2011届高考物理二轮复习 专题1 物体的平衡课件 新人教版

1、第一单元运动与力第一单元运动与力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第一单元第一单元 考情分析预测考情分析预测 运动和力是必修运动和力是必修1 1乃至整个高中物理最重要的主干知识之一，而且这乃至整个高中物理最重要的主干知识之一，而且这部分知识又和生产、生活实际、现代科技紧密联系，因而成为近几年新课部分知识又和生产、生活实际、现代科技紧密联系，因而成为近几年新课标区高考的必考点试题通常以交通、体育、人造卫星等方面的问题为背标区高考的必考点试题通常以交通、体育、人造卫星等方面的问题为背景，考查考生获取信息、把实际问题转化成物理问题的能力。景，考查考生获取信息、把实际问

2、题转化成物理问题的能力。预测预测20112011年高考涉及运动和力的考题主要表现为以下几种形式：年高考涉及运动和力的考题主要表现为以下几种形式：1 1有关有关“运动和力运动和力”基本概念规律的选择题；基本概念规律的选择题；2 2有关有关“运动和力运动和力”的计算题；的计算题；3 3关于关于 “ “运动和力运动和力”与与“功和能功和能”的力学综合题；的力学综合题；4 4关于关于 “ “运动和力运动和力”、“功和能功和能”与与“电磁场电磁场”等的电学综合题。等的电学综合题。专题一专题一 物体的平衡物体的平衡 考情分析预测专题一专题一 考情分析预测考情分析预测 20102010年年 20092009

3、年年 20082008年年 受力分析、平受力分析、平衡条件衡条件 全国课标卷全国课标卷1515、1818，广东，广东1313，江苏江苏3 3 天津卷天津卷1 1，江，江苏卷苏卷2 2，山东，山东卷卷1616。浙江卷。浙江卷1414、1616， 山东卷山东卷1616，江，江苏卷苏卷3 3 整体法与隔离整体法与隔离法综合法综合 山东山东1717，安徽，安徽19 19 海南卷海南卷2 2 1 1、物体的平衡包括弹力、摩擦力、受力分析、力的合成、物体的平衡包括弹力、摩擦力、受力分析、力的合成与分解、物体的平衡条件等。与分解、物体的平衡条件等。2 2、从近年来的高考题可看出，考查的热点是受力分析、从近年

4、来的高考题可看出，考查的热点是受力分析、平衡条件，单独考查本讲知识时，题型为平衡条件，单独考查本讲知识时，题型为“选择题选择题”，将本讲，将本讲知识与功和能、电场与磁场综合时，题型为知识与功和能、电场与磁场综合时，题型为“计算题计算题”，总体，总体难度中上，对能力要求较高。难度中上，对能力要求较高。3 3、预计、预计20112011年高考涉及本讲的考点应是：年高考涉及本讲的考点应是：(1)(1)考查受力分析、平衡条件的问题；考查受力分析、平衡条件的问题；(2)(2)将本讲内容与牛顿运将本讲内容与牛顿运动定律、功和能、电磁场等知识综合起来考查。动定律、功和能、电磁场等知识综合起来考查。专题一专题

5、一 考情分析预测考情分析预测 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、常见力学性质力的比较一、常见力学性质力的比较力的种类力的种类重力重力弹力弹力摩擦力摩擦力产生产生条件条件地球地球吸引吸引直接接触、弹性形变直接接触、弹性形变接触面粗糙、存在压力、相接触面粗糙、存在压力、相对滑动或有相对滑动的趋势对滑动或有相对滑动的趋势作用点作用点重心重心在接触面上在接触面上在接触面上在接触面上大小大小G Gmgmg弹簧：弹簧：F F kxkx滑动摩擦力：滑动摩擦力：F Ff fFFN N方向方向竖直向竖直向下下与形变的方向相反。压力、支持与形变的方向相反。压力、支持力垂直于接触面；绳的拉力沿绳

6、力垂直于接触面；绳的拉力沿绳与接触面相切，与物体相对与接触面相切，与物体相对运动或相对运动趋势方向相反运动或相对运动趋势方向相反二、力的合成与分解二、力的合成与分解专题一专题一 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1 1共点力的定义：如果几个力作用于物体的同一点，或共点力的定义：如果几个力作用于物体的同一点，或它们的作用线交于同一点它们的作用线交于同一点( (该点不一定在物体上该点不一定在物体上) )，这几个力就，这几个力就叫作共点力。叫作共点力。2 2平衡状态：物体处于平衡状态：物体处于或或的的状态。状态。3 3平衡条件：平衡条件：静止静止匀速直线运动匀速直线运动

