专题三力物体的平衡 精选

1、高三物理第二轮复习第1页共7页、复习目标:剽力分析专题三力物体的平衡L重力弹力善摩擦力万有引力电场力、安培力、洛伦兹力、分子万1合成与分解物体的平衡状态共点力平衡的条件二、最新考纲:相互作用与 物体的平衡滑动摩擦力.动摩擦因数、静 摩擦力形变、弹性、胡克定律 矢量和标董 力的合成和分解共点力的平衡三、要点精讲：hft见S种力的比«产生原因大小方向由于地球的«引而产生同一«休从赤道到两极 直力增大$冑地面高1 力越小除此以外的常见 情境中重力只与质*成 正比不随物体位置或运 动状杰而改变.竖直向下.即垂直于水平面 向下不一定垂直F地面向 下也不一定指向地心.

2、1;賂堆球自转时力 近就等于万有引力«或失*状忘下的赫 体仍受*力作用-弹力接融发生*性形变弹性形变童越大弹力 tt大胡克定律F=; tn在更多情况下弹 力的大小取抉于体 的运动狀杰及所受其 他力的fit况应运用平 術妖件或牛顿运动定 律分析.面接M时“垂直于接M面学 点与面接僵时，垂直于面 （咸曲面的切面h套在光摘 ff上时与杆垂直定在 杆上时申不一定垂直杆绳 的拉力沿着«且指向*收 缩的方向.|：11:1超出弹性限度时«休 将发生永久形变力 的产生和方向与弹力 形变有关高三物理第二轮复习第3页共7页I接融且冇弹力I接触«擦力粗ttaw相对运动或相对运

3、动超蜉.I#静隙擦力在零到最大 静»«力之旬取值.由 运动状态及所受貝他 力决宦.几皿=汕3 滑动按力大小：F/r /丹动»擦0»小r L 量大静按力稍大尸 滑动#擦力般叮认 为«人糠力等于 潸动»擦力.»擦力的方向总是ffi相対 运动或相对运动趋势方向 相反-注意曄擦力的向 物体的运动方向没有 必然的联系.常动擦力欠小廿相 对运幼速度大小及匀 連或变速均无关.电场力的乘积成iLtt.Hi距离 的半方成反比”点电荷间的库仑力真 空中两个点电荷间的! 相互作用作用力的方:诃沿两点电何 的连线同号排底开号相®电场对处于

4、其川的电荷的作円F=qE电场力等J电 号电场强度的乘积正电荷受力方向与场强力M致”负电荷则相反«场对通电导线的作 用力f安培力J安培力址运动电荷受磷 场力件用的宏覩丧现? = H/Lsin为k .磁场与电流的夹角m.F左皿则磁场力«场对运动电荷的作 用力"'0 H鷲:当G二打忖F二叭带电 粒子平行F磁场方向 运功受洛伦兹力2.受力分析的方法及要领 首先明确研究X象.隔离法:将研究濛从周环境中分离出来 加的力(而不是研究X象施加缭它物体的力,使之与其它物体分隔开，分析周!其它物体蒯究象施).整体法:在理题卩可根据需要将两个或多个相对位置不邈物体系作为一个整体

5、 象,分析周0其它物体对物体系施加的力用整体法时只分析系统以外的物体標统加的力内部各部分之间勺相互作用均不再考虑假法:在未知某力是否存在时,可先其作出存在或不存在的假设,然后根据假设物体的运状态 是否；生影响来判断假设是否成立.注意:,以整体潮究,系统 研究象的受力駆常只画出根据性质来命名的力，不要把按效果分解的力或合成的合力分析进去,受力完成后再进行力的合成或分解. 区分内力和外力时要根据研究豫的取范围 在难确定某些受力情况时可先根据物体的运动犬态I运用平衡条件或牛顿运定律作出判断.3.合力和分力的关系合力与分力的作用效果是等效的 关系如下:(1) 合力可大于、等于或小于任一分力(2) 当两

6、分力大小一定时合力随着两分力的夹角a增大而减小，减小而增大.合力的大小范围i IFi一 F2 I < F 合 W Fi + F 2.,二者是“等效代替”关系 ，具有同物性和同时生的特点,二者的大小(3)两分力角a定且其中一个分力大小也一定时,随另一分力的增大，合力F可能逐渐增大，也可能逐渐减小，也可能先减小后增大.4.将一个力沿两个方向分解时的定解条件高三物理第二轮复习(1)已知合力和它的两个分力的方向,求两个分力的大小,有唯一解 ；,已知合力和其中一个分力(大小、方向),求另一个分力的大小和方向，有唯一解；巳知合力和两个分力的大小，求两分力的方向:F>Fi+F2,无解；F=Fi+

7、 F 2有唯一解,F ,和F2跟F同向；F=F- F 2,有唯一解，F 1和F2与f反向；I Fi 一 Fz I < F合W F + F 2,有无数谿(若限定在某一平面内有两组). 若 若 若 若 (4)巳知合力 F和F的大小、Fz的方向(F2与合力方向的夹！为!：Fl vFsin e卩无解；Fl =Fsin e 时有唯一解；FsinevFvF 时有两解 ;Fl > F卩有唯一解. 当 当 当 当5. 平衡状态I平衡条件物体的平衡状态是指静止或匀速直线运状态物体是否奸平衡状廳判定方法:(1) 从运潇度考虑当物体的速度大小、方向不变时,物体处f平衡状态物体的速度为零卩不一定处F平衡状

