高考物理礎(chǔ)知識及基本技能專題一：力 物體的平衡

1、高中物理基礎(chǔ)知識及基本技能訓(xùn)練專題一：力 物體的平衡一、基礎(chǔ)知識及要點力力是物體對物體的作用.力的單位是牛頓.（1）力是矢量力有大小、方向和作用點，可用力的圖示來表示力的三要素.（2）力的作用效果一是使物體發(fā)生形變，二是改變物體的運動狀態(tài).（3）力的分類中學(xué)物理范圍內(nèi)按性質(zhì)來分類的力有萬有引力（重力）、彈力、摩擦力、電場力、磁場力、核力等.（4）力的作用具有相互性、矢量性、瞬時性、獨立性2重力由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力，方向為豎直向下.（1）重力和萬有引力是有區(qū)別的重力和質(zhì)量是兩個不同的物理量（2）重力的大小等于物體質(zhì)量乘以物體所在處的重力加速度，即（3）重心是物體各部分所受重力的

2、合力的作用點重心的位置和物體的幾何形狀、質(zhì)量分布有關(guān).質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，其重心在它的幾何中心上，薄板狀物體的重心可根據(jù)二力平衡原理用“懸掛法”來測定.3彈力（1）彈力是因發(fā)生彈性形變的物體要恢復(fù)形變而引起的（2）彈力的方向總是指向恢復(fù)形變的方向（3）彈簧的彈力（在彈性限度內(nèi)）可用胡克定律求得，即（4）常見彈力：支持物對被支持物的彈力，方向垂直于接觸面或接觸處的公切面，指向被支持物，且只能是壓力.繩子對重物的拉力，總是沿著繩子并指向繩收縮的方向，且只能是拉力.桿被物體拉伸或壓縮時，會對物體產(chǎn)生拉力或壓力.4摩擦力（1）靜摩擦力兩個表面粗糙又相互擠壓有彈力的物體接觸面間，在有相對運動趨

3、勢無相對運動時會產(chǎn)生靜摩擦力.靜摩擦力的方向總是與相對運動趨勢的方向相反.靜摩擦力的大小可在零和最大靜摩擦力之間隨外力變化而變化，具體數(shù)值可由牛頓定律求得.最大靜摩擦力還可用fm=oN求解（為靜摩擦系數(shù)，N為正壓力）.f=N（2）動摩擦力兩個表面粗糙又相互擠壓有彈力的物體接觸面間，在有相對滑動時會產(chǎn)生滑動摩擦力，它的方向總是與相對滑動的方向相反，其大小可用公式求得.5力的合成與分解力的合成與分解均可用平行四邊形法則兩個大小分別為F1，F(xiàn)2，方向夾角為的力，其合力大小為F的取值范圍是6共點力的平衡在共點力的作用下物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)叫平衡狀態(tài).平衡條件為：這幾個共點力的合力為零，即（

4、1）當(dāng)物體只受三個共點力而平衡時，求力可用拉密定理如圖所示F3F1F2（2）不平行的三力平衡必共點物體受到不平行的三個力作用時，若處于平衡狀態(tài)，則這三個力的作用線必定相交于同一點.F3F1F2BAv【答案】A受到重力G和支持力N【分析】（方法）受力分析時，首先作出重力和已知力，然后沿接觸面依照彈力、摩擦力的順序進行.受力對象與周圍幾個面接觸，就有可能收到幾個彈力和幾個摩擦力.圓柱體A受到重力G和車對A豎直向上的支持力N，假設(shè)無B，A也可以向右作勻速直線運動，故A和B之間不存在相互擠壓，B對A不產(chǎn)生彈力，又A與小車間無相對運動趨勢，故車不對A產(chǎn)生靜摩擦力，即圓柱體A受到重力G和支持力N.【技巧精

5、要】彈力是摩擦力存在的必要條件.2. 力的分解合成中的最值問題例 重400N的鋼球懸掛在由輕桿BO和細繩AO組成的支架上，如圖，已知，求：（1）繩OC對桿BO、繩AO的作用力大小和方向. （2）把細繩A點向上移，而角度不變，則上述兩個力如何變化？AABOCG【答案】（1） 方向由A指向O 方向由O指向B（2）先變小后變大 一直減小【分析】（1）豎直輕繩對O處有豎直向下的拉力F，F(xiàn)=G=400牛，力F對繩AO有拉伸效果，對桿BO有擠壓效果，故F可分解為對繩AO的拉力（方向沿著繩子）和對桿的壓力方向沿桿. 受力圖OOFBOFAOF由受力圖知 方向由A指向O 方向由O指向B（2）F不變，不變，減小，

