【步步高】（广东专用）高考物理二轮复习 专题一 力与场内物体的平衡专题突破课件

专题一力与场内物体的平衡本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题.高考对本专题内容的考查主要有：①对各种性质力特点的理解；②共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理方法和思想有：①整体法和隔离法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦等效思想；⑧分解思想.专题定位

深刻理解各种性质力的特点.熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法.应考策略

知识方法聚焦

热点考向例析

审题破题真题演练栏目索引(1)平衡条件(2)垂直形变恢复(1)μFN面积(2)切线(1)恒力(2)一致相反(1)BIL0(2)左手(1)qvB0(2)左手(1)匀速直线运动(2)000(3)①相等相反②封闭1.弹力2.摩擦力3.电场力4.安培力5.洛伦兹力6.共点力的平衡知识方法聚焦知识回扣1.处理平衡问题的基本思路：确定平衡状态(加速度为

)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论.2.常用的方法(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用

法.(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量

法、正交分解法、相似三角形法、

法等.零假设三角形图解知识方法聚焦规律方法3.带电体的平衡问题仍然满足

条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力.4.如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是

，因为F洛⊥v.平衡匀速直线运动热点考向例析考向1共点力作用下的静态平衡问题例1

如图1所示，质量为m的木块A放在水平面上的质量为M的斜面B上，现用大小相等、方向相反的两个水平推力F分别作用在A、B上，A、B均保持静止不动.则(

)A.A与B之间一定存在摩擦力B.B与地面之间一定存在摩擦力C.B对A的支持力一定等于mgD.地面对B的支持力大小一定等于(m＋M)g图1(单选)解析

对A，若重力、推力、支持力的合力为零时，A、B间没有摩擦力，A错误；B对A的支持力无法求出，所以C错误；把A、B视为一个整体，水平方向两推力恰好平衡，故B与地面间没有摩擦力，所以B错误；地面对B的支持力等于(m＋M)g，故D正确.答案

D审题突破

A、C选项考察物体A、B之间的受力应选谁为研究对象？B、D选项考察地面对B的作用力必须选B为研究对象吗？怎样选研究对象更简单？1.在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析.2.采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同.3.当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”.以题说法针对训练练1轻质弹簧簧A的两端分别连在在质量均均为m的小球上上，两球球均可视为质质点.另有两根根与A完全相同同的轻质弹簧B、C，且B、C的一端分分别与两两个小球球相连，，B的另一端端固定在在天花板板上，C的另一端端用手牵牵住，如如图2所示.适当调节节手的高高度与用用力的方方向，保保持B弹簧轴线线跟竖直直方向夹夹角为37°不变(已知sin37°°＝0.6，cos37°°＝0.8)，当弹簧簧C的拉力最最小时，，B、C两弹簧的的形变量量之比为为()A.1∶1 B.3∶5 C.4∶3 D.5∶4图2(单选)答案C解析以两球和弹弹簧A组成的整体体为研究对对象，受力力分析如图图所示，由由合成法知知当C弹簧与B弹簧垂直时时，弹簧C施加的拉力力最小，由由几何关系系知FTB∶FTC＝4∶3.热点考向例例析考向2共点力作用用下的动态态平衡问题题例2

(2014·山东·14)如图3所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后(

)A.F1不变，F2变大

B.F1不变，F2变小C.F1变大，F2变大

D.F1变小，F2变小图3(单选)审题突破两轻绳各剪剪去一小段段，两绳之之间的夹角角如何变化化？木板所所受合力根根据什么判判断大小是是否变化？？解析木板静止时，木板受重力G以及两根轻绳的拉力F2，根据平衡条件，木板受到的合力F1＝0，保持不变.两根轻绳的拉力F2的合力大小等于重力G，保持不变，当两轻绳剪去一段后，两根轻绳的拉力F2与竖直方向的夹角变大，因其合力不变，故F2变大.选项A正确，选项B、C、D错误.答案A动态平衡问问题分析的的三个常用用方法.1.解析法：一一般把力进进行正交分分解，两个个方向上列列平衡方程程，写出所所要分析的的力与变化化角度的关关系，然后后判断各力力的变化趋趋势.2.图解法：能能用图解法法分析动态态变化的问问题有三个个显著特征征：一、物物体一般受受三个力作作用；二、、其中有一一个大小、、方向都不不变的力；；三、还有有一个方向向不变的力力.以题说法法3.相似三角角形法：：物体一一般受三三个力作作用而平平衡，系系统内一一定总存存在一个个与矢量量三角形形相似的的结构三三角形，，这种情情况下采采用相似似三角形形法解决决问题简简单快捷捷.以题说法法针对训练2

如图4甲，手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度.某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位4缓慢地调至卡位1(如图乙)，电脑始终静止在底座上，则(

)A.电脑受到的支持力变大B.电脑受到的摩擦力变小C.散热底座对电脑的作用力变大D.散热底座对电脑的作用力不变图4(单选)答案D解析对笔记本本电脑受受力分析析如图所所示，有有：FN＝mgcosθ、f＝mgsinθ.由原卡位位1调至卡位位4，θ减小，静静摩擦力力f减小、支支持力FN增加；散散热底座座对电脑脑的作用用力的合合力是支支持力和和静摩擦擦力的合合力，与与重力平平衡，始始终是不不变的，，故D正确.热点考向向例析考向3带电体在在电场内内的平衡衡问题例3