8、态只有物 体的加速度为P卩物体才延平衡状态(2) 从受力角度考虑，或作用线相交于一点的几个力.共点力的平衡条件是合力为零.可得共点力是指作用在物体的同一点如下推论 物体于平衡状閒,所受的某一个力与其余力的合力等大反向； 物体在同一平面上的三个不平行的力的作用下处 于平衡状态t，三个力(或其延长必交于一点(三力交原理)； 物体在三个共点力作用下处于平衡状态e ,表示三个力的有向线段可以缄一个矢量三角形.a. 二力平衡的条件是大小相等、方向相反、在一条直线 上.在同一条直线上的多个力平衡的条件是沿一个方向，所有力的代数和等于反方向上所有力的代数和.,方向相b. 三力平衡的条件是这三个力的合力必为零

9、;其中任意两个力的合力与第三个力必大小相等反.C处四个或四个以上共点力的平衡问题的一般方法是:1) 建立xOy坐标,使Ox Oy轴尽量多的力重合；2) 将所有力沿Ox Oy方向行正交分解；3) 利用F<合=0,Fy合=0求解.6. 分析平衡I、题的基本思路(1选研究獴(整体法或隔离法 )(2)确定物体是否处于平衡状态加速度琴)(3行受力分析(画出准确规范的受力示意图几何三角形法或其他数学方法(4)建立平衡方程 (灵活运用平行四边形定则正交分解法、矢量三角形法、并求解.7. 分析平衡I、题的常用方法(1)正交分解法.利用力的正交分解法可以求几 一般地，当物体受三个以，往往按解题需要力的正交

10、分解法是将已知力按互相垂直的两个方向进 行分解的方法 个已知共点力的合力，它能使不同方向的矢量运算简化同一直线的量运算上的共点力作用时用正交分解法为好.正交分解的每一个力不一定按实际效进分解 分解，原上使更多的力落在互相垂直的坐标上.第11页共7页(2) 合成法或分解法当物体受三个力作用而平衡时，用合成法或分解法求解较为方便 合成法:将平衡物体所受的某一力以外的其它力进行合成 大、反向、共线)特点进行求解. 分解法:将物体所受的某一力按其作用效果进行分解(3) 力的矢量三角形法则这是由力的平行四边形定则变化而来的 表示这三个力的有向线段的箭头、箭尾首尾相接 数学知识来求解未知力.,再利用该力与

11、其它力的合力平衡,从而求出其它的力，当物体受到同一平面内三个互不平行的力的作用而平衡时,构成一个矢量三角形.常用正、余弦定理或相似三角形等(4)相似三角形法 如果在对力利用平行四边行定则根据相似三角形对应边成比例等性质求解(5)正弦定理 如果在对力利用平行四边行定则据正弦定理求解.注意当两个力的大小变化受它们之间方向关系影响时(动态平衡)(或三角形定则 )运算的过程中(或三角形定则 )运算的过程中,力的三角形与几何三角形相似,力的三角形中有两个已知角,根据几何平行四边形定则及其夹角跟对角线长短的关系分析力的大小变化情况，具有直观、简便的特点此类问题最具代表性的题目是物体受三个力的作用而平衡，其

12、中一个力为恒力力的大小方向都改变时，讨论变力的变化情况.一般常用矢量三角形法和几何三角形法四、经典例题1.关于摩擦力效果的讨论摩擦力尽管阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势 摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力可能是阻力,则可,则可根,利用邻边,尤其在定性研究中经常用到,第二个力方向不变,另一个,但物体是否运动一般是以地面为参照系的,也可能是动力.,都既可能对物体做功，也可能不做功,因此当研究摩擦力做功时，无论是静摩擦力还是滑动摩擦力对物体做正功，也可能做负功.【例题1】将一箱货物无初速地放在水平匀速运动的传送带上，当货物与传送带达到相同速度时始加速，一段时间后又开始减速，在加速和减速过程中货物始

13、终与传送带一起运动车将货物甩出.试分析:(1) 各运动阶段货物所受的力及其做功情况；(2) 若在货物与传送带达到相同速度之前传送带开始加速 变化情况.【针对训练1】一圆盘可绕一通过圆盘中心;既可能,传送带开,直到最后阶段传送带刹,试分析加速前后货物所受的力及其做功功率的0且垂直于圆盘面的竖直轴转动匀速转动时,木块随圆盘一起运动,则木块受力情况是A. 重力、支持力、指向圆心的摩擦力B. 重力、支持力、背离圆心的力C重力、支持力、指向圆心的摩擦力和背离圆心的力D重力、支持力2.在不同的连接装置中重力、各种弹力及各种摩擦力的有无、大小方向判定【例题2】物体 B放在物体 A上,A、B的上下表面均与斜面

