高2013届二轮复习专题一 第1讲 力与物体平衡

1第二轮专题复习系列(1)力与物体的平衡【2013考纲解读】一、内容解读1．力是物体间的相互作用．是使物体发生形变和运动状态变化的原因．力是矢量，满足力的合成和分解．2．重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力．重心．3．形变和弹力、胡克定律．4．静摩擦和最大静摩擦力的区别．5．滑动摩擦、滑动摩擦力的求解．6．共点力作用下的物体的平衡条件及应用．二、能力解读1．掌握力是物体之间的相互作用。在具体问题中能找出施力物体和受力物体．2．知道力有大小和方向，会画出力的图示和力的示意图．3．知道重力是由于地球对物体的吸引而产生的。会计算重力的大小，知道重力的方向及重心的概念．4．知道什么是弹力以及弹力产生的条件．5．知道滑动摩擦力的大小跟什么因素有关，会运用公式：f=μFN、计算滑动摩擦力的大小．会判断滑动摩擦力的方向．6．知道静摩擦力的产生条件．会判断静摩擦力的方向．7．理解合力与分力的概念．8．掌握力的平行四边形定则，会运用平行四边形定则求解共点力的合力．9．理解共点力作用下物体平衡的概念及条件．会运用共点力平衡条件解决有关问题主要题型：选择题难度档次：

低档或中档难度，是高考卷中的最基础考题．以平衡状态为主要背景，或涉及匀速运动，对物体作受力分析、进行力的合成分解的简单计算．

【知识网络构建】力的种类产生原因或条件作用点大小方向重力由于地球的吸引重心G＝mg竖直向下弹力直接接触、发生弹性形变接触面根据二力平衡或牛顿第二定律判断；弹簧的弹力：F＝kx与引起形变的力的方向相反摩擦力接触面粗糙；存在压力；相对滑动(或有相对滑动的趋势)接触面静摩擦力：0<f≤fm

滑动摩擦力：f＝μFN

与接触面相切，与物体相对滑动或相对滑动趋势方向相反电场力电场电荷F＝qE正电荷受电场力与场强同向，负电荷受电场力与场强反向安培力磁场通电导体F＝BLI(L⊥B)用左手定则判断洛伦兹力磁场运动电荷F＝qvB(v⊥B)用左手定则判断一、几种常见力的比较二、力的运算1．常用方法：合成法、分解法(按力的实际作用效果分解)、正交分解法．2．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、速度、加速度等．平行四边形定则F2F1F合三角形法F2F1F合三、物体受力分析

把指定的物体（研究对象）在特定的环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程。受力分析的步骤(1)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．(2)检查研究对象周围有哪些物体与它接触或者存在哪些场。按顺序找力：①先分析场力，如重力、电场力、磁场力；②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他物体接触处的弹力和摩擦力；再分析外力。(3)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：①检查画出的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；②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(静止、匀速运动、变速运动)．【重点知识整合】注意事项：1、每分析出一个力，能找出该力的施力物体，否则，该力的存在就值得考虑。2、只分析研究对象所受的力，不分析研究对象给其他物体的反作用力，即要明确任务。3、只分析性质力（如重力、弹力、摩擦力），不分析效果力。4、注意受力分析和力的合成与分解易混淆，“合力”是物体实际所受各力的“等效力”，“分力”是从一个力的作用效果“等效”出来。“合力”、“分力”都不是物体受到的真实力，受力分析时，不要画出“合力”、“分力”的图示。5、物体受力情况与运动情况必须相符。受力分析完成之后，可以通过分析受力情况与运动情况是否相符，来粗略地判断此分析是否正确。6、为使问题简化，常要忽略某些次要的力，如物体运动速度不大时的空气阻力及水的阻力，轻杆、轻绳、轻滑轮等轻质物体的重力可以不考虑等等。（根据题目条件确定是否要忽略）四．物体平衡状态和平衡条件

物体受共点力作用处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态)的条件是物体所受合力为0，即F合＝0.若在x轴或y轴上的力平衡，那么，这一方向的合力为0，即Fx合＝0或Fy合＝0.针对练习1：下列哪种物体处于平衡状态（）A、做匀速圆周运动的物体B、运动状态一直不变的物体

C、竖直上抛的物体到达最高点时D、平抛出去的物体B【重点知识整合】例、L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图1－1所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P的受力个数为()A．3B．4C．5D．6图1--1CGFN1FN2FN3Ff课堂练习1．物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行,如图1—1，当两者以相同的速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动()A．A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B．A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C．A、B之间的摩擦力为零D．A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质C例.质量为m的木块在如图所示的四种情形中,都受到力F的作用,且处于静止状态.请作出四种情况的受力分析图，并求出四种情况中支持面对m支持力的大小。四、分析平衡问题的常用方法1、正交分解法与解三角形法A中：FN＝mgcosα＋F；B中：FN＝mg＋Fsinα；C中：FN＝Fsinα－mg；D中：FN＝mg＋Fcosα.【重点知识整合】

例题：（11广东卷）如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止。下列判断正确的是()A、F1>F2>F3B、F3>F1>F2

C、F2>F3>F1D、F3>F2>F1

F1F2F合B常用推论：①二力作用下物体平衡时,两个力等值、反向、共线．②三力作用下物体平衡时，任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；任一个力沿另外两个力方向所在直线分解，分解所得的两个分力与原来两个力分别等值、反向、共线．小结：解物体平衡的“力三角形法”与“正交分解法”.“力三角形法”、“正交分解法”是分析处理力现象的两种基本方法，比如，三力情景通常应用“力三角形法”，三个以上的多力情景则通常应用“正交分解法”．例、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态．如图1－5所示是这个装置的纵截面图．若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止．问在此过程中

1、Q所受的合力如何变化2、MN对Q的弹力，P、Q间的弹力如何变化？3、地面对P的摩擦力如何变化？图1--5F1F2GGFNGF22、图解法和解析法分析动态平衡问题【重点知识整合】解析:圆柱体Q的受力如图所示，MN保持竖直缓慢向右平移，则N2方向不变，N1′与mg夹角增大，N1、N2、mg三力处于平衡状态，由动态矢量三角形可知N1、N2均增大；缓慢移动过程中Q始终处于平衡状态，Q受合力始终为零；以P、Q为整体，水平方向所受地面的摩擦力与N2是一对平衡力，即f＝N2，所以f在增大.小结：“动态平衡”现象的“图解法”与“解析法”(1)图解法：当物体受三个力作用时，在相应的“力三角形”中，先确定某个大小方向都不变的力，再确定只改变大小或方向的力，最后在力分解合成的三角形中，从边长、角度的变化分析待求力大小、方向的变化，叫做图解法．图解法较为方便，也比较直观，一般适用于三力作用的情景．(2)解析法：在动态现象中，需要具体计算力的大小、确定力的方向时，或物体受力较多时，则要应用解析法，写出待求力大小、方向(角度)的函数表达式，在表达式中分析其变化特点及“临界值”等．B作业：优化指导P1-P2难点物体组的平衡问题求解物体组(连接体)平衡问题的方法(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，不必对系统内部物体隔离分析．(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。例3、如图1－1－5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度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力(

)A．等于零B．不为零，方向向右C．不为零，方向向左D．不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右A如图2－4所示，截面为三角形的木块a上放置一铁块b，三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直面上，现用竖直向上的作用力F，推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，则下列说法正确的是(

)．图2－