【步步高】（廣東專用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與場內(nèi)物體的平衡專題突破課件

專題一力與場內(nèi)物體的平衡本專題解決的是受力分析和共點(diǎn)力平衡問題.高考對(duì)本專題內(nèi)容的考查主要有：①對(duì)各種性質(zhì)力特點(diǎn)的理解；②共點(diǎn)力作用下平衡條件的應(yīng)用.考查的主要物理方法和思想有：①整體法和隔離法；②假設(shè)法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想.專題定位

深刻理解各種性質(zhì)力的特點(diǎn).熟練掌握分析共點(diǎn)力平衡問題的各種方法.應(yīng)考策略

知識(shí)方法聚焦

熱點(diǎn)考向例析

審題破題真題演練欄目索引(1)平衡條件(2)垂直形變恢復(fù)(1)μFN面積(2)切線(1)恒力(2)一致相反(1)BIL0(2)左手(1)qvB0(2)左手(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)000(3)①相等相反②封閉1.彈力2.摩擦力3.電場力4.安培力5.洛倫茲力6.共點(diǎn)力的平衡知識(shí)方法聚焦知識(shí)回扣1.處理平衡問題的基本思路：確定平衡狀態(tài)(加速度為

)→巧選研究對(duì)象(整體法或隔離法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作討論.2.常用的方法(1)在判斷彈力或摩擦力是否存在以及確定方向時(shí)常用

法.(2)求解平衡問題時(shí)常用二力平衡法、矢量

法、正交分解法、相似三角形法、

法等.零假設(shè)三角形圖解知識(shí)方法聚焦規(guī)律方法3.帶電體的平衡問題仍然滿足

條件，只是要注意準(zhǔn)確分析場力——電場力、安培力或洛倫茲力.4.如果帶電粒子在重力場、電場和磁場三者組成的復(fù)合場中做直線運(yùn)動(dòng)，則一定是

，因?yàn)镕洛⊥v.平衡勻速直線運(yùn)動(dòng)熱點(diǎn)考向例析考向1共點(diǎn)力作用下的靜態(tài)平衡問題例1

如圖1所示，質(zhì)量為m的木塊A放在水平面上的質(zhì)量為M的斜面B上，現(xiàn)用大小相等、方向相反的兩個(gè)水平推力F分別作用在A、B上，A、B均保持靜止不動(dòng).則(

)A.A與B之間一定存在摩擦力B.B與地面之間一定存在摩擦力C.B對(duì)A的支持力一定等于mgD.地面對(duì)B的支持力大小一定等于(m＋M)g圖1(單選)解析

對(duì)A，若重力、推力、支持力的合力為零時(shí)，A、B間沒有摩擦力，A錯(cuò)誤；B對(duì)A的支持力無法求出，所以C錯(cuò)誤；把A、B視為一個(gè)整體，水平方向兩推力恰好平衡，故B與地面間沒有摩擦力，所以B錯(cuò)誤；地面對(duì)B的支持力等于(m＋M)g，故D正確.答案

D審題突破

A、C選項(xiàng)考察物體A、B之間的受力應(yīng)選誰為研究對(duì)象？B、D選項(xiàng)考察地面對(duì)B的作用力必須選B為研究對(duì)象嗎？怎樣選研究對(duì)象更簡單？1.在分析兩個(gè)或兩個(gè)以上物體間的相互作用時(shí)，一般采用整體法與隔離法進(jìn)行分析.2.采用整體法進(jìn)行受力分析時(shí)，要注意系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的狀態(tài)應(yīng)該相同.3.當(dāng)直接分析一個(gè)物體的受力不方便時(shí)，可轉(zhuǎn)移研究對(duì)象，先分析另一個(gè)物體的受力，再根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力，此法叫“轉(zhuǎn)移研究對(duì)象法”.以題說法針對(duì)訓(xùn)練練1輕質(zhì)彈簧簧A的兩端分別連在在質(zhì)量均均為m的小球上上，兩球球均可視為質(zhì)質(zhì)點(diǎn).另有兩根根與A完全相同同的輕質(zhì)彈簧B、C，且B、C的一端分分別與兩兩個(gè)小球球相連，，B的另一端端固定在在天花板板上，C的另一端端用手牽牽住，如如圖2所示.適當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)手的高高度與用用力的方方向，保保持B彈簧軸線線跟豎直直方向夾夾角為37°不變(已知sin37°°＝0.6，cos37°°＝0.8)，當(dāng)彈簧簧C的拉力最最小時(shí)，，B、C兩彈簧的的形變量量之比為為()A.1∶1 B.3∶5 C.4∶3 D.5∶4圖2(單選)答案C解析以兩球和彈彈簧A組成的整體體為研究對(duì)對(duì)象，受力力分析如圖圖所示，由由合成法知知當(dāng)C彈簧與B彈簧垂直時(shí)時(shí)，彈簧C施加的拉力力最小，由由幾何關(guān)系系知FTB∶FTC＝4∶3.熱點(diǎn)考向例例析考向2共點(diǎn)力作用用下的動(dòng)態(tài)態(tài)平衡問題題例2

