高考物理必考难点秒杀3 力矩平衡条件及应用

1 难点3 力矩平衡条件及应用

力矩平衡以其广泛的实用性,再次被考纲列为考查的内容,且以此知识点为素材的高考命题屡次再现于近几年高考上海卷及全国理综卷中.其难点分布于:(1)从实际背景中构建有固定转动轴的物理模型.(2)灵活恰当地选取固定转动轴.(3)将转

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动模型从相关系统(连结体)中隔离分析等.

●难点磁场

1.(★★★★)如图3-1所示,一根长为L 的轻杆OA ,可绕水平轴O 在竖直平面内自由转动,左端A 挂一质量为m 的物体,从杆上一点B 系一不可伸长的细绳,将绳跨过光滑的钉子C 与弹簧K 连接,弹簧右端固定,这时轻杆在水平位置保持平衡,弹簧处于伸长状态,已知OB =OC =32L ,弹簧伸长量恰等于BC ,由此可知,弹簧的劲度系数等于______.

2.(★★★★★)如图3-2所示是一种手控制动器,a 是一个转动着的轮子,b 是摩擦制动片,c 是

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杠杆,O 是其固定转动轴.手在A 点施加一个作用力F 时,b 将压紧轮子,使轮子制动.若使轮子制动所

需的力矩是一定的,则下列说法正确的是

A.轮a 逆时针转动时,所需的力F 较小

B.轮a 顺时针转动时,所需的力F 较小

C.无论逆时针还是顺时针转动,所需的力F 相同

D.无法比较F 的大小

●案例探究

[例1](★★★★★)如图3-3所示,长为L 质量为m 的均匀木棒,上端用绞链固定在物体上,另一端放在动摩擦因数为μ的小车平台上,小车置于光滑平面上,棒与平台的夹角为θ,当:

(1)小车静止时,求棒的下端受小车的支持力;

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(2)小车向左运动时,求棒的下端受小车的支持力;

(3)小车向右运动时,求棒的下端受小车的支持力.

命题意图:题目出示的物理情境,来考查考生受力分析能力及力矩平衡条件的应用能力.B 级要求.

错解分析:对“车的不同运动状态使棒所受摩擦力大小方向的变化”理解分析不透,从而错列力矩平

衡方程.

解题方法与技巧:(1)取棒为研究对象.选绞链处为固定转动轴,除转动轴对棒的作用力外,棒的受力情况如图3-4所示,由力矩平衡条件知:

3-1

3-2

图3-3

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