【步步高】（廣東專(zhuān)用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題一 力與場(chǎng)內(nèi)物體的平衡專(zhuān)題突破課件

專(zhuān)題一力與場(chǎng)內(nèi)物體的平衡本專(zhuān)題解決的是受力分析和共點(diǎn)力平衡問(wèn)題.高考對(duì)本專(zhuān)題內(nèi)容的考查主要有：①對(duì)各種性質(zhì)力特點(diǎn)的理解；②共點(diǎn)力作用下平衡條件的應(yīng)用.考查的主要物理方法和思想有：①整體法和隔離法；②假設(shè)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.專(zhuān)題定位

深刻理解各種性質(zhì)力的特點(diǎn).熟練掌握分析共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的各種方法.應(yīng)考策略

知識(shí)方法聚焦

熱點(diǎn)考向例析

審題破題真題演練欄目索引(1)平衡條件(2)垂直形變恢復(fù)(1)μFN面積(2)切線(1)恒力(2)一致相反(1)BIL0(2)左手(1)qvB0(2)左手(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)000(3)①相等相反②封閉1.彈力2.摩擦力3.電場(chǎng)力4.安培力5.洛倫茲力6.共點(diǎn)力的平衡知識(shí)方法聚焦知識(shí)回扣1.處理平衡問(wèn)題的基本思路：確定平衡狀態(tài)(加速度為

)→巧選研究對(duì)象(整體法或隔離法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作討論.2.常用的方法(1)在判斷彈力或摩擦力是否存在以及確定方向時(shí)常用

法.(2)求解平衡問(wèn)題時(shí)常用二力平衡法、矢量

法、正交分解法、相似三角形法、

法等.零假設(shè)三角形圖解知識(shí)方法聚焦規(guī)律方法3.帶電體的平衡問(wèn)題仍然滿(mǎn)足

條件，只是要注意準(zhǔn)確分析場(chǎng)力——電場(chǎng)力、安培力或洛倫茲力.4.如果帶電粒子在重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)三者組成的復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，則一定是

，因?yàn)镕洛⊥v.平衡勻速直線運(yùn)動(dòng)熱點(diǎn)考向例析考向1共點(diǎn)力作用下的靜態(tài)平衡問(wèn)題例1

如圖1所示，質(zhì)量為m的木塊A放在水平面上的質(zhì)量為M的斜面B上，現(xiàn)用大小相等、方向相反的兩個(gè)水平推力F分別作用在A、B上，A、B均保持靜止不動(dòng).則(

)A.A與B之間一定存在摩擦力B.B與地面之間一定存在摩擦力C.B對(duì)A的支持力一定等于mgD.地面對(duì)B的支持力大小一定等于(m＋M)g圖1(單選)解析

對(duì)A，若重力、推力、支持力的合力為零時(shí)，A、B間沒(méi)有摩擦力，A錯(cuò)誤；B對(duì)A的支持力無(wú)法求出，所以C錯(cuò)誤；把A、B視為一個(gè)整體，水平方向兩推力恰好平衡，故B與地面間沒(méi)有摩擦力，所以B錯(cuò)誤；地面對(duì)B的支持力等于(m＋M)g，故D正確.答案

