北京四中高三物理二轮复习教学案受力分析与平衡问题

1、第二轮高三复习压力分析与平衡压力分析与平衡复习知识点和能力点知识要求：知识要求：1 1。力平衡和力平衡(1)力平衡：物体在合力作用下的平衡称为力平衡。(2)力的平衡条件：在合力作用下，物体的平衡条件是合力为零，即F=0，或FX=0，FY=0。(3)平衡条件的应用：物体的平衡条件在实践中被广泛应用，特别是在力的分析中，未知力的大小和方向可以通过结合物体的平衡条件来确定。2 2、应力分析方法，应力分析方法(1)隔离法和整体法将研究对象从周围的对象中分离出来，或者将具有相同相对位置的对象系统作为一个整体进行分析。(2)在判断力是否存在时，假设方法可以先假设力是否存在，然后根据力的存在与否对物体运动状

2、态的影响来判断力是否存在。(3)注意(1)研究对象的应力图，通常只画按性质命名的力，不画按效果分解的力或合成力，在应力图完成后再合成或分解力。区分内力和外力。当分析几个物体的整体力时，这些物体之间的作用力是内力，不能出现在力图中；当一个物体被分离并单独分析时，原来的内力就变成了外力，应该在力图上画出来。(3)当难以确定物体的某些应力状态时，可以根据物体的运动状态进行分析(或确定)，然后利用平衡杆或牛顿运动定律确定未知力。3 3.用平衡条件解决问题的一般方法，用平衡条件解决问题的一般方法(1)力的合成和分解方法：对于三种力的平衡，一般是基于“任何两种力和第三种力的合力等于相反的方向”。这种关系用

3、三角函数和类似的三角形来解决；或者把某一个力分解成另外两个力的相反方向，并得出这两个分量必须等于和相反于另外两个力；为了平衡多种力，采用先分解后合成的正交分解方法。(2)力相交原理：如果一个物体被三个不平行的外力平衡，这三个力的作用线必须在同一个平面上，并且必须有同时存在的力。(3)正交分解法：将每一个力分解为轴和轴，利用两个坐标轴上的合力等于零的条件方向，主要用于分析物体在三个以上并发力作用下的平衡。值得注意的是，在选择时，要尽量使力集中在轴上；分解的力可以是已知的力。(4)矢量三角形法：当一个物体在同一平面上被三个不平行的力平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相连形成一个三角形，那么这三个力的合

4、力必须为零，未知力由三角形法求得。(5)对称方法：利用物理学中各种对称关系分析和处理问题的方法称为对称方法。静力学中研究的一些物体具有对称性，模型的对称性往往反映了物体或系统的对称性。在解决问题时注意这一点会简化解决问题的过程。(6)正弦定理方法：当三个力平衡时，三个力可以形成一个封闭的三角形。如果从条件中找到角度关系，可以用正弦定理公式求解。(7)相似三角形法：使用力的三角形类似于线段的三角形。能力要求：1 1。平衡中的临界问题，平衡中的临界问题(1)临界问题当一个物理现象变成另一个物理现象或一个物体从一个特征变成另一个特征时，质变的转折状态就是临界状态，也可以理解为“刚出现”或“刚不出现”

5、的状态。平衡物体的临界状态是指平衡物体的临界状态(2)解决关键问题的方法在研究物体的平衡时，经常会遇到寻找某一物理量的取值范围。这涉及到平衡对象的关键问题。解决这些问题的基本思维方法是假设推理。也就是说，首先假设这一点，然后根据平衡条件和相关知识求解方程。运用假设方法解决问题的基本步骤如下：确定研究对象；(2)绘制应力图；可能发生的临界现象的假设；(4)列出满足临界现象的平衡方程的解。2 2.平衡对象中的极值问题，平衡对象中的极值问题(1)极值是指研究的平衡问题中物理量变化时的最大值或最小值。中学物理中的极值问题可分为简单极值问题和条件极值问题，判别的依据是它是否受附加条件的限制。如果它受到附

6、加条件的限制，它就是条件极值。(2)研究平衡物体极值的两种方法：解析法：根据物体的平衡条件，建立方程，用数学知识求解方程，寻找极值。常用的数学知识包括二次函数极值、用二分法求极值、讨论分数极值、三角函数极值、用几何方法求极值。图解法：根据物体的平衡条件绘制力的矢量图。如果只施加三个力，这三个力形成一个封闭的矢量三角形，然后根据矢量图进行动态分析，确定最大值和最小值。这种方法简单直观。例如，在三角形中，一条边A的大小和方向是确定的，而另一条边B只能确定其方向(即，确定了A和B之间的夹角)。如果你想要第三条边C的最小值，它必须是当C垂直于B，C=a时的最小值，如下图所示。对示例1 1的详尽解释。力

7、学中的平衡：运动的状态没有改变，也就是说，(1)重力、弹性和摩擦力作用下的平衡例1 1一个有质量的物体被放置在一个具有动态摩擦系数的水平面上，现在一个拉力被施加到它上面，使它以恒定的速度直线运动。性能：静态或匀速直线运动力与水平方向之间的角度是多少？解析分析以对象为研究对象，对象由重力表示。地面支撑力n、摩擦力和拉力t起作用。如图1-1所示，由于物体在水平面上滑动，它将与n结合得到合力f，合力f表示f和之间的夹角：无论张力t的方向如何变化，f和水平方向之间的夹角保持不变，即f是方向不变的可变力。这显然属于三力平衡中的动平衡问题。从前面的讨论可知，当T和F彼此垂直时，T具有最小值，即，当拉力和水

