高考物理二輪復習資料Ⅰ專題物體的平衡同步課件

專題一物體的平衡主干知識整合一、幾種常見力的比較力的種類產(chǎn)生原因或條件作用點大小方向重力由于地球的吸引重心G＝mg豎直向下彈力直接接觸、發(fā)生彈性形變接觸面根據(jù)二力平衡或牛頓第二定律判斷；彈簧的彈力：F＝kx與引起形變的力的方向相反(壓力、支持力垂直于接觸面；繩的拉力沿繩指向繩收縮的方向)力的種類產(chǎn)生原因或條件作用點大小方向摩擦力接觸面粗糙；存在壓力；相對滑動

(或有相對滑動的趨勢)接觸面靜摩擦力：0＜f≤fm滑動摩擦力：f＝μFN與接觸面相切，與物體相對滑動或相對滑動趨勢方向相反(與運動方向不一定相反)電場力電場電荷F＝qE(F＝)正電荷受電場力與場強同向，負電荷受電場力與場強反向力的種類產(chǎn)生原因或條件作用點大小方向安培力磁場通電導體F＝BLI(I⊥B)用左手定則判斷(垂直于I、B所決定的平面)洛倫茲力磁場運動電荷F＝qvB(v⊥B)用左手定則判斷(垂直于v、B所決定的平面)二、力的合成與分解1．力的分解的常用方法：按力的實際作用效果分解、正交分解法．2．合力與分力的關(guān)系：等效替代．3．力的合成與分解的規(guī)律：平行四邊形定則(適用于所有矢量的合成和分解，如位移、速度、加速度等)．三、共點力作用下物體(或系統(tǒng))的平衡1．平衡狀態(tài)：物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)．2．平衡條件：F＝0(在正交的兩個方向上平衡：Fx＝0，F(xiàn)y＝0)．四、物體受力分析1．受力分析的步驟(1)明確研究對象：研究對象可以是一個點、一個物體或物體系等．(2)按順序找力：按一重力、二彈力(分析有多少個接觸點，然后根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件分析是否產(chǎn)生彈力)、三摩擦力、四其他力(如電場力、磁場力等)的順序來分析物體受力．防止多力或漏力．(3)畫出力的示意圖：每個力都要標明表示力的符號．2．受力分析的注意事項(1)只分析研究對象受到的力(即研究對象以外的物體對研究對象施加的力)，而不分析研究對象對其他物體施加的力．(2)只分析性質(zhì)力，如重力、彈力、摩擦力、電場力(包括靜電力即庫侖力)、磁場力(洛倫茲力和安培力)等，不分析效果力，如向心力等．(3)分析物體受力時，應關(guān)注力的產(chǎn)生條件、物體運動狀態(tài)(例如物體的平衡、加速運動與減速運動)、力的反作用力．要點熱點探究?探究點一三力平衡問題1．共點力作用下物體的平衡條件物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)時，作用在物體上的所有力的合力為零．2．三力平衡如果物體僅受三個力作用而處于平衡狀態(tài)，則其中任意兩個力的合力與第三個力大小相等、方向相反．可根據(jù)平行四邊形定則，利用直角三角形、相似三角形(或正、余弦定理)等知識，采用合成法、正交分解法、矢量三角形法等方法求解．

例1

[2011·江蘇卷]如圖1－1－1所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為α，重力加速度為g，若接觸面間的摩擦力忽略不計，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為(

)【點評】本題是應用力的合成的方法求解三力作用下物體的平衡問題，下面的變式題則是應用分解的方法求解三力作用下物體的平衡問題．例1

A

【解析】以楔形石塊為研究對象，它受到豎直向下的重力和垂直側(cè)面斜向上的兩個支持力，利用正交分解法可得：2Fsinα＝mg，則

A正確．變式題

[2011·安徽卷]一質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為θ的斜面上．現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F，如圖1－1－2所示，則物塊(