(2014·浙江·19)如图5所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行.小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上，则(

)(双选)图5审题突破破小球A受哪几个个力的作作用？若若细线上上的拉力力为0呢？通过过对小球球受力分分析，斜斜面对小小球A的支持力力能为0吗？解析根据库仑定律，A、B球间的库仑力F库＝

，选项A正确；小球A受竖直向向下的重重力mg，水平向向左的库库仑力F库＝，由平衡衡条件知知，当斜斜面对小小球的支支持力FN的大小等等于重力力与库仑仑力的合合力大小小时，细线上的的拉力等等于零，，如图所示示，则＝＝tanθ，所以选项C正确，选选项B错误；斜面对小小球的支支持力FN始终不会会等于零零，选项项D错误.答案AC1.电场和重重力场内内的平衡衡问题，，仍然是是力学问问题.力学中用用到的图图解法和和正交分分解法仍仍然可以以用在电电场和重重力场中中.2.当涉及多多个研究究对象时时，一般般采用整整体法和和隔离法法结合的的方法求求解.当物体受受到的力力多于三三个时，，往往采采用正交交分解法法列出分分方向的的平衡方方程.以题说说法针对训训练3如图6所示，，粗糙糙程度度均匀匀的绝绝缘空空心斜斜面ABC放置在在水平平面上上，∠CAB＝30°°，斜斜面面内内部部O点(与斜斜面面无无任任何何连连接接)固定定一一个个正正点点电电荷荷，，一一带带负负电电可可视视为为质质点点的的小小物物体体可可以以分分别别静静止止在在M、P、N点，，P为MN的中中点点，，OM＝ON，OM∥AB，则则下下列列判判断断正正确确的的是是()图6(双选选)A.小物物体体在在M、P、N点静静止止时时一一定定都都是是受受4个力力B.小物物体体静静止止在在P点时时受受到到的的摩摩擦擦力力最最大大C.小物物体体静静止止在在P点时时受受到到的的支支持持力力最最大大D.小物体静止在在M、N点时受到的支支持力相等解析对小物体分别别在三处静止止时进行受力分析，如图图：结合平衡衡条件小物体体在P、N两点时一定受受四个力的作作用，而在M处不一定，故A错误；小物体静止在在P点时，摩擦力力f＝mgsin30°，设小物体静静止在M、N点时，库仑力力为F′，则小物体静静止在N点时f′＝mgsin30°＋F′cos30°，小物体静止止在M点时f″＝mgsin30°－F′cos30°，可见小物体体静止在N点时所受摩擦擦力最大，故故B错误；答案CD小物体静止在在P点时，设库仑仑力为F，受到的支持持力FN＝mgcos30°＋F，小物体静止止在M、N点时：FN′＝mgcos30°＋F′sin30°，由库仑定律律知F＞F′，故FN＞FN′，即小物体静静止在P点时受到的支支持力最大，，静止在M、N点时受到的支支持力相等，，故C、D正确.例4(18分)如图7(BE左边为侧视图图，右边为俯俯视图)所示，电阻不不计的光滑导导轨ABC、DEF平行放置，间间距为L，BC、EF水平，AB、DE与水平面成θ角.PQ、P′Q′是相同的两金金属杆，它们们与导轨垂直直，质量均为为m、电阻均为R.平行板电容器器的两金属板板M、N的板面沿竖直直放置，相距距为d，并通过导线线与导轨ABC、DEF连接.整个装置处于于磁感应强度度大小为B、方向竖直直向下的匀匀强磁场中中.要使杆P′Q′静止不动，，求：审题破题真真题演练1.应用平衡条条件解决电电学平衡问问题图7(1)杆PQ应沿什么方方向运动？？速度多大大？(2)从O点入射的带带电粒子恰恰好沿图中中虚线通过过平行板电电容器，则则入射粒子子的速度v0多大？思维导图答题模板解析(1)设杆PQ运动速度为为v，杆PQ切割磁感线线产生的感感应电动势势：E＝BLv(2分)回路电流：I＝

(2分)P′Q′杆静止，对对杆P′Q′受力分析，，有：mgtanθ＝BIL(2分)答题模板联立解得：：v＝(2分)根据据左左手手定定则则与与右右手手定定则则可可知知，，PQ应向向右右运运动动.(2分)(2)两平行板间的电压：U＝IR (2分)粒子在电场中运动，电场力：F＝qE＝

(2分)粒子子沿沿直直线线通通过过平平行行板板电电容容器器，，这这时时粒粒子子所所受受的的电电场场力力和和洛洛伦伦兹兹力力相相互互平平衡衡：：答题题模模板板答案

(1)向右运动点睛之笔此题题为为力力电电综综合合问问题题，，考考查查了了力力学学知知识识的的平平衡衡问问题题和和电电磁磁感感应应知知识识.解答答本本题题的的思思路路是是先先通通过过P′Q′静止止不不动动、、受受力力平平衡衡分分析析PQ的运运动动方方向向.PQ运动动对对P′Q′和电电容容器器供供电电，，带带电电粒粒子子在在电电场场、、磁磁场场中中做做匀匀速速直直线线运运动动受受力力平平衡衡.高考考现现场场(限时时：：15分钟钟，，满满分分14分)(2014