7、专题一专题一 主干知识整合主干知识整合三、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4 4共点力平衡的推论共点力平衡的推论(1) (1) 若物体受三个力作用而处于平衡状态，则其中任意两若物体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个力的合力与第三个力大小、方向、方向。若物体受。若物体受n n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n(n1)1)个个力的合力大小相等、方向相反。力的合力大小相等、方向相反。(2)(2)若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线若三个共点力的合力为零，则表

8、示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三边形段首尾相接组成一个封闭三边形( (可由三角形定则证明可由三角形定则证明) )。同理。同理如果如果n n个力的合力为零，则表示这个力的合力为零，则表示这n n个力的有向线段首尾相接组个力的有向线段首尾相接组成一个封闭成一个封闭n n边形。边形。相等相等相反相反专题一专题一 主干知识整合主干知识整合1 1受力分析的步骤受力分析的步骤(1)(1)明确研究对象，研究对象可以是一个点、一个物体或物体明确研究对象，研究对象可以是一个点、一个物体或物体系等。系等。(2)(2)按顺序找力：一般先分析是否受重力；其次分析接触力按顺序找力：一般先分析是否受重力；其次分

9、析接触力( (接触力中先分析弹力，后分析摩擦力，这是因为只有存在弹力的接触力中先分析弹力，后分析摩擦力，这是因为只有存在弹力的接触点、面处，才有可能存在摩擦力。应逐个分析研究对象跟其接触点、面处，才有可能存在摩擦力。应逐个分析研究对象跟其他物体接触处的弹力和摩擦力；最后分析电场力、磁场力等。他物体接触处的弹力和摩擦力；最后分析电场力、磁场力等。(3)(3)画出受力图，一定要标上表示力的字母。画出受力图，一定要标上表示力的字母。(4)(4)画完受力图后，要检查一遍，防止多力和漏力。为防止多画完受力图后，要检查一遍，防止多力和漏力。为防止多力，可找出每个力的施力物体。力，可找出每个力的施力物体。专

10、题一专题一 主干知识整合主干知识整合四、四、 受力分析受力分析2. 2. 受力分析的注意事项受力分析的注意事项(1)(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给即研究对象以外的物体给研究对象的力研究对象的力) )，而不分析研究对象给其他物体的力。，而不分析研究对象给其他物体的力。(2)(2)只分析性质力，如重力、弹力、摩擦力、电场力、磁只分析性质力，如重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力场力( (洛伦兹力和安培力洛伦兹力和安培力) )等，不分析效果力，如向心力等。等，不分析效果力，如向心力等。(3)(3)考虑了分力就不能再同时考虑合力，反之亦然。考虑了分力就不能

11、再同时考虑合力，反之亦然。(4)(4)物体的受力情况应与其运动状态相对应。物体的受力情况应与其运动状态相对应。专题一专题一 主干知识整合主干知识整合要点热点探究专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 探究一力的合成与分解问题探究一力的合成与分解问题专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例1201012010上海卷上海卷 如图如图1 11 12 2所示，长为所示，长为2l2l的直导线折的直导线折成边长相等，夹角为成边长相等，夹角为6060的的V V 形，并置于与其所在平面相垂直形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为的匀强磁场中，磁感应强度为B B，当在该导线中通以电流强度为，

12、当在该导线中通以电流强度为I I的电流时，该的电流时，该V V 形通电导线受到的安培力大小为形通电导线受到的安培力大小为 ( () )A A0 0 B B0.5BIl0.5BIlC CBIlBIlD D2BIl2BIl【点拨】根据两段直导线受到的安培力作出平行四边形【点拨】根据两段直导线受到的安培力作出平行四边形求合力。求合力。C C【解析】两边的安培力大小均为【解析】两边的安培力大小均为BIlBIl，如图所示，如图所示，两边安培力的夹角为两边安培力的夹角为120120，由平行四边形定则，它们合力的，由平行四边形定则，它们合力的大小也为大小也为BIlBIl，方向竖直向上。，方向竖直向上。【点评

13、】该【点评】该V V形通电导线受到的安培力，也可等效成长形通电导线受到的安培力，也可等效成长度与两端连线相等的、通电流也为度与两端连线相等的、通电流也为I I的直导线所受的安培力。的直导线所受的安培力。由几何关系，两端连线长为由几何关系，两端连线长为l l，故所求安培力，故所求安培力F FBIlBIl。例题是。例题是合成问题，下面的变式题则是一道分解问题。合成问题，下面的变式题则是一道分解问题。专题一专题一 要点热点探究要点热点探究如图如图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，C

14、OCO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，CODCOD6060。若在。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，则平衡后的物体，则平衡后绳绳AOAO所受拉力的大小为多少？所受拉力的大小为多少？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 探究点二共点力的平衡问题探究点二共点力的平衡问题求解共点力平衡问题的一般思路：专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例 201020