)A．仍處于靜止狀態(tài)B．沿斜面加速下滑C．受到的摩擦力不變D．受到的合外力增大例1

變式題A【解析】

以物塊為研究對象，當沒有施加恒力F時，物塊恰好靜止．對物塊受力分析，物塊受重力、支持力、最大靜摩擦力作用，由平衡條件得：mgsinθ＝μmgcosθ，即μ＝tanθ；當對物塊施加一豎直向下的恒力F時，物塊受重力、支持力、摩擦力和恒力F，假設(shè)物塊仍恰好處于靜止狀態(tài)，則有：(mg＋F)sinθ＝μ(mg＋F)cosθ，同樣得到μ＝tanθ.故物塊仍恰好處于靜止狀態(tài)，此時所受的合力為零，摩擦力增大，選項A正確，選項B、C、D錯誤．?探究點二多力平衡問題1．求解共點力平衡問題的一般思路(1)選擇研究對象；(2)采用整體法或隔離法分析對象受力；(3)根據(jù)平衡條件列方程；(4)聯(lián)立方程求解．2．多力平衡問題如果物體受n個作用力而處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個力與其余(n－1)個力的合力大小相等、方向相反．當物體受四個及以上共點力的作用而平衡時，一般采用正交分解法求解，即把物體受到的各個力沿互相垂直的兩個方向分解，當物體處于平衡狀態(tài)時，有：Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0.建立坐標

標系的原則是：讓盡可能少的力分解．

例2

如圖1－1－3所示，一物塊置于水平地面上．當用與水平方向成60°角的力F1拉物塊時，物塊做勻速直線運動；當改用與水平方向成30°角的力F2推物塊時，物塊仍做勻速直線運動．若F1和F2的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為(

)例2

B【解析】

物體受重力mg、支持力N、摩擦力f、已知力F處于平衡狀態(tài)．將這些力正交分解，根據(jù)平衡條件，有：F1cos60°＝μ(mg－F1sin60°)，F(xiàn)2cos30°＝μ(mg＋F2sin30°)，聯(lián)立解得：μ＝2－

變式題

如圖1－1－4所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長，與豎直方向均成30°角，則每根支架中承受的壓力大小為(

)例2

變式題D【解析】

相機受力如圖所示．其中F1、F2、F3不在同一平面內(nèi)，將它們按水平方向及豎直方向正交分解，由于三根支架與豎直方向的夾角相等，故有：F1＝F2＝F3＝F，根據(jù)平衡條件有：3Fcos30°＝

mg，解得：F＝mg，D正確，A、B、C錯誤．?齒探究情點三斤物窗體組竿的平羞衡問迷題求解辱物體輪組(連接蜂體)平衡致問題脖的方法法1．整貌體法忌：當哥幾個藍物體鎮(zhèn)緊挨流、相棚連時炸，通按常稱追這些越物體影為連期接體兼．若氧這些鋒物體摸的加啊速度而相同幸，則濟將它崖們作隱為一貧個整象體來槐研究境，對見這個瞎整體鬼進行哪受力朗分析采，這世種方晶法就補是整此體法祖．2．隔慣離法精：把學研究販對象快從周材圍物茂體中些隔離疑出來徒，只邪分析謎其他海物體諒對該踢物體塑的作攤用，描不考牌慮這變個物幅體對毫其他神物體孕的作檢用，茄這種票分析助的方燒法稱渾為隔志離法具．當扇連接角體內(nèi)絞的物餡體加觸速度董不相稀同時皮，常陸采用擊隔離跳法；少若連遣接體旅內(nèi)物禍體的斧加速側(cè)度相放同，艙但要她求連炊接體燒內(nèi)物揉體的馬相互狗作用遲力時誰，也踏要采洞用隔丘離法輔．3．同勒一題釘目中柱，往威往整舍體法研和隔炸離法重都要星用到釣，這瓣時可摧先用嚷整體財法分低析，雖再用看隔離唯法分佛析．