D審題突破

A、C選項(xiàng)考察物體A、B之間的受力應(yīng)選誰(shuí)為研究對(duì)象？B、D選項(xiàng)考察地面對(duì)B的作用力必須選B為研究對(duì)象嗎？怎樣選研究對(duì)象更簡(jiǎn)單？1.在分析兩個(gè)或兩個(gè)以上物體間的相互作用時(shí)，一般采用整體法與隔離法進(jìn)行分析.2.采用整體法進(jìn)行受力分析時(shí)，要注意系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的狀態(tài)應(yīng)該相同.3.當(dāng)直接分析一個(gè)物體的受力不方便時(shí)，可轉(zhuǎn)移研究對(duì)象，先分析另一個(gè)物體的受力，再根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力，此法叫“轉(zhuǎn)移研究對(duì)象法”.以題說(shuō)法針對(duì)訓(xùn)練練1輕質(zhì)彈簧簧A的兩端分別連在在質(zhì)量均均為m的小球上上，兩球球均可視為質(zhì)質(zhì)點(diǎn).另有兩根根與A完全相同同的輕質(zhì)彈簧B、C，且B、C的一端分分別與兩兩個(gè)小球球相連，，B的另一端端固定在在天花板板上，C的另一端端用手牽牽住，如如圖2所示.適當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)手的高高度與用用力的方方向，保保持B彈簧軸線線跟豎直直方向夾夾角為37°不變(已知sin37°°＝0.6，cos37°°＝0.8)，當(dāng)彈簧簧C的拉力最最小時(shí)，，B、C兩彈簧的的形變量量之比為為()A.1∶1 B.3∶5 C.4∶3 D.5∶4圖2(單選)答案C解析以?xún)汕蚝蛷棌椈葾組成的整體體為研究對(duì)對(duì)象，受力力分析如圖圖所示，由由合成法知知當(dāng)C彈簧與B彈簧垂直時(shí)時(shí)，彈簧C施加的拉力力最小，由由幾何關(guān)系系知FTB∶FTC＝4∶3.熱點(diǎn)考向例例析考向2共點(diǎn)力作用用下的動(dòng)態(tài)態(tài)平衡問(wèn)題題例2

(2014·山東·14)如圖3所示，用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡(jiǎn)易秋千，某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)不變.木板靜止時(shí)，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小，則維修后(

)A.F1不變，F(xiàn)2變大

B.F1不變，F(xiàn)2變小C.F1變大，F(xiàn)2變大

D.F1變小，F(xiàn)2變小圖3(單選)審題突破兩輕繩各剪剪去一小段段，兩繩之之間的夾角角如何變化化？木板所所受合力根根據(jù)什么判判斷大小是是否變化？？解析木板靜止時(shí)，木板受重力G以及兩根輕繩的拉力F2，根據(jù)平衡條件，木板受到的合力F1＝0，保持不變.兩根輕繩的拉力F2的合力大小等于重力G，保持不變，當(dāng)兩輕繩剪去一段后，兩根輕繩的拉力F2與豎直方向的夾角變大，因其合力不變，故F2變大.選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤.答案A動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)問(wèn)題分析的的三個(gè)常用用方法.1.解析法：一一般把力進(jìn)進(jìn)行正交分分解，兩個(gè)個(gè)方向上列列平衡方程程，寫(xiě)出所所要分析的的力與變化化角度的關(guān)關(guān)系，然后后判斷各力力的變化趨趨勢(shì).2.圖解法：能能用圖解法法分析動(dòng)態(tài)態(tài)變化的問(wèn)問(wèn)題有三個(gè)個(gè)顯著特征征：一、物物體一般受受三個(gè)力作作用；二、、其中有一一個(gè)大小、、方向都不不變的力；；三、還有有一個(gè)方向向不變的力力.以題說(shuō)法法3.相似三角角形法：：物體一一般受三三個(gè)力作作用而平平衡，系系統(tǒng)內(nèi)一一定總存存在一個(gè)個(gè)與矢量量三角形形相似的的結(jié)構(gòu)三三角形，，這種情情況下采采用相似似三角形形法解決決問(wèn)題簡(jiǎn)簡(jiǎn)單快捷捷.以題說(shuō)法法針對(duì)訓(xùn)練2

如圖4甲，手提電腦散熱底座一般設(shè)置有四個(gè)卡位用來(lái)調(diào)節(jié)角度.某同學(xué)將電腦放在散熱底座上，為了獲得更好的舒適度，由原卡位4緩慢地調(diào)至卡位1(如圖乙)，電腦始終靜止在底座上，則(

)A.電腦受到的支持力變大B.電腦受到的摩擦力變小C.散熱底座對(duì)電腦的作用力變大D.散熱底座對(duì)電腦的作用力不變圖4(單選)答案D解析對(duì)筆記本本電腦受受力分析析如圖所所示，有有：FN＝mgcosθ、f＝mgsinθ.由原卡位位1調(diào)至卡位位4，θ減小，靜靜摩擦力力f減小、支支持力FN增加；散散熱底座座對(duì)電腦腦的作用用力的合合力是支支持力和和靜摩擦擦力的合合力，與與重力平平衡，始始終是不不變的，，故D正確.熱點(diǎn)考向向例析考向3帶電體在在電場(chǎng)內(nèi)內(nèi)的平衡衡問(wèn)題例3