15、10江苏卷江苏卷 如图如图1 11 14 4所示，置于水平地面所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为的三脚架上固定着一质量为m m的照相机，三脚架的三根轻质支的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成架等长，与竖直方向均成3030角，则每根支架中承受的压力大角，则每根支架中承受的压力大小为小为 ( () )【点拨】相机受四个不在同一平面力的作用，可通过正交【点拨】相机受四个不在同一平面力的作用，可通过正交分解转化为水平面和竖直线上的共点力平衡问题。分解转化为水平面和竖直线上的共点力平衡问题。专题一专题一 要点热点探究要点热点探究【点评】共点力平衡问题的求解方法：【点评】共点力平衡问

16、题的求解方法： (1)(1)当物体受四个及以上共点力的作用而平衡时，一般采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，如上面的例用正交分解法求解，如上面的例2 2。 (2)(2)当物体仅受三个共点力作用而平衡时，可采用合成法、当物体仅受三个共点力作用而平衡时，可采用合成法、效果分解法、正交分解法、封闭三边形法等求解。效果分解法、正交分解法、封闭三边形法等求解。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【答案】【答案】A A要点热点探究专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 探究点三连接体的平衡问题探究点三连接体的平衡问题 1 1连接体：两个

17、或两个以上有相互作用的物体组成的整体。连接体：两个或两个以上有相互作用的物体组成的整体。 2 2求解连接体问题常用的方法求解连接体问题常用的方法 (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。分析的方法。 (2)(2)隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来受力分析的隔离法：把研究对象从周围物体中隔离出来受力分析的方法。方法。 在求其他物体对整体的作用力或整体的加速度时，通常选在求其他物体对整体的作用力或整体的加速度时，通常选取整体为研究对象；在求解各物体之间的作用力或加速度时，取整体为研究对象；在求解各物体之间的作用力或

18、加速度时，通常选取隔离体为研究对象。通常选取隔离体为研究对象。专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例3 3 如图如图1 11 16 6所示，质量为所示，质量为m m的物块，放在质量为的物块，放在质量为M M的斜面的斜面体上，斜面体放在水平粗糙的地面上，物块和斜面体均处于静止体上，斜面体放在水平粗糙的地面上，物块和斜面体均处于静止状态。当在物块上施加一个水平力状态。当在物块上施加一个水平力F F，且，且F F由零逐渐加大的过程中，由零逐渐加大的过程中，物块和斜面体仍保持静止状态。在此过程中，下列判断哪些是正物块和斜面体仍保持静止状态。在此过程中，下列判断哪些是正确的确的 ( () ) A

19、A物块受到的摩擦力逐渐增大物块受到的摩擦力逐渐增大 B B斜面体对物块的支持力逐渐增大斜面体对物块的支持力逐渐增大 C C地面受到的压力逐渐增大地面受到的压力逐渐增大 D D地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大【点拨】采用隔离法分析物块的受力；采用整体法分【点拨】采用隔离法分析物块的受力；采用整体法分析地面与斜面体的作用力。析地面与斜面体的作用力。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】用整体法解题一般比隔离法简单，【点评】用整体法解题一般比隔离法简单，但整体法不能求内力。隔离法不仅能求出其他物但整体法不能求内力。隔离法

20、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。对较复杂的问题，通常需要多次之间的作用力。对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交叉应用隔离法与整体法求解。选取研究对象，交叉应用隔离法与整体法求解。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 D D【解析】设细杆对两球的弹力大小为【解析】设细杆对两球的弹力大小为T T，小球，小球a a、b b的的受力情况如图所示受力情况如图所示专题一专题一 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】 利用平行四边形利用平

21、行四边形( (三角形三角形) )定则分析物体的受定则分析物体的受力情况。掌握好这种方法的关键在于深刻地理解好力情况。掌握好这种方法的关键在于深刻地理解好“在力的图在力的图示中，有向线段替代了力的矢量示中，有向线段替代了力的矢量”。 在理论上，本题也可用隔离法分析小球在理论上，本题也可用隔离法分析小球a a、b b的受力情况，的受力情况，根据正交分解法分别列平衡方程进行求解，但是求解三角函数根据正交分解法分别列平衡方程进行求解，但是求解三角函数方程组时难度很大。方程组时难度很大。要点热点探究专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 探究点四带电粒子在电场、磁场中的平衡问题探究点四带电粒子在电场、磁