例3

[2011·海南卷]如圖1－1－5所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對斜劈的摩擦力(

)A．等于零B．不為零，方向向右C．不為零，方向向左D．不為零，v0較大時方向向左，v0較小時方向向右例3A【解抽析】取斜傲劈和喂物塊階組成澤的整佳體為仍研究鳥對象輕，因慨物塊反沿斜偶面勻英速下?lián)?、滔斜劈割靜止徒，故破說明稻系統(tǒng)凍水平處方向里加速泰度為肺零，嚇由牛保頓第打二定婦律可傳知，料水平黑方向笑合外裁力為堆零，破故地蒸面與醒斜劈恩間沒決有摩瓜擦力艷，A選項盈正確晝．【點傳評】肅本美題也么可應加用隔江離法掃求解化，即炭分別勝物塊躺和斜鈔劈進屈行受智力分透析，舟結(jié)合菜平衡籍條件額和牛懇頓第練三定紙律求嘗解．蟲物體號組整臂體以罰共同爐的加解速度縫一起觸運動風和整尾體處球于平籃衡狀椒態(tài)情態(tài)況下斜均可灣應用適整體鮮法解栽題．石物體僅組各陸部分遲運動靈的加叛速度夜不同年時，直可應涂用隔膊離法隙求解縱．變式題

如圖1－1－6所示，傾角為α的三角滑塊及其斜面上的物塊靜止在粗糙水平地面上．現(xiàn)用力F垂直作用在物塊上，物塊及滑塊均未被推動，則滑塊受到地面的靜摩擦力大小為(

)A．0B．FcosαC．FsinαD．Ftanα例3

變式題C【解析】

取物塊及三角滑塊整體為研究對象，受力如圖所示．將力F沿水平方向及豎直方向分解，由平衡條件可得：f＝Fsinα，C正確．【備貨選理暑由】廊本佩題考雪查了爆三力搬平衡多問題挪，試掘題與煉生活撓實際蓋相結(jié)露合，胡難度被適合邪廣東妥高考墊的特沸點．1．國椒家大翁劇院機外部狗呈橢藥球型沖．假排設(shè)國參家大潔劇院仿的屋疲頂為區(qū)半球陜形，堅一保撒潔人蓄員為沈執(zhí)行囑保潔凍任務照，必竭須在專半球虛形屋灘頂上維向上摧緩慢悔爬行(如圖企所示)，他凱在向奧上爬敬的過技程中()A．屋頂對他的支持力不變B．屋頂對他的支持力變大C．屋頂對他的摩擦力不變D．屋頂對他的摩擦力變大【解析】B人在屋頂上爬行時受到三個力，如圖甲所示．將這三個力構(gòu)成一個閉合三角形，如圖乙所示．由幾何關(guān)系可看出：f＝mgsinθ，而N＝mgcosθ，當人向上爬行時，θ變小，則f變小、N變大，故選B.【備竟選理刻由】創(chuàng)本凈題既寫考查指了正視交分扯解法峽的應娛用，膛又考炊查了食根據(jù)探物體趣受到指的除撈彈力元以外乒的其漏他外鳳力，份結(jié)合爆物體貌的運布動狀寫態(tài)，您確定帶是否則存在魄因微仿小形證變引厲起的耗彈力效．2．如京圖所厭示，躬傾角幼為30伯°的斜申面固送定于單豎直紛墻上暴，一艘質(zhì)量桿分布臉均勻妖的光畢滑球閃，在僑水平苗推力F作用夠下靜紐奉止在仰如圖除所示湖的位現(xiàn)置，F(xiàn)的作無用線鮮通過暫球心早．設(shè)墓球所萌受的狡重力點為G，豎碼直墻汪對球敞的彈控力為FN1，斜膛面對守球的嶄彈力母為FN2.下列淹說法蝴正確關(guān)的是()A．FN1一定等于F

B．FN2一定大于FN1C．FN2一定大于GD．F一定小于G【解扎析】C小球偽受重