高三物理二轮复习 力与物体的平衡导学案

1、力量与物体的平衡【必须知识】(本主题对应学生用书1-3页)1 .把握重力、弹力、摩擦力的发生条件、大小、方向和作用效果把握力的基本特征：力的物性、力的相互性、力的向量性、力的独立性2 .力的合成和分解是在保证力的作用效果相同时进行的，遵循向量运算的基本法则平行四边形法则或三角形法则3 .共同点力的平衡(1)平衡态：通过共享力，物体处于静止或匀速直线运动的状态。 物体平衡的特征是a地=0，不是v地=0。(2)共点力对物体的平衡条件：合力为零，即f合=0(3)共点力平衡问题的常用解法正交分解法：在知道三力及三力以上的共点力对物体的平衡或力的夹角时经常使用尺相似三角形：利用力的向量三角形-几何三角形

2、，在知道线段的大小和比例关系的情况下经常使用正弦(或侑弦)定理法图解法：一般用于三力动态平衡【能力表现】能力表现【考情分析】力的合成与分解、共享力的平衡是高考虑中的无线热点，主要考察共享力对物体的受力分析及其在平衡条件中的应用201320142015力量和平衡问题T3:力的合成T13 :受力平衡T4:安培力T14 :力的平衡【备考战略】高考仍需以选择题为主，受力分析、动态平衡为试验点，深入了解拉伸方向的变化、摩擦力的变化、绳拉力的变化、弹簧弹力的变化等各种性质的力的特点1. (2015南京，盐城一型)减速带是道路交叉口常见的交通设施，车辆过减速带时要减速，保证行人安全甲组联赛光盘【解析】从点接

3、触转换为点面接触，减速带的车轮弹力方向与过接触点的切线垂直，a、c选项错误，该弹力有抬起车轮的效果和阻碍车轮前进的效果，b项正确，d项错误【答案】b2. (2015扬州模拟)如图所示，一定力f垂直作用于倾斜角、质量m的三角滑块，如果不按下滑块，则滑块从地面受到的静摩擦力的大小为()法国足球甲级联赛米格斯恩卡斯【解析】分析滑动针织面料的受力状况：重力g、地面的支持力n与静摩擦力f、力f如图所示，根据平衡条件而得到f=Fsin，因此选择项a是正确的。【答案】a3. (2015海门模拟)鱼在水中沿直线水平向左加速游泳过程中，水作用于鱼的方向是合理的()。甲乙丙。因为鱼在水中受到的水的浮力保持鱼的垂直

4、方向的平衡，水平方向向左加速，鱼在水平方向向左受到外力，水给予鱼的力是浮力和向左推一推力的合力，应该向左倾斜，所以选择d。【回答】d4. (2015江苏)如图所示，用天秤测量均匀的强磁场的磁感应强度，下述各选择项所示的通电线圈的匝数相同，边的长度MN相等，将它们分别挂在天秤的右臂下，在线圈中流过相同大小的电流，天秤处于平衡态甲组联赛假定电流通电线圈的电流方向是顺时针方向，则可以知道电流通电线圈的各边从左手定律接受的电流的方向。 如图所示，c、d选项的各边受到的电流的方向与b图相似，根据受力解析图的耦合力的合成，在a图中电流通电线圈的各边受到的电流的合力最大，所以如果磁场微小地变化，则天平的平衡

5、最容易被破坏【答案】a【提高能力】能力提高受力分析(1)受力解析的思维方法(2)用整体法隔离法解决实际问题的过程(例1】 (2015山东)如图所示，滑块a放置在水平的地面上，滑块b以水平的力与滑块A(A、b接触面垂直)抵接，此时a正好不滑动，b正好不滑动甲乙丙丁。思考轨迹：【解析】物体a、b整体在水平方向受力平衡时，有F=2(mA mB)g。 相对于物体b在垂直方向上的平衡是1F=mBg，联立解是=，选择项b是正确的。【答案】b方法评价： (1)分析两个以上物体之间的相互作用时，一般采用整体法和隔离法进行分析(2)使用整体法进行受力分析时，留心各个物体的状态相同(3)如果不便于直接分析一个物体

6、的受力，可以转移研究对象，分析另一个物体的受力，然后根据牛顿第三定律分析该物体的受力如(2015江苏模拟)图所示，a、b两物体接近粗糙的水平面，a、b之间的接触面平滑。 在水平推力f的作用下，两个物体一起加速运动，如果物体a不正好离开地面，则物体a的受力个数为()A. 3B. 4C. 5D. 6【解析】如果物体a正好不离开地面，地面在a上既没有支持力也没有摩擦力，则a受到重力、推力和相对于b的a的支持力的修正3个力，所以选择a。【答案】a平衡条件的适用应对平衡问题的基本思维方法观如图所示，在高层住宅外设置空调主体的情况下，电动机通过电缆牵引主体在铅直方向上等速上升，为了主体不与阳台和窗户碰撞，

7、通常用一根牵引绳牵引主体，向地面牵引牵引绳的人通过移动位置，与牵引绳在铅直方向的a .电缆拉伸力F1和拉伸力F2都变大b .电缆拉伸力F1和拉伸力F2都不变c .电缆与铅直方向所成的角有可能大于角d .电缆拉伸力F1的功率不变思考轨迹：以空调本体为对象进行受力分析，制作水平和垂直方向的正交坐标系&基于平衡条件，列方程分析讨论【解析】物体离墙壁的距离不变，随着物体的上升，逐渐变大，物体由于F1、F2和重力而处于平衡态，垂直方向的合力为0，F1cos =F2cos mg，水平方向的合力为0，F1sin =F2sin 存在的-变小，因此sin (sin 从F1cos =F2cos mg可以看出，F1

