高二物理物体的平衡

1、第一单元力与运动第一单元力与运动 知识网络构建知识网络构建 第一单元第一单元 知识网络构建知识网络构建 第一单元第一单元 知识网络构建知识网络构建 第一单元第一单元 知识网络构建知识网络构建 考情分析预测考情分析预测 第一单元第一单元 考情分析预测考情分析预测 本单元包括物体在共点力作用下的平衡、牛顿运动定律与本单元包括物体在共点力作用下的平衡、牛顿运动定律与 直线运动、曲线运动、万有引力与天体运动四部分，是整个高直线运动、曲线运动、万有引力与天体运动四部分，是整个高 中物理最重要的主干知识之一，且这部分知识和生产、生活实中物理最重要的主干知识之一，且这部分知识和生产、生活实 际、近代科技紧密

2、联系，因而成为近几年新课标区高考的必考际、近代科技紧密联系，因而成为近几年新课标区高考的必考 点点 物体在共点力作用下的平衡专题包括物体受力分析、力的物体在共点力作用下的平衡专题包括物体受力分析、力的 合成与分解、物体的平衡条件等，涉及的知识点有重力、弹力、合成与分解、物体的平衡条件等，涉及的知识点有重力、弹力、 摩擦力、电场力、磁场力作用下的平衡问题，以及共点力的合摩擦力、电场力、磁场力作用下的平衡问题，以及共点力的合 成与分解等成与分解等 第一单元第一单元 考情分析预测考情分析预测 在受力分析的基础上，应用牛顿运动定律求解力与直线运在受力分析的基础上，应用牛顿运动定律求解力与直线运 动结合

3、的实际问题，是牛顿运动定律与直线运动的考查重点，动结合的实际问题，是牛顿运动定律与直线运动的考查重点， 直线运动规律的应用、运动图象的理解和应用、牛顿第二定律直线运动规律的应用、运动图象的理解和应用、牛顿第二定律 的应用的应用(加速度在受力和运动结合问题中的桥梁作用加速度在受力和运动结合问题中的桥梁作用)是考查热是考查热 点点 曲线运动专题的考查重点是运动的合成与分解、平抛运动曲线运动专题的考查重点是运动的合成与分解、平抛运动 和圆周运动可将抛体运动、圆周运动、直线运动等多种运动和圆周运动可将抛体运动、圆周运动、直线运动等多种运动 形式组合，也可与电场、磁场知识综合，以运动为线索，从力形式组合

4、，也可与电场、磁场知识综合，以运动为线索，从力 和能量的角度进行命题和能量的角度进行命题 第一单元第一单元 考情分析预测考情分析预测 万有引力与天体运动专题的考查热点是应用万有引力定律万有引力与天体运动专题的考查热点是应用万有引力定律 解决天体运动和变轨问题考查重点包括应用万有引力定律比解决天体运动和变轨问题考查重点包括应用万有引力定律比 较不同天体圆周运动中的线速度、加速度、周期问题，以及卫较不同天体圆周运动中的线速度、加速度、周期问题，以及卫 星发射、回收和变轨过程中相关物理量的变化及功能转化问星发射、回收和变轨过程中相关物理量的变化及功能转化问 题题 预测预测2012年高考涉及运动和力的

5、考题主要表现为以下几种年高考涉及运动和力的考题主要表现为以下几种 形式：形式： 1有关物体受力分析和平衡条件在生活、生产的实际应有关物体受力分析和平衡条件在生活、生产的实际应 用的选择题；用的选择题； 第一单元第一单元 考情分析预测考情分析预测 2有关牛顿运动定律与运动结合的选择题，注意与运动有关牛顿运动定律与运动结合的选择题，注意与运动 图象问题的结合；图象问题的结合； 3有关应用万有引力定律解决天体圆周运动和椭圆运动有关应用万有引力定律解决天体圆周运动和椭圆运动 中的变轨问题的选择题；中的变轨问题的选择题； 4抛体运动、圆周运动、直线运动组合情景下的运动问抛体运动、圆周运动、直线运动组合情

6、景下的运动问 题、受力问题与功能问题综合的力学计算题题、受力问题与功能问题综合的力学计算题 近年高考纵览近年高考纵览 第一单元第一单元 近年高考纵览近年高考纵览 考点考点2011年年2010年年2009年年 受力分受力分 析、平析、平 衡条件衡条件 广东卷广东卷19，海南卷，海南卷5， 安徽卷安徽卷14，浙江卷，浙江卷14， 江苏卷江苏卷1 全国课标卷全国课标卷15、 18，广东卷，广东卷13， 江苏卷江苏卷3 天津卷天津卷1，江苏，江苏 卷卷2，山东卷，山东卷16， 浙江卷浙江卷14、16 整体法整体法 与隔离与隔离 法综合法综合 山东卷山东卷17，天津卷，天津卷2， 海南卷海南卷4，江苏卷