6、由幾何知識可知，當(dāng)時，有最小值，則的變化為先變小后變大，而隨的減小而減小.【技巧精要】如果力F和它的一個分力的方向確定，則另一個分力垂直于時，有最小值，最小值為（為F與的夾角）3. 共點力的平衡問題例 如圖所示,質(zhì)量不計的定滑輪用輕繩懸掛在B點,另一條輕繩一端系重物C,繞過滑輪后,另一端固定在墻上A點,若改變B點位置,使滑輪位置發(fā)生移動,但使AO段繩子始終保持水平,則可以判斷懸點B所受拉力T的大小變化情況A. 若B左移，T將增大B. 若B右移，T將增大C. 無論B是左移還是右移，T都不變D. 無論B是左移還是右移，T都減小CCOBA【答案】C【分析與解答】選擇滑輪O處作為受力對象，受到AO的拉

7、力為F1.繩BO的拉力F，繩OC的拉力F2FFF2F1由于一段繩子張力處處相等即因為B點移動時，F(xiàn)1、F2均不變，所以F不變，所以T不變，故選C【技巧精要】三力平衡時，二力的合力與第三力等大、方向、共線注意：若O是三繩的結(jié)點，答案則不同，請加以思考.4.不平行的三力平衡必定共點例 如圖所示，重為G的均勻鏈條，兩端懸掛在等高的鉤上，與水平方向成角，求：（1）鏈子作用在鉤上的力，（2）鏈子在最低點的張力.【答案】（1）拉力的大小為，方向與T相反（2）【分析】（1）因為鏈子是均勻的，故兩端鉤子對鏈子的拉力大小相等，設(shè)為T，將幾個力正交分解 如圖TTTG可以得到：由牛頓第三定律知道鏈子作用在鉤上的力為

8、，方向與T相反（2）FF0.5GT有代入后，有【技巧精要】不平行的三個力必然共點5.應(yīng)用相似三角形法解決平衡問題如圖，重為10N的小球，用細繩跨過A處的定滑輪用力F拉著，靠在光滑的半徑為R=1.3米的大球面B處，小球半徑不計，A處滑輪與球相距L=1.5米，滑輪離球面的距離d=0.7米，不計滑輪處摩擦，求（1）繩對球的拉力F和大球面對小球的彈力大?。唬?）如果在力F的作用下，拉繩使小球沿大球面緩慢向上運動過程中，拉力F和大球面對小球的彈力各自怎么變化？（1）小球重力G，繩子的拉力F和球面支持力N力的三角形與結(jié)構(gòu)三角形相似，可以得到：代入數(shù)據(jù)解得： （2）該過程可以看成由一系列的平衡狀態(tài)構(gòu)成由（1

9、）中因為L減小，可知F逐漸減小，N不變6.整體法與隔離法有一個直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙。OB豎直向下,表面光滑。AO上套有小環(huán)POB上套有小環(huán)Q,兩環(huán)質(zhì)量均為m,兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細繩相連,并在某一位置平衡,如圖所示?，F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離,兩環(huán)再次達到平衡,那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較,AO桿對P環(huán)的支持力N和細繩上的拉力T、AO桿對P環(huán)的摩擦力的變化情況是【分析與解】P環(huán)未動，繩子只產(chǎn)生拉力，故P環(huán)有向左運動的趨勢，同時，P環(huán)向下壓AO桿，則桿AO對P環(huán)產(chǎn)生向上的彈力N和向右的摩擦力f.由于繩的拉力的作用，使Q環(huán)向右壓OB桿，故OB桿對Q環(huán)左側(cè)產(chǎn)生向左的彈力N，用隔離法對兩環(huán)受力分析：對于Q環(huán)， 對于P環(huán)： ，當(dāng)P環(huán)左移，減小，T減小，f減小，N不變7.桿上的受力情況如圖所示，質(zhì)量分別為的兩個物