8、增大，a正确。 由F1cos =F2cos mg可知，F1cos 增大，绳索拉伸力F1的功率P=F1vcos =F1cos v，功率增大，d错误。【答案】a重点拨号：问题的和不相等。 相等时，两根绳索的拉力为共线，即使这两个力合成在原来的直线上，与重力的合力不能为0【变式训练2】 (2015泰州一型)水上滑板运动是滑水和冲浪运动两种水上运动的结合体，摩托艇通过水平牵引绳索，使运动员在水面上以风破浪等速滑动。 如图所示，水平牵引力一定，水作用在滑板运动上的力垂直于滑板，打滑时受到的空气阻力的大小与打滑速度成正比，选手必须把滑板运动的前端抬高一个角度a .滑动速度越大，角度越大b .滑动速度越大，

9、角度越小c .角度与运动员的质量无关d .角度随选手质量的增大而增大【解析】关于运动员和滑板运动整体的受力解析，如图所示，通过平衡正交分解得到F=kv FNsin 、FNcos =mg，联立解得到F=kv mgtan ，在f和重力的时间节点下滑动的速度越大，角度越小，从a项F=kv mgtan 到tan =。【答案】b动态平衡解决动态平衡问题的方法(1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，制作平衡方程，求出主要因素变量和自变量的函数式，根据自变量的变化确定主要因素变量的变化(2)图解法如图所示，在垂直平面内，用甲、乙两个弹簧负荷传感器用细线描绘一个钩状体查询密码，使其处于静止状态。 保持

10、甲的弹簧负荷传感器的拉伸力的方向不变，慢慢调节乙的弹簧负荷传感器，增大细线之间的角度的话，()a .两张力的合力可能会变大b .两张力的合力可能会变小c .元弹簧负荷传感器的显示数量可能会减少d .负荷传感器的显示数量可能会减少思考轨迹：【解析】从平衡条件可知，甲、乙两个拉力F1和F2的合力与重力g的大小相等，方向相反，不变，制作甲、乙两个处于三个不同位置时的力的合成图，如图所示，乙在123三个位置的过程中【回答】d主题用图解法研究动态平衡问题.可以反映图解法的意象、直觉、直接力的变化情况.作图时抓住张力F1和F2的合力不变，甲方方向不变，用几何知识分析【变式训练3】 (2015宿迁三校联考)

11、如图所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬挂在两纵壁之间，开始时维持OB绳的水平，改变OB绳的长度，使绳的右端从b点逐渐上升到b点，此时OB与OA之间的角度90 .此处A. FOA一直减少B. FOA一直增大C. FOB总是先把D. FOB缩小再缩小【解析】以节点o为对象，解析受力：重力g、绳索OA的拉伸力FOA和绳索BO的拉伸力FOB，如图所示，根据平衡条件，作成两根绳索的拉伸力的合力与重力的大小相等、方向相反、轻绳索OB在两处时的力的合成图【答案】a复合场中带电体的平衡复合场中带电体的平衡问题除了重力、弹力和摩擦力外，还涉及电磁性的静电力、电流力和洛伦兹力上.带电体的平衡问题也必须遵循平衡条件

12、，同时遵循力学规则和电磁性规则. 这是解决这种问题的两条主线(2015启东中学)如图所示，在平滑的绝缘水平面上，3个带电小球a、b及c分别位于边长为l的正三角形的3个顶点上，a、b带正电，电荷量均为q、c带负电，系统整体置于方向水平的均匀强电场上如果3个小球都是静止状态，则均匀强电场强度的大小为()甲乙丙。思考轨迹：选择研究对象进行受力解析选择解题方法列方程式的修正、讨论分析a球受到力： b对a的排斥力F1、c对a的吸引力F2、a的均匀强电场的电场力F3=qE。利用正交分解法：F2cos 60=F1=k，f 2合计60=QE，解E=.【答案】b如图所示，配置有两根光滑的金属导轨，配置有导轨所在

13、的平面与水平面之间的角度为.质量为m、长度为l的金属棒ab垂直导轨，装置整体处于垂直ab方向的均匀强磁场中。a .垂直向上b .平行导轨向上c .水平向右d .水平左【解析】如果金属导轨平滑且没有摩擦力，则金属棒只受到重力、支持力和电流力，根据平衡条件，支持力和电流力的合力与重力等方向大幅度相反，根据矢量三角形合成的法则，可知电流力f与支持力垂直时有最小值： Fmin=mgsin 选项b 因为金属棒受到的力不能平衡，所以b、c是错误的选项d，磁场的方向水平是左，金属棒不受到支持力，所以d是正确的【回答】d趁热打铁元素，工作会更多。 请安排老师们及时完成配套检测与评估练习1-2页【检测和评价】主

14、题一力与物体的平衡1. (2015姜堰模拟)如图所示，半径r的半球状碗倒在水平的桌子上处于静止状态，质量m的蚂蚁以离桌子的高度r正好停在碗上。 蚂蚁受到的最大静摩擦力的大小是()a.0.6毫克/0. 8毫克/0. 4毫克/0. 75毫克2. (2015海安中学)如图所示，一力系数k的轻弹簧的两端分别与垂直壁和封摇滾乐连接，弹簧，地面水平。 a、b是布摇滾乐可以静止的位置中离墙最近和最远的2点，a、b2点距墙的距离分别是x1、x2.是布摇滾乐和地面的距离A. k(x2-x1)B. k(x2 x1) C. D3. (2015常州一型)节日，道路上悬挂着庆祝的红灯笼。 如图所示，在风的吹拂中，设吊绳和垂直方向的夹角为30度，各个红灯笼的质量为m，用绳子连接邻接的红灯笼之间。 从上到下，第一个红灯笼对