7、，江苏卷9 山东卷山东卷17，安，安 徽卷徽卷19 运动的运动的 图象图象 福建卷福建卷16，全国课标，全国课标 21，海南卷，海南卷8 天津卷天津卷3，广，广 东卷东卷17 海南卷海南卷8，广东，广东 卷卷3，安徽卷，安徽卷16 第一单元第一单元 近年高考纵览近年高考纵览 考点考点2011年年2010年年2009年年 匀变速直匀变速直 线运动线运动 全国课标卷全国课标卷24， 天津卷天津卷3，四川卷，四川卷 23(1) 课标全国课标全国24， 全国全国卷卷24， 上海卷上海卷11 江苏卷江苏卷7 牛顿定律、牛顿定律、 超重与失超重与失 重重 四川卷四川卷23(2)，上，上 海卷海卷16，天津

8、卷，天津卷 9(1) 全国全国卷卷15， 浙江卷浙江卷14 安徽卷安徽卷22，山，山 东卷东卷17，广东，广东 卷卷8 运动和力运动和力 北京卷北京卷18，福建，福建 卷卷16，四川卷，四川卷19， 全国课标卷全国课标卷15， 上海卷上海卷31 福建卷福建卷16，山，山 东卷东卷16，安徽，安徽 卷卷22，四川卷，四川卷 23 海南卷海南卷15，江，江 苏卷苏卷13，宁夏，宁夏 卷卷20 第一单元第一单元 近年高考纵览近年高考纵览 考点考点2011年年2010年年2009年年 运动的合成运动的合成 与分解与分解 全国课标卷全国课标卷20， 上海卷上海卷11，江苏，江苏 卷卷3 江苏卷江苏卷1，

9、上海，上海 卷卷15 江苏卷江苏卷4 抛体运动、抛体运动、 圆周运动圆周运动 安徽卷安徽卷17、24， 北京卷北京卷22，江苏，江苏 卷卷14 全国全国卷卷18，北，北 京卷京卷22，上海卷，上海卷 30，天津卷，天津卷9(1)， 重庆卷重庆卷24，上海，上海 卷卷24 广东基础卷广东基础卷7， 福建卷福建卷20，广，广 东卷东卷17，安徽，安徽 卷卷24，浙江卷，浙江卷 24 第一单元第一单元 近年高考纵览近年高考纵览 考点考点20112011年年20102010年年20092009年年 万有引万有引 力定律力定律 上海卷上海卷22(B)22(B) 全国课标卷全国课标卷2020， 广东卷广东

10、卷2020，上海，上海 卷卷4 4 江苏卷江苏卷3 3、浙江、浙江 卷卷1919 人造卫人造卫 星星 北京卷北京卷1515，福建卷，福建卷 1,31,3，重庆卷，重庆卷2121， 湖北卷湖北卷1919，浙江卷，浙江卷 1919，广东卷，广东卷1919，山，山 东卷东卷1717，天津卷，天津卷8 8， 江苏江苏7 7 山东卷山东卷1818，北京，北京 卷卷1616，浙江卷，浙江卷2020， 江苏卷江苏卷6 6，全国，全国 卷卷2121，天津卷，天津卷6 6， 四川卷四川卷1717，福建，福建 卷卷1414，安徽卷，安徽卷1717 山东卷山东卷1818、福、福 建卷建卷1414、海南、海南 卷卷6

11、 6、广东卷、广东卷5 5、 安徽卷安徽卷1515，宁，宁 夏卷夏卷1515 双星、双星、 黑洞黑洞 重庆卷重庆卷1616，全国，全国 卷卷2525 天津卷天津卷1212 专题一专题一 物体的平衡物体的平衡 主干知识整合主干知识整合 专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 一、几种常见力的比较一、几种常见力的比较 力的力的 种类种类 产生原因或产生原因或 条件条件 作用点作用点大小大小方向方向 重力重力 由于地球由于地球 的吸引的吸引 重心重心Gmg竖直向下竖直向下 弹力弹力 直接接触、直接接触、 发生弹性形发生弹性形 变变 接触面接触面 根据二力平根据二力平 衡或牛顿第衡或牛顿第 二定律判断

12、；二定律判断； 弹簧的弹力：弹簧的弹力： Fkx 与引起形变的力的与引起形变的力的 方向相反方向相反(压力、支压力、支 持力垂直于接触面；持力垂直于接触面； 绳的拉力沿绳指向绳的拉力沿绳指向 绳收缩的方向绳收缩的方向) 专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 摩擦摩擦 力力 接触面粗糙；接触面粗糙； 存在压力；存在压力； 相 对 滑 动相 对 滑 动 (或有相对滑或有相对滑 动的趋势动的趋势) 接触接触 面面 静摩擦力：静摩擦力： 0ffm 滑动摩擦力：滑动摩擦力： fFN 与接触面相切，与物与接触面相切，与物 体相对滑动或相对滑体相对滑动或相对滑 动趋势方向相反动趋势方向相反(与运与运 动方

