高三物理二輪復(fù)習(xí) 力與物體的平衡導(dǎo)學(xué)案

1、力量與物體的平衡【必須知識(shí)】(本主題對(duì)應(yīng)學(xué)生用書1-3頁)1 .把握重力、彈力、摩擦力的發(fā)生條件、大小、方向和作用效果把握力的基本特征：力的物性、力的相互性、力的向量性、力的獨(dú)立性2 .力的合成和分解是在保證力的作用效果相同時(shí)進(jìn)行的，遵循向量運(yùn)算的基本法則平行四邊形法則或三角形法則3 .共同點(diǎn)力的平衡(1)平衡態(tài)：通過共享力，物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。 物體平衡的特征是a地=0，不是v地=0。(2)共點(diǎn)力對(duì)物體的平衡條件：合力為零，即f合=0(3)共點(diǎn)力平衡問題的常用解法正交分解法：在知道三力及三力以上的共點(diǎn)力對(duì)物體的平衡或力的夾角時(shí)經(jīng)常使用尺相似三角形：利用力的向量三角形-幾何三角形

2、，在知道線段的大小和比例關(guān)系的情況下經(jīng)常使用正弦(或侑弦)定理法圖解法：一般用于三力動(dòng)態(tài)平衡【能力表現(xiàn)】能力表現(xiàn)【考情分析】力的合成與分解、共享力的平衡是高考慮中的無線熱點(diǎn)，主要考察共享力對(duì)物體的受力分析及其在平衡條件中的應(yīng)用201320142015力量和平衡問題T3:力的合成T13 :受力平衡T4:安培力T14 :力的平衡【備考戰(zhàn)略】高考仍需以選擇題為主，受力分析、動(dòng)態(tài)平衡為試驗(yàn)點(diǎn)，深入了解拉伸方向的變化、摩擦力的變化、繩拉力的變化、彈簧彈力的變化等各種性質(zhì)的力的特點(diǎn)1. (2015南京，鹽城一型)減速帶是道路交叉口常見的交通設(shè)施，車輛過減速帶時(shí)要減速，保證行人安全甲組聯(lián)賽光盤【解析】從點(diǎn)接

3、觸轉(zhuǎn)換為點(diǎn)面接觸，減速帶的車輪彈力方向與過接觸點(diǎn)的切線垂直，a、c選項(xiàng)錯(cuò)誤，該彈力有抬起車輪的效果和阻礙車輪前進(jìn)的效果，b項(xiàng)正確，d項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】b2. (2015揚(yáng)州模擬)如圖所示，一定力f垂直作用于傾斜角、質(zhì)量m的三角滑塊，如果不按下滑塊，則滑塊從地面受到的靜摩擦力的大小為()法國(guó)足球甲級(jí)聯(lián)賽米格斯恩卡斯【解析】分析滑動(dòng)針織面料的受力狀況：重力g、地面的支持力n與靜摩擦力f、力f如圖所示，根據(jù)平衡條件而得到f=Fsin，因此選擇項(xiàng)a是正確的?！敬鸢浮縜3. (2015海門模擬)魚在水中沿直線水平向左加速游泳過程中，水作用于魚的方向是合理的()。甲乙丙。因?yàn)轸~在水中受到的水的浮力保持魚的垂直

4、方向的平衡，水平方向向左加速，魚在水平方向向左受到外力，水給予魚的力是浮力和向左推一推力的合力，應(yīng)該向左傾斜，所以選擇d?！净卮稹縟4. (2015江蘇)如圖所示，用天秤測(cè)量均勻的強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下述各選擇項(xiàng)所示的通電線圈的匝數(shù)相同，邊的長(zhǎng)度MN相等，將它們分別掛在天秤的右臂下，在線圈中流過相同大小的電流，天秤處于平衡態(tài)甲組聯(lián)賽假定電流通電線圈的電流方向是順時(shí)針方向，則可以知道電流通電線圈的各邊從左手定律接受的電流的方向。 如圖所示，c、d選項(xiàng)的各邊受到的電流的方向與b圖相似，根據(jù)受力解析圖的耦合力的合成，在a圖中電流通電線圈的各邊受到的電流的合力最大，所以如果磁場(chǎng)微小地變化，則天平的平衡

5、最容易被破壞【答案】a【提高能力】能力提高受力分析(1)受力解析的思維方法(2)用整體法隔離法解決實(shí)際問題的過程(例1】 (2015山東)如圖所示，滑塊a放置在水平的地面上，滑塊b以水平的力與滑塊A(A、b接觸面垂直)抵接，此時(shí)a正好不滑動(dòng)，b正好不滑動(dòng)甲乙丙丁。思考軌跡：【解析】物體a、b整體在水平方向受力平衡時(shí)，有F=2(mA mB)g。 相對(duì)于物體b在垂直方向上的平衡是1F=mBg，聯(lián)立解是=，選擇項(xiàng)b是正確的?！敬鸢浮縝方法評(píng)價(jià)： (1)分析兩個(gè)以上物體之間的相互作用時(shí)，一般采用整體法和隔離法進(jìn)行分析(2)使用整體法進(jìn)行受力分析時(shí)，留心各個(gè)物體的狀態(tài)相同(3)如果不便于直接分析一個(gè)物體