14、平行，如图.当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面 C向上做匀减速运动时A. A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B. A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C. A B之间的摩擦力为零D. A、B之间是否存在摩擦力取决于,在圆盘上放一木块A,当圆盘A B表面的性质【针练2】 如所示，小在恒力作用下沿水平地面做直线运动由此可判断)A. 若地面光滑，小一定受三个力的作用B. 若地面粗糙，小车能受三个力的作用C若小做匀速运动则车定受四个力的作用D若小欷加速运动则车能受三个力的作用3.合力和分力的大小关系【例题】在研究共点力的合成的实验角9的关系W列法正确的是A.合力的最大变t范是2N< FW12N,某同

15、学得到如图所示的合力F与两分力I F/NB.合力的最大变t范是2N<C两个分力的大小分别为2N和10N8N8ND.两个分力的大小分别为6N和【对训3】一个物体在四个共点力的作用下处于静止状态当其中一个大0卩物体所受合力的大小变为()0(151.5to小为的力沿丿时转过B.a2FC.D.2F4磁力的方向判断与大小计算【例题地面附近空间中有水平方向的匀强电场匀磁场已知磁境向垂直于缅向里，一个带油滴沿着一条与竖方向成a角的直线IN运动所示,由此可判断A. 如果油滴带EH它是从B. 如果油滴带EH它是从C如果水平电方向向右D.如果水平电方向向左XXXXXX冥M点运到N点运到,油滴是从,油滴是从【

16、对练4】一个带微粒在示的正交匀弓电场匀磁场在直面内做匀速周运动该电微粒必然带 知半径为场强为磁感度速为旋方向为若已5.三力平衡I、题(1)三力液原理【例题】重力遊的均I杆一端放在粗糙的水平面上,另一端系在一条水平绳上,杆与 水平面成a角，如所示，已知水平绳张大小为求地面对f下端的作用力大小和 方向.【对练5】如所示小木城在倾为的斜面上，它在一个水平向右的力F(FM 0)的作用下止状樽直向上为轴正方向，小木受到斜面的支持力与摩擦力的合力的方向可能是A. 沿Y轴方向B. 向右上方 C向左上方处静()D.向左上方,与y轴角小于，与y夹角小于，与y轴角于(2)合成法或分解法合成法与分解法的理论依据是相

17、同的,但在表述上有明显区别高三物理第二轮复习【例题6】如图所示，电灯的重力为G=10N,AO绳与顶板间的夹角为 o,B0绳水平，则AO绳所受的拉力F和BO绳所受的拉力F2分别为多少？0 =45【针对训练 6】某压榨机的结构如图所示.其中不计的滑块，通过滑轮可沿光滑壁移动,D为被压榨的物体一垂直于壁的压力 F时,物体P所受的压力等于 :B为固定铰链,C为质量可忽略.当在铰链 A处作用(3)相似三角形法【例题7】如下图所示，光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力 绳的拉力 F及半球面对小球的支持力Fn的变化情况.F由底端缓慢拉向顶端的过程中,试分析【针对训练 7】已知如上图所示 静止时A B相距为d

18、.为使平衡时 AB间距离减为A B的电荷量都减小到原来的一半B的质量增加到原来的8倍A、B的电荷量都减小到原来的一半A B的质量都增加到原来的A. 将小球B. 将小球C. 将小球D. 将小球,带电小球 A B的电荷分别为d/2可采用以下哪些方法,同时将小球 B的质量增加到原来的Q、Q.OA=O崖E用长L的丝线悬挂在()(4)矢量三角形法a的光滑斜面上，试分析挡板 AO与斜面的夹角多大时,A0所【例题8】如图所示，质量为 m的球放在倾角为 受压力最小？O的点电荷-Q相连，下端固定一质量，点电荷+Q静止于光滑水9 .关于点电荷十 Q的受力情况，下列判断正确06. 包括静电力、安培力等在内的共点力平

19、衡问题【例题9】如图所示,细线0P上端与固定于悬点为m的点电荷+Q在图中空间内施加水平向右的匀强电场后 平面上的 P点,0P与竖直方向的夹角为 的是A.水平面对点电荷 +Q的支持力可能为零B细线OP对点电荷+Q的拉力可能为零C若将点电荷 +Q从0点正下方的 0点由静止释放 ，则点电荷+Q会移动到 P点停下D若水平支持面离悬点0足够近，则点电荷+Q有可能脱离支持面而 “飘”起来第6页共7页高三物理第二轮复习,电场方向竖直向上,如下图所示,有一倾角为 9、足够长的光滑绝缘斜面.有一质量为.若迅速把电场方向反转为竖直向下【针对训练 8】 如图所示,两个人小相冋的小球带有冋种电荷 分别为qi和q2.用细绝缘线悬挂后 ，因静电力而使两悬线张开 均为a .且两球同处一水平线上 ，则下述结论中正确的是A. q 定等于 qB. 一定满足 qi/mi=q2/m>c. m 定等于 mD.必须同时满足qi=q2,m=m27. 共点力在某一分方向的平衡问题【例题 1C】在相互作用