2022年高考物理復(fù)習講義：一力與平衡

專題一力與物體的平衡

教學目標：重力、彈力、摩擦力、電場力和磁場力作用下的受力分析

整體法和隔離法分析問題

平衡中的最值問題

專題定位本專題解決的是受力分析和共點力平衡問題.高考對本專題內(nèi)容的考查主要有：①重力、

彈力、摩擦力作用下的受力分析；②重力、彈力、摩擦力、電場力和磁場力作用下的受力分析；③共

點力作用下平衡條件的應(yīng)用.考查的主要物理思想和方法有: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分解思想等.

應(yīng)考策略深刻理解各種性質(zhì)力的方向特點，緊緊把握平衡這一特殊狀態(tài)，通過受力分析，運用

平衡條件，選用適當?shù)姆椒ń鉀Q問題.

教學內(nèi)容

一，摩擦力問題

例1.如圖1-21所示長木板L的一端固定在較鏈上，木塊放在木板上，開始木板成水平位置.當木

板向下轉(zhuǎn)動，。角逐漸增大的過程中，摩擦力生的大小隨。角變化最有可能的是圖―22中（B）

（考察滑動摩擦力和靜摩擦力的變化問題）

圖1-21

圖1-22

例2.如圖，甲、乙、丙三個物體，質(zhì)量相同，與地面間的動摩擦因數(shù)相同，

受到三個大小相同的作用力F,則它們受到的摩擦力的大小關(guān)系是：（考察滑

動摩擦力和靜摩擦力大小問題）D

A.三者相同B.乙最大

C.丙最大D.條件不夠，無法判斷大小

例3.（14分）如圖15所示，一個重為100N的物體放在傾角為30。的斜面上，物體/3吵F/

與斜面間的滑動摩擦系數(shù)〃=除，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。今有一個與斜面/

3圖15

平行且與最大傾斜線成30"的力F作用于物體上，使物體在斜面上保持靜止。求力F的大小范圍。（考

察靜摩擦力和最大靜摩擦力的問題）

二，題型1對物體受力分析

例1如圖1所示，質(zhì)量為m的正方體和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于

靜止狀態(tài)我與M的接觸面與豎直方向的夾角為?,若不計一切摩擦，下列說法正確的是（C）

（考察受力分析問題，整體和隔離問題）

A.水平面對正方體〃的彈力大小大于（而+而g

B.水平面對正方體〃的彈力大小為（〃+向g-cosa

C.墻面對正方體〃的彈力大小為峻ota

D.墻面對正方體〃的彈力大小為儂tana

〃與a間相互作用力的大小為多少？

例2.中子內(nèi)有一個電荷量為+2e/3的上夸克和兩個電荷量為-e/3的下夸克，一簡單模型是三個夸克

都在半徑為r的同一圓周上，如圖甲.圖乙中給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力

的是：（考察電場中的受力分析問題）

D

圖甲圖乙

例3.如圖17所示，某空間存在正交的勻強電磁場,電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面*及、***￡

向里，一帶負電微粒由a點以一定初速度進入電磁場，剛好能沿直線仍斜向上運動，則

下列說法正確的是（CD）（考察復(fù)合場中受力分析問題,）"X二"

A.微粒的動能一定增加B.微粒的動能一定減少

C.微粒的電勢能一定減少D.微粒的機械能一定增加

例4（19分）如圖7所示，ace和6"是間距為L的兩根足夠長平行導軌，其中ac、6d段光滑，ce、

江段粗糙，導軌平面與水平面的夾角為出整個裝置處在磁感應(yīng)強度為8,方向垂直于導軌平面向上

的勻強磁場中，之間連有阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量為必的金屬棒置于ef端，今廣《

用大小為F,方向沿斜面向上的恒力把金屬棒從ef位置由靜止推至距ef端s處的cd

位置（此時金屬棒已經(jīng)做勻速運動），現(xiàn)撤去恒力E金屬棒最后又回到〃?端（此時金廠:、、才

屬棒也已經(jīng)做勻速運動）.若不計導軌和金屬棒的電阻，且金屬棒與ce、"段的動摩擦

因數(shù)為〃.求：

（1）金屬棒上滑過程中的最大速度；

（2）金屬棒下滑過程的末速度；

（3）金屬棒自eF端上滑再回到ef端的過程中，電阻斤產(chǎn)生的焦耳熱.

解題示范（1）當金屬棒上滑達勻速時速度最大為人此時受力平衡.

F—pjngcosff—mgsin夕=句（2分）

FA=BU（1分）

,BLv、

IR（1分）

聯(lián)立以上各式可得「g5黑曄*9）?R（2分）

DL

（2）設(shè)金屬棒下滑過程的末速度為期此時受力平衡.

F/+umgcosO=mgsin0（2分）月，=BI2L（1分）

聯(lián)立以上各式可得「（Win”聚叫s，）_?3（2分）

DL

（3）金屬棒在整個運動過程中，由動能定理

Fs-umgcose?2s一修=57式（4分）

電阻汽上產(chǎn)生的焦耳熱等于金屬棒克服安培力做的功

2

山（磔sin9一口mg0fosJ）/?

0=叫=￡5—2〃儂cos6s說（3

二，最值問題

例1如圖3所示是簡式千斤頂示意圖，當搖動把手時，螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀?/p>

靠攏，從而將預(yù)制板頂起.當

預(yù)制板剛被頂起時對千斤頂?shù)膲毫?.0X105N,此時千斤頂兩臂間的夾角為

120°,則下列判斷正確的是（AB）

A.此時兩臂支持力大小均為1.0x105N

B.此時千斤頂對預(yù)制板的支持力為1.OXIO,N

C.若繼續(xù)搖動手把，千斤頂對預(yù)制板的支持力將增大

D.若繼續(xù)搖動手把，千斤頂對預(yù)制板的支持力將減小

問：繼續(xù)搖動手把時，兩臂的作用力如何變化？（考察力的合成和分解問題，整體和隔離法分析

問題）

例2.如圖，小球作細繩系住放在傾角為e的光滑斜面上，當繩子從水平方向逐漸向上C

偏移時，細繩上的拉力將：

A.逐漸增大B.逐漸減小C.先增大，后減小D.先減小，后增大

（考察力的平衡中的最值問題，）

例3如圖5所示，放在水平地面上的光滑絕緣圓筒內(nèi)有兩個帶正電小球48,Z位于18（

筒底靠在左側(cè)壁處,占在右側(cè)筒壁上受到4