6、的受力，可以轉(zhuǎn)移研究對(duì)象，分析另一個(gè)物體的受力，然后根據(jù)牛頓第三定律分析該物體的受力如(2015江蘇模擬)圖所示，a、b兩物體接近粗糙的水平面，a、b之間的接觸面平滑。 在水平推力f的作用下，兩個(gè)物體一起加速運(yùn)動(dòng)，如果物體a不正好離開地面，則物體a的受力個(gè)數(shù)為()A. 3B. 4C. 5D. 6【解析】如果物體a正好不離開地面，地面在a上既沒有支持力也沒有摩擦力，則a受到重力、推力和相對(duì)于b的a的支持力的修正3個(gè)力，所以選擇a?！敬鸢浮縜平衡條件的適用應(yīng)對(duì)平衡問題的基本思維方法觀如圖所示，在高層住宅外設(shè)置空調(diào)主體的情況下，電動(dòng)機(jī)通過電纜牽引主體在鉛直方向上等速上升，為了主體不與陽臺(tái)和窗戶碰撞，

7、通常用一根牽引繩牽引主體，向地面牽引牽引繩的人通過移動(dòng)位置，與牽引繩在鉛直方向的a .電纜拉伸力F1和拉伸力F2都變大b .電纜拉伸力F1和拉伸力F2都不變c .電纜與鉛直方向所成的角有可能大于角d .電纜拉伸力F1的功率不變思考軌跡：以空調(diào)本體為對(duì)象進(jìn)行受力分析，制作水平和垂直方向的正交坐標(biāo)系&基于平衡條件，列方程分析討論【解析】物體離墻壁的距離不變，隨著物體的上升，逐漸變大，物體由于F1、F2和重力而處于平衡態(tài)，垂直方向的合力為0，F(xiàn)1cos =F2cos mg，水平方向的合力為0，F(xiàn)1sin =F2sin 存在的-變小，因此sin (sin 從F1cos =F2cos mg可以看出，F(xiàn)1

8、增大，a正確。 由F1cos =F2cos mg可知，F(xiàn)1cos 增大，繩索拉伸力F1的功率P=F1vcos =F1cos v，功率增大，d錯(cuò)誤?！敬鸢浮縜重點(diǎn)撥號(hào)：?jiǎn)栴}的和不相等。 相等時(shí)，兩根繩索的拉力為共線，即使這兩個(gè)力合成在原來的直線上，與重力的合力不能為0【變式訓(xùn)練2】 (2015泰州一型)水上滑板運(yùn)動(dòng)是滑水和沖浪運(yùn)動(dòng)兩種水上運(yùn)動(dòng)的結(jié)合體，摩托艇通過水平牽引繩索，使運(yùn)動(dòng)員在水面上以風(fēng)破浪等速滑動(dòng)。 如圖所示，水平牽引力一定，水作用在滑板運(yùn)動(dòng)上的力垂直于滑板，打滑時(shí)受到的空氣阻力的大小與打滑速度成正比，選手必須把滑板運(yùn)動(dòng)的前端抬高一個(gè)角度a .滑動(dòng)速度越大，角度越大b .滑動(dòng)速度越大，

9、角度越小c .角度與運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量無關(guān)d .角度隨選手質(zhì)量的增大而增大【解析】關(guān)于運(yùn)動(dòng)員和滑板運(yùn)動(dòng)整體的受力解析，如圖所示，通過平衡正交分解得到F=kv FNsin 、FNcos =mg，聯(lián)立解得到F=kv mgtan ，在f和重力的時(shí)間節(jié)點(diǎn)下滑動(dòng)的速度越大，角度越小，從a項(xiàng)F=kv mgtan 到tan =?！敬鸢浮縝動(dòng)態(tài)平衡解決動(dòng)態(tài)平衡問題的方法(1)解析法：對(duì)研究對(duì)象的任一狀態(tài)進(jìn)行受力分析，制作平衡方程，求出主要因素變量和自變量的函數(shù)式，根據(jù)自變量的變化確定主要因素變量的變化(2)圖解法如圖所示，在垂直平面內(nèi)，用甲、乙兩個(gè)彈簧負(fù)荷傳感器用細(xì)線描繪一個(gè)鉤狀體查詢密碼，使其處于靜止?fàn)顟B(tài)。 保持