13、向不一定相反动方向不一定相反) 电场电场 力力 电场电场电荷电荷 FqE (Fk) 正电荷受电场力与场正电荷受电场力与场 强同向，负电荷受电强同向，负电荷受电 场力与场强反向场力与场强反向 安培安培 力力 磁场磁场 通电通电 导体导体 FBLI (IB) 用左手定则判断用左手定则判断(垂直垂直 于于I、B所决定的平面所决定的平面) 洛伦洛伦 兹力兹力 磁场磁场 运动运动 电荷电荷 FqvB (vB) 用左手定则判断用左手定则判断(垂直垂直 于于v、B所决定的平面所决定的平面) 专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 二、力的合成与分解二、力的合成与分解 1常用方法：合成法、分解法常用方法：合成

14、法、分解法(按力的实际作用效果分解按力的实际作用效果分解)、 正交分解法正交分解法 2合力与分力的关系：等效替代合力与分力的关系：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、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、加速度等速度、加速度等 三、共点力作用下物体三、共点力作用下物体(或系统或系统)的平衡的平衡 1平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态 2平衡条件：平衡条件：F0(正交分解：正交分解：Fx0，Fy0) 专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 四、物体受力分析四、物体受力分析 1受力分析的步骤受力分析的步

15、骤 (1)明确研究对象：研究对象可以是一个点、一个物体或物明确研究对象：研究对象可以是一个点、一个物体或物 体系等体系等 (2)按顺序找力：先分析是否受重力；分析接触力：接按顺序找力：先分析是否受重力；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 他物体接触处的弹力和摩擦力；分析电场力、磁场力等他物体接触处的弹力和摩擦力；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画出受力图：每个力都要标明表示力的符号 (4)检查受力图，防止多力和漏力：检查画出的每个力能检查受力图，防止多力和漏力：检查画出的

16、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；检查否找到施力物体，如果没有施力物体，则该力不存在；检查 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、匀速运动、变速运动静止、匀速运动、变速运动) 专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 2受力分析的注意事项受力分析的注意事项 (1)只分析研究对象受到的力只分析研究对象受到的力(即研究对象以外的物体对研究即研究对象以外的物体对研究 对象施加的力对象施加的力)，而不分析研究对象对其他物体施加的力，而不分析研究对象对其他物体施加的力 (2)只分析性质力，如重力、弹力、摩擦

17、力、电场力只分析性质力，如重力、弹力、摩擦力、电场力(包括静包括静 电力即库仑力电力即库仑力)、磁场力、磁场力(洛伦兹力和安培力洛伦兹力和安培力)等，不分析效果力，等，不分析效果力， 如向心力等如向心力等 (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、加速运动与减速运动例如物体的平衡、加速运动与减速运动)、力的反作用力、力的反作用力 要点热点探究要点热点探究 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 探究点一三力平衡问题探究点一三力平衡问题 1 1共点力作用下物体的平衡条件共点力作用下物体的平衡条件 物体处于平衡状态物体

18、处于平衡状态( (静止或匀速直线运动静止或匀速直线运动) )时，作用在物体时，作用在物体 上的所有力的合力为零上的所有力的合力为零 2 2三力平衡三力平衡 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、相似三角形形定则，利用直角三角形、相似三角形( (或正、余弦定理或正、余弦定理) )等知等知 识，采用合成法、分解法、三角形法、正交分解法、封闭三边识，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

19、法求解形法等方法求解 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例1201112011江苏卷江苏卷 如图如图1 11 11 1所示，石拱桥的正中央有所示，石拱桥的正中央有 一质量为一质量为m m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为，重，重 力加速度为力加速度为g g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所 受弹力的大小为受弹力的大小为( () ) 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 20112011安徽卷安徽卷 一质量为一质量为m m的物块恰好静止在倾的物块恰好静止在

20、倾 角为角为的斜面上现对物块施加一个竖直向下的恒力的斜面上现对物块施加一个竖直向下的恒力F F，如图，如图 1 11 12 2所示，则物块所示，则物块( () ) A A仍处于静止状态仍处于静止状态 B B沿斜面加速下滑沿斜面加速下滑 C C受到的摩擦力不变受到的摩擦力不变 D D受到的合外力增大受到的合外力增大 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例1变式题变式题A【解析】【解析】以物块为研究对象，当没有施以物块为研究对象，当没有施 加恒力加恒力F时，物块恰好静止对物块受力分析，物块受重力、时，物块恰好静止对物块受力分析，物块受重力、 支持力、最大静摩擦力作用，由平衡条件得：支持力、最