(2014·浙江·19)如圖5所示，水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角為θ.一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個(gè)帶電小球A，細(xì)線與斜面平行.小球A的質(zhì)量為m、電量為q.小球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B，兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k，重力加速度為g，兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷.小球A靜止在斜面上，則(

)(雙選)圖5審題突破破小球A受哪幾個(gè)個(gè)力的作作用？若若細(xì)線上上的拉力力為0呢？通過(guò)過(guò)對(duì)小球球受力分分析，斜斜面對(duì)小小球A的支持力力能為0嗎？解析根據(jù)庫(kù)侖定律，A、B球間的庫(kù)侖力F庫(kù)＝

，選項(xiàng)A正確；小球A受豎直向向下的重重力mg，水平向向左的庫(kù)庫(kù)侖力F庫(kù)＝，由平衡衡條件知知，當(dāng)斜斜面對(duì)小小球的支支持力FN的大小等等于重力力與庫(kù)侖侖力的合合力大小小時(shí)，細(xì)線上的的拉力等等于零，，如圖所示示，則＝＝tanθ，所以選項(xiàng)C正確，選選項(xiàng)B錯(cuò)誤；斜面對(duì)小小球的支支持力FN始終不會(huì)會(huì)等于零零，選項(xiàng)項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案AC1.電場(chǎng)和重重力場(chǎng)內(nèi)內(nèi)的平衡衡問(wèn)題，，仍然是是力學(xué)問(wèn)問(wèn)題.力學(xué)中用用到的圖圖解法和和正交分分解法仍仍然可以以用在電電場(chǎng)和重重力場(chǎng)中中.2.當(dāng)涉及多多個(gè)研究究對(duì)象時(shí)時(shí)，一般般采用整整體法和和隔離法法結(jié)合的的方法求求解.當(dāng)物體受受到的力力多于三三個(gè)時(shí)，，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.以題說(shuō)說(shuō)法針對(duì)訓(xùn)訓(xùn)練3如圖6所示，，粗糙糙程度度均勻勻的絕絕緣空空心斜斜面ABC放置在在水平平面上上，∠CAB＝30°°，斜斜面面內(nèi)內(nèi)部部O點(diǎn)(與斜斜面面無(wú)無(wú)任任何何連連接接)固定定一一個(gè)個(gè)正正點(diǎn)點(diǎn)電電荷荷，，一一帶帶負(fù)負(fù)電電可可視視為為質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的的小小物物體體可可以以分分別別靜靜止止在在M、P、N點(diǎn)，，P為MN的中中點(diǎn)點(diǎn)，，OM＝ON，OM∥AB，則則下下列列判判斷斷正正確確的的是是()圖6(雙選選)A.小物物體體在在M、P、N點(diǎn)靜靜止止時(shí)時(shí)一一定定都都是是受受4個(gè)力力B.小物物體體靜靜止止在在P點(diǎn)時(shí)時(shí)受受到到的的摩摩擦擦力力最最大大C.小物物體體靜靜止止在在P點(diǎn)時(shí)時(shí)受受到到的的支支持持力力最最大大D.小物體靜止在在M、N點(diǎn)時(shí)受到的支支持力相等解析對(duì)小物體分別別在三處?kù)o止止時(shí)進(jìn)行受力分析，如圖圖：結(jié)合平衡衡條件小物體體在P、N兩點(diǎn)時(shí)一定受受四個(gè)力的作作用，而在M處不一定，故A錯(cuò)誤；小物體靜止在在P點(diǎn)時(shí)，摩擦力力f＝mgsin30°，設(shè)小物體靜靜止在M、N點(diǎn)時(shí)，庫(kù)侖力力為F′，則小物體靜靜止在N點(diǎn)時(shí)f′＝mgsin30°＋F′cos30°，小物體靜止止在M點(diǎn)時(shí)f″＝mgsin30°－F′cos30°，可見(jiàn)小物體體靜止在N點(diǎn)時(shí)所受摩擦擦力最大，故故B錯(cuò)誤；答案CD小物體靜止在在P點(diǎn)時(shí)，設(shè)庫(kù)侖侖力為F，受到的支持持力FN＝mgcos30°＋F，小物體靜止止在M、N點(diǎn)時(shí)：FN′＝mgcos30°＋F′sin30°，由庫(kù)侖定律律知F＞F′，故FN＞FN′，即小物體靜靜止在P點(diǎn)時(shí)受到的支支持力最大，，靜止在M、N點(diǎn)時(shí)受到的支支持力相等，，故C、D正確.例4(18分)如圖7(BE左邊為側(cè)視圖圖，右邊為俯俯視圖)所示，電阻不不計(jì)的光滑導(dǎo)導(dǎo)軌ABC、DEF平行放置，間間距為L(zhǎng)，BC、EF水平，AB、DE與水平面成θ角.PQ、P′Q′是相同的兩金金屬桿，它們們與導(dǎo)軌垂直直，質(zhì)量均為為m、電阻均為R.平行板電容器器的兩金屬板板M、N的板面沿豎直直放置，相距距為d，并通過(guò)導(dǎo)線線與導(dǎo)軌ABC、DEF連接.整個(gè)裝置處于于磁感應(yīng)強(qiáng)度度大小為B、方向豎直直向下的勻勻強(qiáng)磁場(chǎng)中中.要使桿P′Q′靜止不動(dòng)，，求：審題破題真真題演練1.應(yīng)用平衡條條件解決電電學(xué)平衡問(wèn)問(wèn)題圖7(1)桿PQ應(yīng)沿什么方方向運(yùn)動(dòng)？？速度多大大？(2)從O點(diǎn)入射的帶帶電粒子恰恰好沿圖中中虛線通過(guò)過(guò)平行板電電容器，則則入射粒子子的速度v0多大？思維導(dǎo)圖答題模板解析(1)設(shè)桿PQ運(yùn)動(dòng)速度為為v，桿PQ切割磁感線線產(chǎn)生的感感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)：E＝BLv(2分)回路電流：I＝

