专题一力和物体的平衡

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1、专题一力与物体的平衡物体的平衡、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计算题。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

2、用下，处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.命题趋向与考点二.知识概要与方法一.共点力作用下物体的平衡1：平衡条件：合外力为零,即F合=02：平衡条件的推论：（1）等值反向原理：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.例：水平横梁的一端A插在壁内，另一端装有于小滑轮，一轻绳的一端C固定于壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝10kg的重物，角B等于30度，则滑轮受到绳子的作用力为多大？B(2)三力汇交原理：物体在作用线共面的三个非平行力作

3、用下,处于平衡状态时,这三个力的作用线交于一点.（3）拉密定理如果共点的三个力作用下物体处于平衡状态，那各力的大小分别与另外两个力夹角的正弦成正比（4）最小值原理物体在三个力作用下处于平衡状态，其中一个力F1的大小和方向都不变，另一个力F2的方向不变，当第三个力F3的方向垂直于F2的方向时，F3具有最小值（5）闭合多边形原理闭合多边形原理：当物体受到同一平面内的三个力的作用而处于平衡状态时，这几个力首尾相接构成一个封闭的三角形。闭合多边形原理常用来分析动态平衡问题。3.物体平衡问题分类及解题思路(1

4、)分类a．在重力弹力摩擦力作用下的平衡b．在电场、磁场中的平衡c．通电导体棒的平衡(2)解题思路：ⅰ.分析物体的受力特点；ⅱ.根据物体所处的状态列平衡方程求解。d．电磁感应中的平衡网络构建平衡类问题与摩擦力有关的平衡问题复合场中的平衡问题与弹簧有关的平衡问题三角形法正交分解法合成法三、对力的几点认识1.力的概念.力是物体间的相互作用.这一定义体现了力的物质性和相互性.力是矢量.2.力的效果（1）力的静力学效应：力能使物体发生形变.(2)力的动力学效应：a.瞬时效应：使物体产生加速度F=mab.时间积

5、累效应：产生冲量I=Ft，使物体的动量发生变化Ft=△pc.空间积累效应：做功W=Fs，使物体的动能发生变化△Ek=W3.物体受力分析的基本方法（1）确定研究对象（隔离体、整体）.（2）按照次序画受力图，先主动力、后被动力，先场力、后接触力.（3）只分析性质力，不分析效果力，合力与分力不能同时分析.（4）结合物体的运动状态.是静止还是运动，是直线运动还是曲线运动.如：物体做曲线运动时，在某点所受合外力的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向.四、中学物理中常见的几种力1.重力（1）产生：重力是由于地面

6、上的物体受地球的吸引而产生的,但两者不等价.因为万有引力的一个分力要提供物体随地球自转所需的向心力，而另一个分力即重力,如图所示.（2）大小:随地理位置的变化而变化在两极:G=F万在赤道:G=F万-F向一般情况下,在地表附近G=（3）方向:竖直向下,并不指向地心.2.弹力（1）产生条件:①接触;②挤压；③弹性形变.（2）大小：弹簧弹力F=kx,其它的弹力利用牛顿运动定律结合平衡条件求解.（3）方向:压力和支持力的方向垂直于接触面指向被压或被支持的物体,若接触面是球面,则弹力的作用线一定过

7、球心.绳的作用力一定沿绳,杆的作用力不一定沿杆.提醒绳只能产生拉力,杆既可以产生拉力,也可以产生支持力,在分析竖直面内的圆周运动问题时应注意二者的区别.3.摩擦力(1)产生条件:①接触且挤压；②接触面粗糙；③有相对运动或相对运动的趋势.(2)大小:滑动摩擦力Ff=μFN,与接触面的大小无关；静摩擦力根据牛顿运动定律或平衡条件来求.(3)方向:沿接触面的切线方向,并且与相对运动或相对运动趋势方向相反.4：电场力(1)电场力的方向:正电荷受电场力方向与场强方向一致,负电荷受电场力方向与场强方向相反

8、.(2)电场力的大小:F=qE,若为匀强电场,电场力则为恒力,若为非匀强电场,电场力将与电荷在电场中的位置有关.5：安培力(1)方向:用左手定则判定.F一定垂直于I、B,I、B可以互相垂直也可以互相不垂直,I、B任一量反向,F一定反向.(2)大小:F=BIL.①此式只适用于B和I互相垂直的情况,且L是导线的有效长度.②当导线电流I与磁场B平行时,F最小=0.6：洛伦兹力(1)洛伦兹力的方向①洛伦兹力方向既与电荷的运动方向垂直,又与磁场方向垂直,所以洛伦兹力