10、甲的彈簧負(fù)荷傳感器的拉伸力的方向不變，慢慢調(diào)節(jié)乙的彈簧負(fù)荷傳感器，增大細(xì)線之間的角度的話，()a .兩張力的合力可能會(huì)變大b .兩張力的合力可能會(huì)變小c .元彈簧負(fù)荷傳感器的顯示數(shù)量可能會(huì)減少d .負(fù)荷傳感器的顯示數(shù)量可能會(huì)減少思考軌跡：【解析】從平衡條件可知，甲、乙兩個(gè)拉力F1和F2的合力與重力g的大小相等，方向相反，不變，制作甲、乙兩個(gè)處于三個(gè)不同位置時(shí)的力的合成圖，如圖所示，乙在123三個(gè)位置的過程中【回答】d主題用圖解法研究動(dòng)態(tài)平衡問題.可以反映圖解法的意象、直覺、直接力的變化情況.作圖時(shí)抓住張力F1和F2的合力不變，甲方方向不變，用幾何知識(shí)分析【變式訓(xùn)練3】 (2015宿遷三校聯(lián)考)

11、如圖所示，用OA、OB兩根輕繩將花盆懸掛在兩縱壁之間，開始時(shí)維持OB繩的水平，改變OB繩的長(zhǎng)度，使繩的右端從b點(diǎn)逐漸上升到b點(diǎn)，此時(shí)OB與OA之間的角度90 .此處A. FOA一直減少B. FOA一直增大C. FOB總是先把D. FOB縮小再縮小【解析】以節(jié)點(diǎn)o為對(duì)象，解析受力：重力g、繩索OA的拉伸力FOA和繩索BO的拉伸力FOB，如圖所示，根據(jù)平衡條件，作成兩根繩索的拉伸力的合力與重力的大小相等、方向相反、輕繩索OB在兩處時(shí)的力的合成圖【答案】a復(fù)合場(chǎng)中帶電體的平衡復(fù)合場(chǎng)中帶電體的平衡問題除了重力、彈力和摩擦力外，還涉及電磁性的靜電力、電流力和洛倫茲力上.帶電體的平衡問題也必須遵循平衡條件

12、，同時(shí)遵循力學(xué)規(guī)則和電磁性規(guī)則. 這是解決這種問題的兩條主線(2015啟東中學(xué))如圖所示，在平滑的絕緣水平面上，3個(gè)帶電小球a、b及c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的3個(gè)頂點(diǎn)上，a、b帶正電，電荷量均為q、c帶負(fù)電，系統(tǒng)整體置于方向水平的均勻強(qiáng)電場(chǎng)上如果3個(gè)小球都是靜止?fàn)顟B(tài)，則均勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為()甲乙丙。思考軌跡：選擇研究對(duì)象進(jìn)行受力解析選擇解題方法列方程式的修正、討論分析a球受到力： b對(duì)a的排斥力F1、c對(duì)a的吸引力F2、a的均勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力F3=qE。利用正交分解法：F2cos 60=F1=k，f 2合計(jì)60=QE，解E=.【答案】b如圖所示，配置有兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，配置有導(dǎo)軌所在

13、的平面與水平面之間的角度為.質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌，裝置整體處于垂直ab方向的均勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。a .垂直向上b .平行導(dǎo)軌向上c .水平向右d .水平左【解析】如果金屬導(dǎo)軌平滑且沒有摩擦力，則金屬棒只受到重力、支持力和電流力，根據(jù)平衡條件，支持力和電流力的合力與重力等方向大幅度相反，根據(jù)矢量三角形合成的法則，可知電流力f與支持力垂直時(shí)有最小值： Fmin=mgsin 選項(xiàng)b 因?yàn)榻饘侔羰艿降牧Σ荒芷胶猓詁、c是錯(cuò)誤的選項(xiàng)d，磁場(chǎng)的方向水平是左，金屬棒不受到支持力，所以d是正確的【回答】d趁熱打鐵元素，工作會(huì)更多。 請(qǐng)安排老師們及時(shí)完成配套檢測(cè)與評(píng)估練習(xí)1-2頁【檢測(cè)和評(píng)價(jià)】主

14、題一力與物體的平衡1. (2015姜堰模擬)如圖所示，半徑r的半球狀碗倒在水平的桌子上處于靜止?fàn)顟B(tài)，質(zhì)量m的螞蟻以離桌子的高度r正好停在碗上。 螞蟻受到的最大靜摩擦力的大小是()a.0.6毫克/0. 8毫克/0. 4毫克/0. 75毫克2. (2015海安中學(xué))如圖所示，一力系數(shù)k的輕彈簧的兩端分別與垂直壁和封搖滾樂連接，彈簧，地面水平。 a、b是布搖滾樂可以靜止的位置中離墻最近和最遠(yuǎn)的2點(diǎn)，a、b2點(diǎn)距墻的距離分別是x1、x2.是布搖滾樂和地面的距離A. k(x2-x1)B. k(x2 x1) C. D3. (2015常州一型)節(jié)日，道路上懸掛著慶祝的紅燈籠。 如圖所示，在風(fēng)的吹拂中，設(shè)吊繩和垂直方向的夾角為30度，各個(gè)紅燈籠的質(zhì)量為m，用繩子連接鄰接的紅燈籠之間。 從上到下，第一個(gè)紅燈籠對(duì)