(2分)P′Q′桿靜止，對(duì)對(duì)桿P′Q′受力分析，，有：mgtanθ＝BIL(2分)答題模板聯(lián)立解得：：v＝(2分)根據(jù)據(jù)左左手手定定則則與與右右手手定定則則可可知知，，PQ應(yīng)向向右右運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng).(2分)(2)兩平行板間的電壓：U＝IR (2分)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力：F＝qE＝

(2分)粒子子沿沿直直線線通通過(guò)過(guò)平平行行板板電電容容器器，，這這時(shí)時(shí)粒粒子子所所受受的的電電場(chǎng)場(chǎng)力力和和洛洛倫倫茲茲力力相相互互平平衡衡：：答題題模模板板答案

(1)向右運(yùn)動(dòng)點(diǎn)睛之筆此題題為為力力電電綜綜合合問(wèn)問(wèn)題題，，考考查查了了力力學(xué)學(xué)知知識(shí)識(shí)的的平平衡衡問(wèn)問(wèn)題題和和電電磁磁感感應(yīng)應(yīng)知知識(shí)識(shí).解答答本本題題的的思思路路是是先先通通過(guò)過(guò)P′Q′靜止止不不動(dòng)動(dòng)、、受受力力平平衡衡分分析析PQ的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方方向向.PQ運(yùn)動(dòng)動(dòng)對(duì)對(duì)P′Q′和電電容容器器供供電電，，帶帶電電粒粒子子在在電電場(chǎng)場(chǎng)、、磁磁場(chǎng)場(chǎng)中中做做勻勻速速直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)受受力力平平衡衡.高考考現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)(限時(shí)時(shí)：：15分鐘鐘，，滿(mǎn)滿(mǎn)分分14分)(2014