受力分析物体的平衡..doc

一轮复习 第二章 相互作用 第3节 第二课时 物体的平衡 2015年课标要求：共点力的平衡为Ⅱ级要求 平衡类问题不仅仅涉及力学内容，在电磁学中常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡，通电导体棒在磁场中的平衡共点力的平衡问题是高考热点单独出题多以选择题形式出现，也可包含在综合计算题中 难点形成原因： 受力分析时，相互作用的力只凭着各力的产生条件和方向和抽象的思维想象去画，不像实物那么明显，对于高中的学生来说，多习惯于直观形象，缺乏抽象的逻辑思维，所以形成了难点。 难点突破策略： 物体的受力情况决定了物体的运动状态，正确分析物体的受力，是研究力学问题的关键。 课前需要掌握的知识要点 一、两种典型的平衡问题 1、静态平衡问题： （1）静态平衡是指物体或物体系统处于静止状态的平衡； （2）解题步骤：首先分析物体的受力情况，根据平衡条件列出平衡方程，解方程并对结果进行讨论。 2、动态平衡问题： （1）动态平衡：通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用缓慢等语言叙述。 （2）求解动态平衡问题的基本思路 ①选某一状态对物体受力分析； ②根据平衡条件画出受力分析图(灵活运用力的合成法、矢量三角形法、正交分解法及数学解析法)； ③其中任意两个力的合力必与第三个力是一对平衡力3、当物体处理共点力平衡问题常用的方法 (1) 分解法 将各力分解到x轴和y轴上，利用两坐标轴上的合力都等于零(多用于三个或三个以上共点力作用下的物体的平衡)求解 注意：对x、y轴的方向选择时，要使落在x、y轴上的力尽可能的多，被分解的力尽可能是已知力，不在坐标轴上的力与坐标轴的夹角应为已知。（2）合成法 物体受到几个力的作用，通过合成的方法将它们简化成两个力，这两个力是一对平衡力。例1、如图甲所示笔记本电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度某同学将电脑放在散热底座上为了获得更好的舒适度由原卡位1调至卡位4(如图乙)电脑始终(　　) 电脑受到的支持力变小 电脑受到的摩擦力变大 散热底座对电脑的作用力的合力不变 电脑受到的支持力与摩擦力的大小之和等于其重力 3）三角形法 按照力的平行四边形定则，画出矢量三角形，然后利用三角函数、勾股定理、相似三角形等数学知识求解 ①直角三角形 如果共点的三个力平衡，且三个力构成直角三角形，则可根据三角形的边角关系，利用三角函数或勾股定理求解 例2、如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心．一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点．设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ下列关系正确的是(　　) A．F＝mgtan θ B．F＝mgtan θ C．FN＝mgtan θ D．FN＝mgtan θ ②动态三角形 “动态平衡”是指平衡问题中的一个力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力的平衡问题中的一类难题解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”，即以不变应万变③相似三角形 如果三个共点的平衡力构不成直角三角形，但力三角形与某个几何三角形相似，则可用相似三角形的特点求解．4、如图所示将一k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处(O为球心)弹簧另一端与质量为m的小球相连小球静止于P点．已知容器半径为R、与水平地面之间的动摩擦因数为μ与水平方向的夹角为θ＝30。下列说法正确的是） 轻弹簧对小球的作用力大小为 B．容器相对于水平面有向左的运动趋势 容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上 弹簧原长为R＋ m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，且处在场强为E的匀强电场中，当小球A静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为多少？ 2、如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为ga落地 （2）a下落过程中，其加速度大小始终g的关系。 3、如右图所示，在匀强磁场的区域中有一光滑斜面体 ，在斜面上放了一根长，质量为的导线，当通以如图示方向的电流后，导线恰能保持静止，则磁感应强度必须满足：( ） A、，方向垂直纸面向外 B、，方向垂直纸面向里 C、，方向竖直向下 D、，方向水平向左 4、图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