（广东版）高三物理第二轮专题复习（专家概述+解题思路与方法+专题测试）专题一 各种性质的力和物体的平衡.doc

专题一 各种性质的力和物体的平衡 【专家概述】 一、本专题的重点和难点内容 现阶段各种性质的力涉及到重力（本质是万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力（安培力、洛仑兹力）、核力。重点有：重力（本质是万有引力）、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛仑兹力。 1、重力（本质是万有引力）：在地面上的物体都有重力，在对物体进行受力分析时最容易忽略的力。重力的计算公式=，重力的方向是竖直向下。在地球的南北极和赤道上指向地心。在其它纬度指向地心附近，这是因为物体随地球做圆周运动，需要向心力，此时万有引力为合力，重力和向心力为分力，万有引力指向心力，重力指向地心附近。 2、弹力：物体发生弹性形变而产生的力，方向与形变方向相反，通常垂直接触面。弹簧的弹力。 3、摩擦力：分为静摩擦力和滑动摩擦力。不论是静摩擦力还是滑动摩擦力，摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反，即可以与物体的运动方向相同，也可以与物体的运动方向相反，还可以与物体的运动方向垂直。静摩擦力没有计算公式，可用平衡或牛顿第二定律等方法列方程求出。静摩擦力满足0ffm。 滑动摩擦力有计算公式，。摩擦因数由接触面的性质决定。摩擦力的方向与接触面平行。 4、电场力：带电物体在电场中一定受到电场力，有计算公式。电场强度e由电场本身决定，与其它因素无关。带正电物体所受电场力方向与电场强度e的方向相同。 5、磁场力：通电导体放在磁场中可以受安培力（电流方向与磁场方向不平行，即有夹角），也可以不受安培力（电流方向与磁场方向平行，即夹角为零）。计算公式。安培力的方向与电流方向和磁场方向所决定的平面，f安b，f安i，符合左手定则。 带电物体在磁场中运动时可以受洛仑兹力（带电物体运动方向与磁场方向不平行，即有夹角），也可以不受洛仑兹力（带电物体运动方向与磁场方向平行，即夹角为零）。计算公式。洛仑兹力的方向与带电物体运动方向和磁场方向所决定的平面，f洛b，,f洛v，符合左手定则。 6、物体的平衡是物体一直处于静止状态或者匀速直线运动状态，而不是瞬间静止。物体的平衡条件是合外力等于零。 二、本专题的解题思路与方法 1、基本思路与常用解题方法 首先认真审题，确定研究对象及运动状态，列出已知条件、所求问题。其次对研究对象进行受力分析，建立直角坐标系，将各力沿坐标轴分解，用平衡条件建立方程，解方程组得出结果，最后对结果作出合理判断。 确定研究对象及运动状态、作好受力分析图是解题的关键。 确定研究对象通常用整体法或隔离法。处理各力之间的关系时通常用力的三角形法、力的合成法、力的分解法、正交分解法、二力平衡、正弦定理、余弦定理、勾股定理等等。 2、临界、极值问题 处理临界或极值问题时通常有两种方法解析法和图象法。所谓解析法就是找出物理变量之间的数学函数关系，然后用数学手段求出函数极值，如二次函数极值、分式极值、三角函数极值。所谓图象法就是画出各力之间的关系，将变化的力作出大中小三种可能的图象，从图象中找出极值。 【经典例说】 例1 （海南高考）如图所示，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45，两者的高度差为.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物.在绳子距a端的c点有一固定绳圈.若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为（ ） a b2 c d 分析：由题意可知，挂上钩码后，钩码与重物会达到新的平衡，如图所示。 解：如图所示，研究质量为m2的钩码，物理关系，几何关系，所以，选项c正确，选项abd错误。 答案：c 小结：画出新的力平衡图至关重要。 变式训练fa（广州二模）如图所示，力f垂直作用在倾角为的三角滑块上，滑块没被推动，则滑块受到地面的静摩擦力大小为（ ） a0 bfcos cfsin dftan（海南高考）如图所示，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，v0较小时方向向右 例2 （福建高考）如图所示，一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为和的物体和。若滑轮有一定大小，质量为且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦。设细绳对和的拉力大小分别为和，已知下列四个关于的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析判断正确的表达式是（ ） a. b. c. d. 答案：c 分析：若=，系统将处于静止状态，由已有物理知识可知=m1g。 解：将=代入四个表达式中，满足=m1g的即为正确的。据此可判断选项c正确，选项abd错误。 小结：此题提示我们考虑问题应该先从简单情况入手，这也符合物理科学研究的规律。此题考查意图非常明显，深刻体现新课标对物理教学的要求。