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2018届二轮复习物理专题一:物体的平衡课件

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岑巩一中2018届高考物理二轮复习

              专题一专题一::物体平衡物体平衡


                        岑巩一中高三物理备课组  2018年3月
    专题解说专题解说    一一..命题趋向与考点命题趋向与考点

       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或通电导体在电磁场或
复合场中的运动平衡问题。
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。
   专题解说专题解说       二二..知识概要与方法知识概要与方法
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 
           a.在重力场中的平衡
  (1)分类    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
            ⅰ.分析物体的受力特点; 
   (2)解题思路: 
            ⅱ.根据物体所处的状态列平衡方程求解。 
     专题解说专题解说       三.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
   专题聚焦专题聚焦
      例例1:1:  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,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                 (D)(D)
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                       PP     QQ
            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。
 例2: 如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若
保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运
动。物块与桌面间的动摩擦因数为(c                  )
  A.          B.       C.        D.
2.电磁学中的平衡问题

 考   高考对电磁学中的平衡问题的命题既有选择题,也有计算题,主要考查
 向   (1)通电导体杆在安培力作用下的平衡问题;(2)带电体(粒子)在电场力、
 预   洛伦兹力作用下的平衡问题.两种问题均是力电综合题型,考查学生的
 测   综合分析能力.

 解   电磁学中的共点力平衡是力学部分的一种典型模型,这类模型的特点是
 题   (1)处于平衡状态下的物体不但会受到重力、弹力或摩擦力作用,还会受
 关   到电场力、安培力或洛伦兹力作用;(2)常与受力分析、闭合电路欧姆定
 键   律、左手定则、右手定则、法拉第电磁感应定律等相结合.

   (1)失分点有:①审题不清,抓不准“静止”“匀速直线运动”“恰好达到最大
   速度”等表示平衡状态的关键词;②不能正确判断电场力、安培力或洛伦
   兹力的方向、导致受力分析错误;③忽视电阻不计、重力不计等条件,导
失
   致电路分析和受力分析错误;④没有综合力、磁、电三方面的知识,思路
分
   不清楚,答题不规范;⑤在动态平衡问题中混淆恒力与变力.
防
   (2)防范方法是:①正确理解各力的性质及其产生的效果;②严格按照受力
范
   分析的顺序逐一对各力确认并画出草图;③灵活运用整体法和隔离法、正
   交分解法、假设法、等效法、图象法等;④列出正确的平衡方程或确定力
   的变化情况.
 2.1静电力作用下的物体平衡问题
【例4】三个电荷量均为Q(带正电)的小球,放在水平绝缘的桌面上,分别位于
等边三角形的三个顶点,如图所示.在三角形的中心O点应放置什么性质的电荷
,才能使三个带电小球都处于静止状态?其电荷量是多少?

 2.1静电力作用下的物体平衡问题
 例5.(多选)如图所示,AB是竖直面内的半圆弧的水平直径,在A点放有电

荷量为Q1的点电荷,在B点放有另一点电荷,一电荷量为q的带电体放在圆
弧上的C点刚好处于静止状态.A、C连线与水平方向的夹角为θ,圆弧的
半径为R,则下列说法正确的是(   )
2.2静电力和重力共同作用下的物体平衡问题

 例6.如图所示,空气中有两个带同种电荷的小球A、B
 ,A被长为l的绝缘细绳悬于固定点O,B被绝缘支架
 固定于O点的正下方l处,由于缓慢漏电,A 球缓慢下
 降,则在此过程中绳的拉力和两球间的库仑斥力大小
 如何变化?

 【切入点】A球缓慢下降可视为以很小的速度匀速运动,属于平衡状
 态,A球受三力可根据力三角形与几何三角形的相似求解. 
【解析】A球受到重力mg,B球对它的库仑斥力F1和悬线的拉力F2的作用

,由于漏电A球缓慢下降的过程中始终处于平衡状态,则F1与F2的合力与
mg等大反向.由几何关系可知力的三角形和三角形 OAB相似,如图所示
,则                        有,由于mg不变,d 逐渐减小,所以两球间的库仑斥力
减小,绳的拉力不变. 


 答案:绳的拉力不变 库仑斥力减小
2.4.与洛仑力相关的平衡问题 

【例7】 如图所示,在倾角为 q 且用绝缘材料做成的斜面上,放一个质
量为m,电荷量为+q的小滑块,滑块与斜面的动摩擦因数为μ(μ
	
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