(2014·山東·14)如圖3所示，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡易秋千，某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點(diǎn)不變.木板靜止時(shí)，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小，則維修后(

)A.F1不變，F(xiàn)2變大

B.F1不變，F(xiàn)2變小C.F1變大，F(xiàn)2變大

D.F1變小，F(xiàn)2變小圖3(單選)審題突破兩輕繩各剪剪去一小段段，兩繩之之間的夾角角如何變化化？木板所所受合力根根據(jù)什么判判斷大小是是否變化？？解析木板靜止時(shí)，木板受重力G以及兩根輕繩的拉力F2，根據(jù)平衡條件，木板受到的合力F1＝0，保持不變.兩根輕繩的拉力F2的合力大小等于重力G，保持不變，當(dāng)兩輕繩剪去一段后，兩根輕繩的拉力F2與豎直方向的夾角變大，因其合力不變，故F2變大.選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤.答案A動(dòng)態(tài)平衡問問題分析的的三個(gè)常用用方法.1.解析法：一一般把力進(jìn)進(jìn)行正交分分解，兩個(gè)個(gè)方向上列列平衡方程程，寫出所所要分析的的力與變化化角度的關(guān)關(guān)系，然后后判斷各力力的變化趨趨勢(shì).2.圖解法：能能用圖解法法分析動(dòng)態(tài)態(tài)變化的問問題有三個(gè)個(gè)顯著特征征：一、物物體一般受受三個(gè)力作作用；二、、其中有一一個(gè)大小、、方向都不不變的力；；三、還有有一個(gè)方向向不變的力力.以題說法法3.相似三角角形法：：物體一一般受三三個(gè)力作作用而平平衡，系系統(tǒng)內(nèi)一一定總存存在一個(gè)個(gè)與矢量量三角形形相似的的結(jié)構(gòu)三三角形，，這種情情況下采采用相似似三角形形法解決決問題簡簡單快捷捷.以題說法法針對(duì)訓(xùn)練2

如圖4甲，手提電腦散熱底座一般設(shè)置有四個(gè)卡位用來調(diào)節(jié)角度.某同學(xué)將電腦放在散熱底座上，為了獲得更好的舒適度，由原卡位4緩慢地調(diào)至卡位1(如圖乙)，電腦始終靜止在底座上，則(

)A.電腦受到的支持力變大B.電腦受到的摩擦力變小C.散熱底座對(duì)電腦的作用力變大D.散熱底座對(duì)電腦的作用力不變圖4(單選)答案D解析對(duì)筆記本本電腦受受力分析析如圖所所示，有有：FN＝mgcosθ、f＝mgsinθ.由原卡位位1調(diào)至卡位位4，θ減小，靜靜摩擦力力f減小、支支持力FN增加；散散熱底座座對(duì)電腦腦的作用用力的合合力是支支持力和和靜摩擦擦力的合合力，與與重力平平衡，始始終是不不變的，，故D正確.熱點(diǎn)考向向例析考向3帶電體在在電場內(nèi)內(nèi)的平衡衡問題例3

(2014·浙江·19)如圖5所示，水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為θ.一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個(gè)帶電小球A，細(xì)線與斜面平行.小球A的質(zhì)量為m、電量為q.小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷.小球A靜止在斜面上，則(

)(雙選)圖5審題突破破小球A受哪幾個(gè)個(gè)力的作作用？若若細(xì)線上上的拉力力為0呢？通過過對(duì)小球球受力分分析，斜斜面對(duì)小小球A的支持力力能為0嗎？解析根據(jù)庫侖定律，A、B球間的庫侖力F庫＝

