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《高考物理二轮复习系列课件30《平衡类问题》》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、30《平衡类问题》物体的平衡、平衡条件及其运用历来是高考的热点，它不仅涉及力学中共点力平衡，还常常涉及带电粒子在电磁场或复合场中的运动平衡问题。近几年的高考题中有运用平衡条件进行判断的选择题，也有运用平衡条件结合其他知识进行求解的论述题。专题解说1、在重力场中,物体在重力、弹力、摩擦力及其他力作用下，处于静止或匀速直线运动状态，求其中某些力的大小，特别是摩擦力求解较多。2、在复合场中,带电粒子在重力或电场力、磁场力及其他力作用下，处于静止或匀速直线运动状态。3、在复合场中,通电导体在重力和安培力及其他力作用下，处
2、于静止或匀速直线运动状态，尤其是通电导体的动态平衡问题。一.命题趋向与考点专题解说二.知识概要与方法1.共点力作用下物体的平衡(1)平衡条件：合外力为零,即F合=0(2)平衡条件的推论：当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它所受的其余力的合力大小相等,方向相反.(3)三力汇交原理：物体在作用线共面的三个非平行力作用下,处于平衡状态时,这三个力的作用线交于一点.2.物体平衡问题分类及解题思路(1)分类a．在重力场中的平衡b．在电场、磁场中的平衡c．在重力场、电场和磁场的复合场中的平衡(2)解题思路：ⅰ.分析物体
3、的受力特点；ⅱ.根据物体所处的状态列平衡方程求解。专题解说3.解平衡问题几种常见方法(1)力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到这两个分力必与另外两个力等大、反向;对于多个力的平衡,利用先分解再合成的正交分解法。(2)力汇交原理：如果一个物体受三个不平行外力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，而且必有共点力。(3)正交分解法：将各力分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零
4、的条件(FX合=0,FY合=0)多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。值得注意的是，对x、y方向选择时，尽可能使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力。专题解说(4)矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形,则这三个力的合力必为零,利用三角形法求得未知力.(5)对称法：利用物理学中存在的各种对称关系分析问题和处理问题的方法叫做对称法。在静力学中所研究对象有些具有对称性，模型的对称往往反映出物体或系统受力的对称性。解题中注意到这一点，会使解题过程简
5、化。(6)正弦定理法：三力平衡时，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解。(7)相似三角形法：利用力的三角形和线段三角形相似。专题聚焦第一类:力学平衡问题：A、运动状态特征——静止或匀速直线运动（a=0）B、受力特征——F合=0（∑Fx=0，∑Fy=0）1.在重力、弹力、摩擦力作用下的平衡例1.质量为m的物体置于动摩擦因数为μ的水平面上,现对它施加一个拉力,使它做匀速直线运动,问拉力与水平方向成多大夹角时这个力最小?解析:物体受到重力mg,支持力N,摩擦力f及拉力T的作用.物
6、体在水平面上滑动,则f=μN,将f和N合成,得合力F,由图知F与f的夹角:α=arcctg(f/N)=arcctgμ为定值,不管拉力T方向如何变化,F与水平方向的夹角α不变,即F为一个方向不发生改变的变力.这显然属于三力平衡中的动态平衡问题,则当T与F互相垂直时,T有最小值,即当拉力与水平方向的夹角θ=900－arcctgμ=arctgμ时,使物体做匀速运动的拉力T最小.NTfmgθαF专题聚焦PQ例2.如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮,两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),P悬于空中
7、,Q放在斜面上,均处于静止状态.当用水平向左的恒力推Q时,P、Q仍静止不动,则Ａ.Q受到的摩擦力一定变小Ｂ.Q受到的摩擦力一定变大Ｃ.轻绳上拉力一定变小 Ｄ.轻绳上拉力一定不变(D)解析:分析P的受力,始终是重力Gp与绳的拉力T相平衡,即T=Gp.而对于Q物体在沿斜面方向上有绳的拉力大于、等于、小于下滑力的三种起始情况，即起始摩擦力有大于零向上、大于零向下、等于零三种情况，因此在水平恒力作用时摩擦力增大、减小、不变的可能都存在。说明:静摩擦力方向能够改变，数值也有一定的变动范围,滑动摩擦力虽有确定数值,但方向则随
8、相对滑动的方向而改变,因此,讨论使物体维持某一状态所需的外力F的许可范围和大小是很重要的。专题聚焦AmOφ例3.如图所示,一个重力为mg的小环套在竖直的半径为r的光滑大圆环上,一劲度系数为k,自然长度为L(L<2r)弹簧的一端固定在小环上,另一端固定在大圆环的最高点A.当小环静止时,略去弹簧的自重和小环与大圆环间的摩擦.求弹簧与竖直方向之间的夹角φ.解:小环受重力mg、大
