高考物理二轮专题突破 专题一 力与场内物体的平衡导学

专题一 力与场内物体的平衡

一、知识梳理 1.弹力

(1)大小：弹簧在弹性限度内，弹力的大小可由胡克定律F＝kx计算；一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解.

(2)方向：一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向. 2.摩擦力

(1)大小：滑动摩擦力Ff＝μFN，与接触面的面积无关；静摩擦力0

(2)方向：沿接触面的切线方向，并且跟物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反. 3.电场力

(1)大小：F＝qE.若为匀强电场，电场力则为恒力；若为非匀强电场，电场力则与电荷所处的位置有关.点电荷间的库仑力F＝kq1q2

. r2

(2)方向：正电荷所受电场力方向与场强方向一致，负电荷所受电场力方向与场强方向相反. 4.安培力

(1)大小：F＝BIL，此式只适用于B⊥I的情况，且L是导线的有效长度，当B∥I时F＝0. (2)方向：用左手定则判断，安培力垂直于B、I决定的平面. 5.洛伦兹力

(1)大小：F＝qvB，此式只适用于B⊥v的情况.当B∥v时F＝0.

(2)方向：用左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力不做功. 6.共点力的平衡

(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动. (2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0. (3)常用推论

①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小相等、方向相反.

②若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形. 规律方法

1.处理共点力平衡问题的基本思路：确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离

法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论.

2.常用的方法

(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用假设法.

(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等. 3.带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力.

4.如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为F洛⊥v.

二、题型、技巧归纳

高考题型一 整体法和隔离法的应用

【例1】 (多选)(2016·全国乙卷·19)如图1所示，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态.若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则( )

图1

A.绳OO′的张力也在一定范围内变化 B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化

高考预测1 如图2所示，在竖直墙壁间有半圆球A和圆球B，其中圆球B的表面光滑，半圆球

A与左侧墙壁之间的动摩擦因数为

2

3.两球心之间连线与水平方向成30°的夹角，两球恰好不下滑，5

设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则半圆球A和圆球B的质量之比为( )

图2

1111A. B. C. D. 2456

1

高考预测2 (多选)如图3所示，一个固定的圆弧阻挡墙PQ，其半径OP水平，OQ竖直.在PQ4和一个斜面体A之间卡着一个表面光滑的重球B.斜面体A放在光滑的地面上并用一水平向左的力F推着，整个装置处于静止状态.现改变推力F大小，推动斜面体A沿着水平地面向左缓慢运动，使球

B沿斜面上升一很小高度.则在球B缓慢上升过程中，下列说法中正确的是( )

图3

A.斜面体A与球B之间的弹力逐渐减小 B.阻挡墙PQ与球B之间的弹力逐渐减小 C.水平推力F逐渐增大

D.水平地面对斜面体A的弹力逐渐减小 规律总结

1.在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析. 2.采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同.

3.当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”.

高考题型二 受力分析和平衡条件的应用

【例2】 (2016·全国丙卷·17)如图4所示，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球.在a和b之间的细线上悬挂一小物块.平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )

图4

m3

A. B.m C.m D.2m 22

高考预测3 (多选)如图5所示，质量分布均匀的光滑小球O，放在倾角均为θ的斜面体上，斜面体置于同一水平面上，且处于平衡，则下列说法中正确的是( )

图5

A.甲图中斜面体对球O弹力最大 B.丙图中斜面体对球O弹力最小 C.乙图中挡板MN对球O弹力最小 D.丙图中挡板MN对球O弹力最小

高考预测4 如图6所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态.则下列说法正确的是( )

图6

A.a、b两物体的受力个数一定相同 B.a、b两物体对斜面的压力相同 C.a、b两物体受到的摩擦力大小一定相等 D.当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动 规律总结

动态平衡问题分析的常用方法