，選項(xiàng)A正確；小球A受豎直向向下的重重力mg，水平向向左的庫庫侖力F庫＝，由平衡衡條件知知，當(dāng)斜斜面對(duì)小小球的支支持力FN的大小等等于重力力與庫侖侖力的合合力大小小時(shí)，細(xì)線上的的拉力等等于零，，如圖所示示，則＝＝tanθ，所以選項(xiàng)C正確，選選項(xiàng)B錯(cuò)誤；斜面對(duì)小小球的支支持力FN始終不會(huì)會(huì)等于零零，選項(xiàng)項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案AC1.電場和重重力場內(nèi)內(nèi)的平衡衡問題，，仍然是是力學(xué)問問題.力學(xué)中用用到的圖圖解法和和正交分分解法仍仍然可以以用在電電場和重重力場中中.2.當(dāng)涉及多多個(gè)研究究對(duì)象時(shí)時(shí)，一般般采用整整體法和和隔離法法結(jié)合的的方法求求解.當(dāng)物體受受到的力力多于三三個(gè)時(shí)，，往往采采用正交交分解法法列出分分方向的的平衡方方程.以題說說法針對(duì)訓(xùn)訓(xùn)練3如圖6所示，，粗糙糙程度度均勻勻的絕絕緣空空心斜斜面ABC放置在在水平平面上上，∠CAB＝30°°，斜斜面面內(nèi)內(nèi)部部O點(diǎn)(與斜斜面面無無任任何何連連接接)固定定一一個(gè)個(gè)正正點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷，，一一帶帶負(fù)負(fù)電電可可視視為為質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的的小小物物體體可可以以分分別別靜靜止止在在M、P、N點(diǎn)，，P為MN的中中點(diǎn)點(diǎn)，，OM＝ON，OM∥AB，則則下下列列判判斷斷正正確確的的是是()圖6(雙選選)A.小物物體體在在M、P、N點(diǎn)靜靜止止時(shí)時(shí)一一定定都都是是受受4個(gè)力力B.小物物體體靜靜止止在在P點(diǎn)時(shí)時(shí)受受到到的的摩摩擦擦力力最最大大C.小物物體體靜靜止止在在P點(diǎn)時(shí)時(shí)受受到到的的支支持持力力最最大大D.小物體靜止在在M、N點(diǎn)時(shí)受到的支支持力相等解析對(duì)小物體分別別在三處靜止止時(shí)進(jìn)行受力分析，如圖圖：結(jié)合平衡衡條件小物體體在P、N兩點(diǎn)時(shí)一定受受四個(gè)力的作作用，而在M處不一定，故A錯(cuò)誤；小物體靜止在在P點(diǎn)時(shí)，摩擦力力f＝mgsin30°，設(shè)小物體靜靜止在M、N點(diǎn)時(shí)，庫侖力力為F′，則小物體靜靜止在N點(diǎn)時(shí)f′＝mgsin30°＋F′cos30°，小物體靜止止在M點(diǎn)時(shí)f″＝mgsin30°－F′cos30°，可見小物體體靜止在N點(diǎn)時(shí)所受摩擦擦力最大，故故B錯(cuò)誤；答案CD小物體靜止在在P點(diǎn)時(shí)，設(shè)庫侖侖力為F，受到的支持持力FN＝mgcos30°＋F，小物體靜止止在M、N點(diǎn)時(shí)：FN′＝mgcos30°＋F′sin30°，由庫侖定律律知F＞F′，故FN＞FN′，即小物體靜靜止在P點(diǎn)時(shí)受到的支支持力最大，，靜止在M、N點(diǎn)時(shí)受到的支支持力相等，，故C、D正確.例4(18分)如圖7(BE左邊為側(cè)視圖圖，右邊為俯俯視圖)所示，電阻不不計(jì)的光滑導(dǎo)導(dǎo)軌ABC、DEF平行放置，間間距為L，BC、EF水平，AB、DE與水平面成θ角.PQ、P′Q′是相同的兩金金屬桿，它們們與導(dǎo)軌垂直直，質(zhì)量均為為m、電阻均為R.平行板電容器器的兩金屬板板M、N的板面沿豎直直放置，相距距為d，并通過導(dǎo)線線與導(dǎo)軌ABC、DEF連接.整個(gè)裝置處于于磁感應(yīng)強(qiáng)度度大小為B、方向豎直直向下的勻勻強(qiáng)磁場中中.要使桿P′Q′靜止不動(dòng)，，求：審題破題真真題演練1.應(yīng)用平衡條條件解決電電學(xué)平衡問問題圖7(1)桿PQ應(yīng)沿什么方方向運(yùn)動(dòng)？？速度多大大？(2)從O點(diǎn)入射的帶帶電粒子恰恰好沿圖中中虛線通過過平行板電電容器，則則入射粒子子的速度v0多大？思維導(dǎo)圖答題模板解析(1)設(shè)桿PQ運(yùn)動(dòng)速度為為v，桿PQ切割磁感線線產(chǎn)生的感感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)：E＝BLv(2分)回路電流：I＝

(2分)P′Q′桿靜止，對(duì)對(duì)桿P′Q′受力分析，，有：mgtanθ＝BIL(2分)答題模板聯(lián)立解得：：v＝(2分)根據(jù)據(jù)左左手手定定則則與與右右手手定定則則可可知知，，PQ應(yīng)向向右右運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng).(2分)(2)兩平行板間的電壓：U＝IR (2分)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)，電場力：F＝qE＝

(2分)粒子子沿沿直直線線通通過過平平行行板板電電容容器器，，這這時(shí)時(shí)粒粒子子所所受受的的電電場場力力和和洛洛倫倫茲茲力力相相互互平平衡衡：：答題題模模板板答案

(1)向右運(yùn)動(dòng)點(diǎn)睛之筆此題題為為力力電電綜綜合合問問題題，，考考查查了了力力學(xué)學(xué)知知識(shí)識(shí)的的平平衡衡問問題題和和電電磁磁感感應(yīng)應(yīng)知知識(shí)識(shí).解答答本本題題的的思思路路是是先先通通過過P′Q′靜止止不不動(dòng)動(dòng)、、受受力力平平衡衡分分析析PQ的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方方向向.PQ運(yùn)動(dòng)動(dòng)對(duì)對(duì)P′Q′和電電容容器器供供電電，，帶帶電電粒粒子子在在電電場場、、磁磁場場中中做做勻勻速速直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)受受力力平平衡衡.高考考現(xiàn)現(xiàn)場場(限時(shí)時(shí)：：15分鐘鐘，，滿滿分分14分)(2014