22、场中的平衡问题 1 1解决这类问题的关键是对带电粒子进行受力分解决这类问题的关键是对带电粒子进行受力分析，建立力的平衡方程。析，建立力的平衡方程。 2 2电场力、磁场力的比较电场力、磁场力的比较专题一专题一 要点热点探究要点热点探究力的种类力的种类电场力电场力安培力安培力洛伦兹力洛伦兹力产生条件产生条件电荷处电荷处在电场中在电场中通电导线与磁通电导线与磁场不在一条直线场不在一条直线上上电荷的速度与磁场电荷的速度与磁场不在一条直线上不在一条直线上作用点作用点电荷电荷通电导线通电导线运动电荷运动电荷大小大小F F qEqEF F BILBIL( (B BI I) )F F qvBqvB( (B B

23、v v) )方向方向正正( (负负) )电荷受电电荷受电场力与场力与E E方方向相同向相同( (反反) )用左手定则确定用左手定则确定用左手定则确定用左手定则确定专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 【点拨】雨滴在此电场中不会下落，则带电雨滴受的电场【点拨】雨滴在此电场中不会下落，则带电雨滴受的电场力和重力平衡。力和重力平衡。专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 【点评】本题属于带电粒子在电场中受力平衡的问题，【点评】本题属于带电粒子在电场中受力平衡的问题，下面的变式题则是带电粒子在电磁场中受力平衡的问题。下面的变式题则是带电粒子在电磁场中受力平衡的问题。专题一专题一 要点热点探究要点热点

24、探究 在地面附近的空间中有水平方向的匀强电场和匀强磁在地面附近的空间中有水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场的方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与场，已知磁场的方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成竖直方向成角的直线角的直线MNMN运动，如图运动，如图1 11 18 8所示。由此可判所示。由此可判断下列说法正确的是断下列说法正确的是 ( () ) A A如果油滴带正电，则油滴从如果油滴带正电，则油滴从M M点运动到点运动到N N点点 B B如果油滴带正电，则油滴从如果油滴带正电，则油滴从N N点运动到点运动到M M点点 C C如果电场方向水平向右，则油滴从如果电场方向水平向右

25、，则油滴从N N点运动点运动到到M M点点 D D如果电场方向水平向左，则油滴从如果电场方向水平向左，则油滴从N N点运动点运动到到M M点点专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 ACAC【解析】油滴在运动过程中受到重力、电场力及洛【解析】油滴在运动过程中受到重力、电场力及洛伦兹力的作用，因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，大伦兹力的作用，因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，大小随速度的改变而改变，而电场力与重力的合力是恒力，所小随速度的改变而改变，而电场力与重力的合力是恒力，所以物体做匀速直线运动；又因电场力一定在水平方向上，故以物体做匀速直线运动；又因电场力一定在水平方向上，故洛伦兹力的

26、方向是斜向上方的，因而当油滴带正电时，应该洛伦兹力的方向是斜向上方的，因而当油滴带正电时，应该由由M M点向点向N N点运动，故选项点运动，故选项A A正确、正确、B B错误。若电场方向水平向错误。若电场方向水平向右，则油滴需带负电，此时斜向右上方与右，则油滴需带负电，此时斜向右上方与MNMN垂直的洛伦兹力垂直的洛伦兹力对应粒子从对应粒子从N N点运动到点运动到M M点，即选项点，即选项C C正确。同理，电场方向正确。同理，电场方向水平向左时，油滴需带正电，油滴是从水平向左时，油滴需带正电，油滴是从M M点运动到点运动到N N点的，故点的，故选项选项D D错误。错误。专题一专题一 要点热点探究

27、要点热点探究 【点评】【点评】 对于带电粒子在复合场中做直线运动的问题要对于带电粒子在复合场中做直线运动的问题要注意受力分析。因为洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，而注意受力分析。因为洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，而且与磁场的方向、带电粒子的电性都有关，分析时更要注意。且与磁场的方向、带电粒子的电性都有关，分析时更要注意。本题中重力和电场力均为恒力，要保证油滴做直线运动，两本题中重力和电场力均为恒力，要保证油滴做直线运动，两力的合力必须与洛伦兹力平衡，粒子的运动就只能是匀速直力的合力必须与洛伦兹力平衡，粒子的运动就只能是匀速直线运动。线运动。 教师备用题专题一专题一 教师备用题教师备用题专题一专题一 教师备用题教师备用题 2 2下图为节日里悬挂灯笼的一种方式，下图为节日里悬挂灯笼的一种方式，A A、B B两点等高，两点等高，O O为结点，轻绳为结点，轻绳AOAO、BOBO长度相等，拉力分别为长度相等，拉力分别为FAFA、FBFB，灯笼受到，灯笼受到的重力为的重力为 G G。下列表述正确的是。下列表述正确的是 ( ()