度.在球B缓慢上升的过程中,
下列说法正确的是( )
A.斜面体A与球B之间的弹力逐渐减小 B.阻挡墙PQ与球B之间的弹力逐渐减小 C.水平推力F逐渐增大
D.水平地面对斜面体A的弹力逐渐减小
[解析] 当球B上升时,用动态三角形法分析球B所受
各力的变化,如图甲所示,其中θ为FOB与竖直方向的夹角,GB大小和方向均不变,FAB方向不变、大小变化,球B上升时θ增大,由图可知θ增大时FAB和FOB均减小,A、B正确.对斜面体进行受力分析,如图乙所示,建立平面直角坐标系,由牛顿第三定律知FAB=
FBA,因为球B上升时FAB减小,故FBA也减小,斜面体在x方向受到的合力为零,则推力F减
小,斜面体在y方向受到的合力为零,GA为定值,则水平地面对斜面体的弹力FN也减小,C错误,D正确.
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[答案] ABD
三力动态平衡的方法选择
热点考向二 复合场内的平衡问题
【典例】 (多选)(2019·贵州遵义段考)如图所示,质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.如果微粒做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
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A.微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用 B.微粒带负电,微粒在运动中电势能不断增加 C.匀强电场的电场强度E=
2mg
qD.匀强磁场的磁感应强度B= [思路引领]
mgqv
[解析] 微粒做匀速直线运动,微粒受重力、电场力和洛伦兹力三个力作用,且三力平衡,故A正确;若微粒带正电,电场力水平向左,洛伦兹力垂直速度方向斜向下,重力方向竖直向下,则三个力不可能平衡,可知微粒带负电,受力如图所示,电场力做负功,则电势能不断增加,故B正确;根据平衡条件有θ=45°,∴mg=Eq,Bvq=2mg,B=故C、D错误.
2mgqv, 8
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