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专题一 物体的平衡 专题一 物体的平衡 专题一 │ 主干知识整合 主干知识整合 一、几种常见力的比较 力的 种类 产生原因或 条件 作用 点 大小 方向 重力 由于地球的吸引 重心 G＝mg 竖直向下 弹力 直接接触、发生 弹性形变 接触 面 二力平衡 与引起形变的力方 或牛顿第 向相反；压力、支 二定律； 持力垂直于接触面； 弹簧的弹 绳的拉力沿绳指向 力：F＝ 绳收缩的方向 kx 专题一 │ 主干知识整合 摩擦 力 接触面粗糙；存在 压力；相对滑动 (或有相对滑动的 趋势) 接触 面 静摩擦力： 0＜Ff≤Ffm 滑动摩擦力 ：Ff＝μFN 与接触面相切，与物 体相对滑动或相对滑 动趋势方向相反(与运 动方向不一定相反) 电场 力 电场 电荷 F＝qE(F＝) 正电荷受电场力与场 强同向，负电荷受电 场力与场强反向 安培 力 磁场 通电 导体 F＝ BLI(I⊥B) 用左手定则判断(垂直 于I、B所决定的平面) 洛伦 兹力 磁场 运动 电荷 F＝ qvB(v⊥B) 用左手定则判断(垂直 于v、B所决定的平面) 专题一 │ 主干知识整合 二、力的合成与分解 1．常用方法：合成法、分解法(按实际力的作用效果分 解)、正交分解法。 2．合力与分力的关系：等效替代 3．平行四边形定则适用于所有矢量的合成和分解，如位 移、速度、加速度等。 三、共点力作用下物体(或系统)的平衡 1．平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态。 2．平衡衡条件：F＝0 (正交分解Fx＝0，Fy＝0) 专题一 │ 主干知识整合 四、物体受力分析 1．受力分析的步骤 (1)明确研究对象，研究对象可以是一个点、一个物体或物 体系等。 (2)按顺序找力：①先分析是否受重力；②分析接触力：接 触力中先分析弹力，后分析摩擦力。应逐个分析研究对象跟其它物 体接触处的弹力和摩擦力；③分析电场力、磁场力等。 (3)画出受力图，每个力都要标明表示力的符号。 (4)防止多力和漏力：①检查画出的每个力能否找到施力物 体，如果没有施力物体，则该力不存在；②检查物体在受力分析的 基础上，能否使物体处于题目给定的运动状态(静止、匀速、变速)。 专题一 │ 主干知识整合 2．受力分析的注意事项 ①只分析研究对象受到的力(即研究对象以外的物体对研 究对象施加的力)，而不分析研究对象对其它物体施加的力。 ②只分析性质力，如重力、弹力、摩擦力、电场力(包括 静电力即库仑力)、磁场力(洛伦兹力和安培力)等，不分析效果 力，如向心力等。 ③分析物体受力时，应关注力的产生条件、物体运动状态 (例如物体的平衡、加速与减速)、力的反作用力。 专题一 │ 要点热点探究 要点热点探究 ► 探究点一 三力平衡问题 (1)共点力作用下物体的平衡条件： 物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，作用在物体 上的所有力的合力为零。 (2)三力平衡： 如果物体仅受三个力作用而处于平衡状态，则其中任意两 个力的合力与第三个力大小相等、方向相反。可根据平行四边 形定则，利用直角三角形、相似三角形(或正、余弦定理)等知 识，采用合成法、分解法、三角形法、正交分解法、封闭三边 形法等方法求解。 专题一 │ 要点热点探究 例1 [2011·江苏卷] 如图1-1-1所示，石拱桥的正中央 有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α， 重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面 所受弹力的大小为( ) 图1-1-14 专题一 │ 要点热点探究 A 【解析】 以楔形石块为研究对象，它受到竖直向下 的重力和垂直侧面斜向上的两个支持力，利用正交分解法可 得：2Fsinα＝mg，则F＝ ，A正确． 【点评】本题是应用力的合成的方法求解三力作用下物 体的平衡问题，下面的变式题则是应用分解的方法求解三力 作用下物体的平衡问题． 专题一 │ 要点热点探究 [2011·安徽卷] 一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ 的斜面上．现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图1-1-2 所示．则物块( ) A．仍处于静止状态 B．沿斜面加速下滑 C．受到的摩擦力不变 D．受到的合外力增大 图1-1-2 专题一 │ 要点热点探究 专题一 │ 要点热点探究 ► 探究点二 多力平衡问题 (1)求解共点力平衡问题的一般思路 专题一 │ 要点热点探究 (2)多力平衡问题：如果物体受n个作用力而处于平衡状态，则 其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反。 当物体受四个及以上共点力的作用而平衡时，一般采用正交分 解法求解，即把物体受到的各个力沿互相垂直的两个方向分解， 当物体处于平衡状态时有：Fx合 ＝0，Fy合 ＝0。如果物体在某 一方向上做匀速运动或者静止，则这个物体在此方向的合力为 零。 当物体受四个及以上力的作用而平衡时也可采用分解法求解， 如例2。 