21、大静摩擦力作用，由平衡条件得：mgsin mgcos，即，即tan；当对物块施加一竖直向下的恒力；当对物块施加一竖直向下的恒力F时，时， 物块受重力、支持力、摩擦力和恒力物块受重力、支持力、摩擦力和恒力F，假设物块仍恰好处，假设物块仍恰好处 于静止状态，则有：于静止状态，则有：(mgF)sin(mgF)cos，同样得到，同样得到 tan.故物块仍恰好处于静止状态，此时所受的合力为零，故物块仍恰好处于静止状态，此时所受的合力为零， 摩擦力增大，选项摩擦力增大，选项A正确，选项正确，选项B、C、D错误错误 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 探究点二多力平衡问题探究点二多力平衡问题 1 1求解

22、共点力平衡问题的一般思路求解共点力平衡问题的一般思路 2 2多力平衡问题多力平衡问题 如果物体受如果物体受n n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力 与其余与其余(n(n1)1)个力的合力大小相等、方向相反个力的合力大小相等、方向相反 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 当物体受四个及以上共点力的作用而平衡时，一般采用正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：向分解，当物体处于平衡状态时，有：F

23、Fx x合 合 0 0，F Fy y合 合 0.0.如果如果 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 向的合力为零向的合力为零 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例2 2 如图如图1 11 13 3所示，所示，A A、B B为竖直墙壁上等高的两点，为竖直墙壁上等高的两点， AOAO、BOBO为长度相等的两根轻绳，为长度相等的两根轻绳，COCO为一根轻杆，转轴为一根轻杆，转轴C C在在ABAB中中 点点D D的正下方，的正下方，AOBAOB在同一水平面上，在同一水平面上，AOBAOB9090，CODCOD 6060. .若

24、在若在O O点处用轻绳悬挂一个质量为点处用轻绳悬挂一个质量为m m的物体，则平衡后绳的物体，则平衡后绳 AOAO所受拉力的大小为所受拉力的大小为( () ) 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 【点评】【点评】 选取选取O O点为研究对象进行受力分析，利用等效替点为研究对象进行受力分析，利用等效替 代的物理方法，将代的物理方法，将O O点受到的不在同一平面的多力平衡问题转点受到的不在同一平面的多力平衡问题转 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化为水平面和

25、竖直面内的平衡问题，并用力的分解的方法求 解，这是解答本题的有效方法下面的变式题则是应用正交解，这是解答本题的有效方法下面的变式题则是应用正交 分解法解平衡问题分解法解平衡问题 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 20102010课标全国卷课标全国卷 如图如图1 11 14 4所示，一物块所示，一物块 置于水平地面上当用与水平方向成置于水平地面上当用与水平方向成6060角的力角的力F F1 1拉物块时，拉物块时， 物块做匀速直线运动当改用与水平方向成物块做匀速直线运动当改用与水平方向成3030角的力角的力F F2 2推推 物块时，物块仍做匀速直线运动若物块时，物块仍做匀速直线运动若F F1

26、 1和和F F2 2的大小相等，则物的大小相等，则物 块与地面之间的动摩擦因数为块与地面之间的动摩擦因数为( () ) 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例2变式题变式题B【解析】【解析】物体受重力物体受重力mg、支持力、支持力FN、 摩擦力摩擦力f、F1或或F2的作用而处于平衡状态，将各力沿水平、竖的作用而处于平衡状态，将各力沿水平、竖 直方向分解，根据力的平衡条件有直方向分解，根据力的平衡条件有F1cos60(mg F1sin60)，F2cos30(mgF2sin30)，联立解得，联立解得2 . 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 探究点

27、三物体组的平衡问题探究点三物体组的平衡问题 求解物体组求解物体组( (连接体连接体) )平衡问题的方法平衡问题的方法 (1)(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 以及加速度问题时，通常选取整个系统为研究对象，不必对系统以及加速度问题时，通常选取整个系统为研究对象，不必对系统 内部物体隔离分析内部物体隔离分析 (2)(2)隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来进行受力分析隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来进行受力分

28、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 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例3 3 20112011海南卷海南卷 如图如图1 11 15 5所示，粗糙的水平地面所示，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

29、度上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v v0 0匀速下滑，斜匀速下滑，斜 劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力( () ) A A等于零等于零 B B不为零，方向向右不为零，方向向右 C C不为零，方向向左不为零，方向向左 D D不为零，不为零，v v0 0较大时方向向左，较大时方向向左，v v0 0较小时方向向右较小时方向向右 专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例3A【解析】【解析】取斜劈和物块组成的整体为研究对象，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，劈间没有摩擦力，