8、平方向之间的夹角时，使物体以均匀速度移动的拉力T最小。(2)平衡问题中摩擦力的表达式。这种问题是指平衡物体受到包括摩擦力在内的力的作用。在公共点力的平衡中，当一个物体静止但有运动趋势时，它属于静摩擦力；物体滑动时，属于动态摩擦。由于摩擦力的方向随运动方向或运动趋势而变化，而静摩擦力的大小也可以在一定范围内变化，所以包括摩擦力在内的平衡问题往往需要讨论几种情况，而且更加复杂。因此，在做这类题目时，我们应该注意两点： 因为静摩擦力的大小和方向随着运动趋势的变化而变化，保持物体静止所需的外力允许有一定的范围；由于最大静摩擦力，启动物体所需的力应该大于某一最小力。简而言之，对于包括摩擦在内的平衡问题，

9、物体保持静止或启动所需的能量是一个常数首先，确定研究对象，分析研究对象的应力，并绘制应力图。a承受垂直向下的重力g、外力f、a上墙壁的水平右支撑力(弹力)n，以及可能的静摩擦力。在这里判断静摩擦力的存在和方向是极其重要的。当物体之间有相对运动的趋势时，它们之间就有静摩擦；当物体之间没有相对运动的趋势时，它们之间就没有静摩擦。可以假设接触面是光滑的。如果没有相对运动，物体不会受到静摩擦，但是如果有相对运动，就会有静摩擦。(注：当研究物理问题时，这种假设方法是一种常见且重要的方法。)具体到这个主题，在垂直方向上，物体a受到重力g和外力f的垂直分量，即。当接触面光滑时，物体可以保持静止；这时，物体A

10、有向下运动的趋势，所以物体A应该受到向上的静摩擦力；当摩擦力的方向向下时，应该在三种情况下解释。同时，物体a有向上运动的趋势，由此可以看出，静摩擦力的方向是可以改变的，并且这个值也有一定的变化范围。同时，虽然滑动摩擦力有一个确定的值，但方向随着相对滑动方向而变化。因此，讨论保持物体处于某种状态所需的外力f的允许范围和大小是非常重要的。什么时候使用等号，什么时候使用不等号，我们必须非常注意。(3)弹性力作用下的平衡问题例3 3如图1-3所示，一个有重力的小圆环套在一个有垂直半径的光滑大圆环上，其刚度系数为K，自然长度为L(TNP)，绳索的张力为TOP=G D。绳索的张力MP和NP必须有TMP T

11、NP。绳子op的张力是top=g5。如图所示，OA是一根符合虎克定律的弹性轻绳，一端固定在天花板上的o点上，另一端与仍在水平地面上的具有恒定动摩擦系数的滑块a连接。当绳索处于垂直位置时，滑块A对地面施加压力。b是靠近绳索的光滑水平钉子，它离天花板的距离BO等于弹性绳索的自然长度。目前，水平力F作用在A上，使它沿直线向右移动。在运动过程中，作用在甲上的摩擦力是：(1)甲逐渐增大，乙逐渐减小，丙保持不变，丁条件不足，无法判断。6.物体在三种并发力的作用下处于平衡状态。如图所示，已知F1垂直于F2，F2和F3之间的夹角为120，因此三个力的比值为_ _ _ _。7.如图所示，垂直墙面和水平地面光滑且

12、绝缘。具有相同电荷的两个球A和B分别位于垂直壁和水平地面上，并且在同一垂直平面内。如果图中所示方向的水平推力F作用在滚珠上，两个滚珠将停止在图中所示的位置。如果球B稍微向左推一点，两个球再次达到平衡，推力F就会增加。两个球之间的距离为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(增加、不变或减少)。8.将一个质量为m、电荷为q的小滑块放在一个由绝缘材料制成的倾斜平面上，倾斜角度为。滑块和斜面之间的动态摩擦系数为， tan 。整个装置处于垂直于斜面的B方向大小的均匀磁场中。那么滑块在斜面上移动所达到的稳定速度是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。9.如果

13、施工现场的黄沙堆积成圆锥形，无论如何堆积，其锥角总是不变的，试着证明一下。如果锥底周长为12.1米，高度为1.5米，则计算黄沙之间的动摩擦系数。(让滑动摩擦力等于最大静摩擦力)10。一根轻绳穿过两个等高的天车(不考虑大小和摩擦力)，质量m1=4Kg和m2=2Kg的物体分别挂在两端，如图所示。将物体M悬挂在滑轮之间的绳子上，找出M的取值范围，以保持三个物体的平衡。11.如图所示，有两条平行的金属导轨m和n，距离为d，表面光滑，导轨平面与水平面的倾角为。电池组与导轨一端的m和n相连，整个装置处于垂直向下的均匀磁场中，磁感应强度为B.现在，质量为m的水平金属杆PQ被放置在垂直于轨道的导轨上。此时，回路中两条导轨和金属棒的电阻值为R，PQ棒处于静止状态。让电池组的内阻为R，试着计算电池组的电动势E，并在金属条PQ上指出电流方向。12.如图所示，在绝缘水平桌面上，固定有两个半径相同的圆环，即垂直圆环和平行圆环，它们之间的距离为20厘米。两个环由均匀的电阻丝制成，电阻为9。内部电阻为-的DC电源连接在两个环的最高点a和b之间，连接线的电阻可以忽略不计。空间中有一个垂直均匀磁场，磁感