如果按常规方法解此题，则会深陷繁杂的计算中，稍不慎就出错，甚至一开始就会出现列式错误。如，误认为和相等，其实他们不等。 变式训练ab（潮州二模）如图所示，物体a和b的重力分别为9n和4n，不计弹簧秤和细线的重力和一切摩擦，以下说法正确的是：（ ） a弹簧秤的读数为9n b弹簧秤的读数为4n ca与地面的弹力为0n d绳对a的拉力及a受的重力是一对平衡力（广州调研）如图所示，水平地面上质量为m的物体，与地面的动摩擦因数为，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动.弹簧没有超出弹性限度，则（ ） a、弹簧的伸长量为 b弹簧的伸长量为 c物体受到的支持力与对地面的压力是一对平衡力 d弹簧的弹力与物体所受摩擦力是一对作用力与反作用力 例3 （江苏高考）如图所示，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，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（ ） a b c d 答案：a 分析：只要准确画出石块所受三力，把其归入力三角形或者用正交分解法，结果易得。 解：如图所示，向上的两个力的分力与重力一定等大反向。，选项a正确。选项bcd错误。 小结：三个力的平衡问题，通常使用二力平衡思想等大反向。四个力及以上的平衡问题，通常使用正交分解法。本题考查物体平衡知识，出错考生可能是题目读不懂，弄不清怎么回事，当然无法解题. 变式训练（惠州三调）如图所示，物块在力f作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受的摩擦力ff与拉力f的合力方向应该是（ ） a水平向右 b竖直向上 c向右偏上 d向左偏上（广东高考）如图所示，水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点p在f1、f2和f3三力作用下保持静止，下列判断正确的是：（ ） af1f2f3 bf3f1f2 cf2f1f3 df3f2f1 例4 （福建高考）如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行.初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的a处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的-图像(以地面为参考系)如图所示乙所示.已知，则（ ） at2时刻，小物块离a处的距离达到最大 b t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 c0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 d0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 答案：b 分析：当小物块速度为零时，小物块离a处的距离达到最大，为t1时刻，选项a错误； t2时刻，小物块与传送带速度相等了，相对传送带滑动的距离达到最大，选项b正确；0t2时间内，小物块的斜率没变，加速度没变，合外力没变，受到的摩擦力方向没变，一直向右，选项c错误；0t2时间内，小物块始终受到大小不变的滑动摩擦力作用，t2t3时间内，由于小物块与传送带速度相同，二者相对静止，小物块不受摩擦力作用，选项d错误. 解：选项b正确。选项acd错误。 小结：选项a、b中的问题，关键在选择参照物。当物体与参照物的速度相等时，距离最远。选项c、d中的问题，摩擦力的方向永远与相对运动方向相反。关键也是参照物。此题考查传送带、摩擦力、牛顿运动定律、速度图象等知识点. 变式训练（惠州一调）人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示，下列说法中正确的是：（ ） a人受到重力和支持力的作用 b人受到重力、支持力和摩擦力的作用 c人受到的合外力不为零 d人受到的合外力方向与速度方向相同（揭阳一模）如图所示，放在水平面上的物体受到一个水平向右的拉力f作用而处于静止状态，下列说法中正确的是（ ） a物体对水平面的压力就是物体的重力 b拉力f和水平面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 c物体受到四对平衡力的作用 d物体受到的合外力为零 例5 f（安徽高考）一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上.现对物块施加一个竖直向下的恒力f，如图所示.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 答案：a 分析：由于质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上，说明斜面对物块的作用力与物块的重力平衡，斜面与物块的动摩擦因数=tan.对物块施加一个竖直向下的恒力f，相当于物块的重力变大了，斜面对物块的作用力也相应变大，使得合力仍然为零，故物块仍处于静止状态，选项a正确，选项b、d错误.摩擦力由mgsin增大到(f+mg)sin，选项c错误. 解：选项a正确。选项bcd错误。 小结：如果轻