专题一 │ 要点热点探究 例2 如图1-1-3所示，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、 BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆，转轴C在AB中点 D的正下方，AOB在同一水平面上，∠AOB＝90°，∠COD＝ 60°。若在O点处用轻绳悬挂一个质量为m的物体，则平衡后 绳AO所受拉力的大小为( ) 图1-1-3 专题一 │ 要点热点探究 专题一 │ 要点热点探究 专题一 │ 要点热点探究 【点评】选取O点为研究对象进行受力分析，将O点受 到的不在同一平面的多力平衡问题，利用等效替代的物理 方法，转化为水平面和竖直面内的平衡问题，并用力的分 解的方法求解，是解答本题的有效方法．下面的变式则是 应用正交分解法解平衡问题． 专题一 │ 要点热点探究 ► 探究点三 物体组的平衡问题 求解物体组(连接体)平衡问题的方法 1．整体法：选取几个物体组成的整体为研究对象，进行 受力分析的方法。当只涉及系统外力而不涉及系统内部物体之 间的内力以及整体的加速度问题时，通常选取整个系统为研究 对象，不必对系统内部物体隔离分析。 2．隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来受力分析 的方法。当涉及系统内各物体之间的作用力或加速度时，通常 选取隔离体为研究对象。隔离法不仅能求出其他物体对整体的 作用力，而且还能求出整体内部物体之间的作用力。 同一题目中，若采用隔离法，往往先用整体法，再用隔离法。 专题一 │ 要点热点探究 例3 [2011·海南卷] 如图1-1-4所示，粗糙的水平地面上有 一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保 持静止，则地面对斜劈的摩擦力( ) A．等于零 B．不为零，方向向右 C．不为零，方向向左 D．不为零，v0较大时方向向左， 图1-1-4 v0较小时方向向右 专题一 │ 要点热点探究 A 取斜劈和物块组成的整体为研究对象，因物块沿斜面 匀速下滑、斜劈静止，故说明系统水平方向加速度为零，由牛 顿第二定律可知，水平方向合外力为零，故地面与斜劈间没有 摩擦力，A选项正确． 【点评】本题也可应用隔离法求解，即分别物块和斜劈进 行受力分析，结合平衡条件和牛顿第三定律求解．物体组整体 以共同的加速度一起运动和整体处于平衡状态情况下均可应用 整体法解题．物体组各部分运动的加速度不同时，可应用隔离 法求解． 专题一 │ 要点热点探究 变式题 如图1-1-5所示，在水平传送带上有三个质量分别 为m1、m2、m3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L， 劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因 数为μ，现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按 图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间 的距离是( ) A．2L＋μ(m2＋m3)g/k B．2L＋μ(m2＋2m3)g/k C．2L＋μ(m1＋m2＋m3)g/k D．2L＋μm3g/k 图1-1-5 专题一 │ 要点热点探究 专题一 │ 教师备用习题 教师备用习题 【备选理由】带电体在电场力或磁场力作用下的平衡问题， 既考查了共点力的平衡条件的应用，又考查了电场或磁场对电 荷的作用，符合课标考题解决“题量少考点多”问题的特点． 1．如图所示，将一带正电小球放置在光滑绝缘斜面 上．若A、B图中加匀强电场 E，C、D图中加匀强磁场B，则 小球可能保持静止的是( ) 专题一 │ 教师备用习题 专题一 │ 教师备用习题 B 【解析】 A图中，小球受竖直向下的重力和水平向 左的电场力，这二力的合力斜向左下方，斜面的弹力不可能与 之平衡，故选项A错误．B图中，小球受竖直向下的重力和竖 直向上的电场力，这二力若等大反向，则能平衡，选项B正 确．C、D图中，小球受竖直向下的重力和斜面的弹力，磁场 对静止的电荷无洛伦兹力作用，不可能平衡，选项CD错误． 专题一 │ 教师备用习题 【备选理由】本题既考查了正交分解法的应用，又考查了 根据物体受到的除弹力以外的其它外力，结合物体的运动状态， 确定是否存在因微小形变引起的弹力． 2.如图所示，倾角为30°的斜面固定于竖直墙上，一质量 分布均匀的光滑球，在水平推力F作用下静止在如图所示的位 置，F的作用线通过球心．设球所受的重力为G，竖直墙对球 的弹力为FN1，斜面对球的弹力为FN2.下列说法正确的是( ) 专题一 │ 教师备用习题 A．FN1一定等于F B．FN2一定大于FN1 C．FN2一定大于G D．F一定小于G 专题一 │ 教师备用习题 C 【解析】 小球受重力G、水平推力F、墙对球的水 平弹力FN1、斜面对球的支持力FN2共四个力作用．将FN2沿水 平和竖直方向正交分解，根据平衡条件知：F＝F2＋FN1，G＝ F1＝FN2cos 30°.选项C正确． 专题二 牛顿运动定律与直线运动 专题二 牛顿运动定律与直 线运动 本课件仅供展示之用，内容设错留白，请勿作为正式文件使用。 全品高考网/全品图书（页面右上角） http://gk.canpoint.cn/CanPointBooks.aspx 免费下载