高三物理二輪復習 力與物體的平衡導學案

1、力量與物體的平衡【必須知識】(本主題對應學生用書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、力的獨立性2 .力的合成和分解是在保證力的作用效果相同時進行的，遵循向量運算的基本法則平行四邊形法則或三角形法則3 .共同點力的平衡(1)平衡態(tài)：通過共享力，物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。 物體平衡的特征是a地=0，不是v地=0。(2)共點力對物體的平衡條件：合力為零，即f合=0(3)共點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力對物體的平衡或力的夾角時經(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，主要考察共享力對物體的受力分析及其在平衡條件中的應用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、動態(tài)平衡為試驗點，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，車輛過減速帶時要減速，保證行人安全甲組聯(lián)賽光盤【解析】從點接

3、觸轉(zhuǎn)換為點面接觸，減速帶的車輪彈力方向與過接觸點的切線垂直，a、c選項錯誤，該彈力有抬起車輪的效果和阻礙車輪前進的效果，b項正確，d項錯誤【答案】b2. (2015揚州模擬)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()法國足球甲級聯(lián)賽米格斯恩卡斯【解析】分析滑動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。因為魚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，應該向左傾斜，所以選擇d。【回答】d4. (2015江蘇)如圖所示，用天秤測量均勻的強磁場的磁感應強度，下述各選擇項所示的通電線圈的匝數(shù)相同，邊的長度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a正好不滑動，b正好不滑動甲乙丙丁。思考軌跡：【解析】物體a、b整體在水平方向受力平衡時，有F=2(mA mB)g。 相對于物體b在垂直方向上的平衡是1F=mBg，聯(lián)立解是=，選擇項b是正確的。【答案】b方法評價： (1)分析兩個以上物體之間的相互作用時，一般采用整體法和隔離法進行分析(2)使用整體法進行受力分析時，留心各個物體的狀態(tài)相同(3)如果不便于直接分析一個物體

6、的受力，可以轉(zhuǎn)移研究對象，分析另一個物體的受力，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，兩個物體一起加速運動，如果物體a不正好離開地面，則物體a的受力個數(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、推力和相對于b的a的支持力的修正3個力，所以選擇a?！敬鸢浮縜平衡條件的適用應對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，電動機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)本體為對象進行受力分析，制作水平和垂直方向的正交坐標系&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錯誤?！敬鸢浮縜重點撥號：問題的和不相等。 相等時，兩根繩索的拉力為共線，即使這兩個力合成在原來的直線上，與重力的合力不能為0【變式訓練2】 (2015泰州一型)水上滑板運動是滑水和沖浪運動兩種水上運動的結(jié)合體，摩托艇通過水平牽引繩索，使運動員在水面上以風破浪等速滑動。 如圖所示，水平牽引力一定，水作用在滑板運動上的力垂直于滑板，打滑時受到的空氣阻力的大小與打滑速度成正比，選手必須把滑板運動的前端抬高一個角度a .滑動速度越大，角度越大b .滑動速度越大，

9、角度越小c .角度與運動員的質(zhì)量無關(guān)d .角度隨選手質(zhì)量的增大而增大【解析】關(guān)于運動員和滑板運動整體的受力解析，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和重力的時間節(jié)點下滑動的速度越大，角度越小，從a項F=kv mgtan 到tan =。【答案】b動態(tài)平衡解決動態(tài)平衡問題的方法(1)解析法：對研究對象的任一狀態(tài)進行受力分析，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、乙兩個彈簧負荷傳感器用細線描繪一個鉤狀體查詢密碼，使其處于靜止狀態(tài)。 保持

10、甲的彈簧負荷傳感器的拉伸力的方向不變，慢慢調(diào)節(jié)乙的彈簧負荷傳感器，增大細線之間的角度的話，()a .兩張力的合力可能會變大b .兩張力的合力可能會變小c .元彈簧負荷傳感器的顯示數(shù)量可能會減少d .負荷傳感器的顯示數(shù)量可能會減少思考軌跡：【解析】從平衡條件可知，甲、乙兩個拉力F1和F2的合力與重力g的大小相等，方向相反，不變，制作甲、乙兩個處于三個不同位置時的力的合成圖，如圖所示，乙在123三個位置的過程中【回答】d主題用圖解法研究動態(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.作圖時抓住張力F1和F2的合力不變，甲方方向不變，用幾何知識分析【變式訓練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，開始時維持OB繩的水平，改變OB繩的長度，使繩的右端從b點逐漸上升到b點，此時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o為對象，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在兩處時的力的合成圖【答案】a復合場中帶電體的平衡復合場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、，同時遵循力學規(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)如圖所示，在平滑的絕緣水平面上，3個帶電小球a、b及c分別位于邊長為l的正三角形的3個頂點上，a、b帶正電，電荷量均為q、c帶負電，系統(tǒng)整體置于方向水平的均勻強電場上如果3個小球都是靜止狀態(tài)，則均勻強電場強度的大小為()甲乙丙。思考軌跡：選擇研究對象進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a的排斥力F1、c對a的吸引力F2、a的均勻強電場的電場力F3=qE。利用正交分解法：F2cos 60=F1=k，f 2合計60=QE，解E=.【答案】b如圖所示，配置有兩根光滑的金屬導軌，配置有導軌所在

13、的平面與水平面之間的角度為.質(zhì)量為m、長度為l的金屬棒ab垂直導軌，裝置整體處于垂直ab方向的均勻強磁場中。a .垂直向上b .平行導軌向上c .水平向右d .水平左【解析】如果金屬導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與支持力垂直時有最小值： Fmin=mgsin 選項b 因為金屬棒受到的力不能平衡，所以b、c是錯誤的選項d，磁場的方向水平是左，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，工作會更多。 請安排老師們及時完成配套檢測與評估練習1-2頁【檢測和評價】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狀態(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)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的2點，a、b2點距墻的距離分別是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，在風的吹拂中，設(shè)吊繩和垂直方向的夾角為30度，各個紅燈籠的質(zhì)量為m，用繩子連接鄰接的紅燈籠之間。 從上到下，第一個紅燈籠對