物理高考专题复习：平衡态问题.pdf

六盘山高中物理组高效课堂高考专题系列 高考总复习专题三 平衡态问题 物理教研组 海瑞平 综述：平衡问题包括力与物体平衡问题、电路的动态平衡问题、电容器 和理想变压器的动态平衡问题。力与物体平衡部分考查物体受力分析和平衡条件， 一般以选择题形式命题，注意与静摩擦力有关的临界极值问题．试题分为静态平衡 和动态平衡两类，呈现形式多样，变化层出不穷。主要考察考生理解各种性 质的力的产生、方向特点和平衡条件，是否能正确对物体进行受力分析。电路的 动态平衡问题、电容器及理想变压器的动态平衡部分，以选题题的形式出现，试题 形式较单一，主要考察考生对相关知识的理解和应用能力。 第一讲 受力分析与物体平衡 考向1：摩擦力的分析与计算 一、基础知识 1．分类 (1)静摩擦力(大小0F≤F )。 max (2)滑动摩擦力(大小F＝μF )。 N 2．方向 与物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反，沿接触面的切线方向。 3．产生条件 (1)相互接触且接触面粗糙； (2)有相对运动或相对运动趋势； (3)接触面间有弹力。 例1：(2013·合肥模拟) 如图所示，质量为m 的木块A放在地面上的质量为M 的三角形斜劈B上，现用 大小均为F、方向相反的力分别推A和B，它们均静止不动，则( ) A．A与B之间一定存在弹力 1 六盘山高中物理组高效课堂高考专题系列 B．B与地面之间一定存在摩擦力 C．B对A 的支持力一定等于mg D．地面对B 的支持力的大小一定等于Mg 解析：对A、B整体受力分析，受到重力(M＋m)g、地面的支持力N和已知的两 个推力。对于整体，由于两个推力刚好平衡，故整体与地面间没有摩擦力；根据共 点力平衡条件，有N＝(M＋m)g，故B、D错误；再对物体A 受力分析，受重力 mg、已知的推力F、斜劈B对A 的支持力N′和摩擦力f，当推力F 沿斜面的分 量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，当推力F 沿斜面的分量小 于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，当推力F 沿斜面的分量等于重 力的下滑分量时，摩擦力为零，根据共点力的平衡条件，运用正交分解法，可以得 到：N′＝mgcosθ＋Fsinθ，A 正确，C错误。 二、学法指导 1．物体间静摩擦力的有无及方向判断方法 (1) “假设法”和 “反推法”。 ①假设法：先假设没有摩擦力(即光滑)时，看相对静止的物体间能否发生相对运动。 若能，则有静摩擦力，方向与相对运动方向相反；若不能，则没有静摩擦力。 ②反推法：是从被研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件， 分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断摩擦力的方向了。 (2)利用牛顿第二定律判断：先假设物体受摩擦力作用，并假设出方向，利用牛顿 第二定律或平衡条件列式计算。若F ≠0，则有静摩擦力；F 0，说明其方向与 静 静 假设方向相同；F 0，说明其方向与假设方向相反。 静 (3)利用牛顿第三定律(即相互作用力的关系)来判断。 此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方 向，再确定另一物体受到的摩擦力方向。 2．摩擦力大小的计算方法 (1)滑动摩擦力大小：与正压力成正比，公式为F＝μF ，其中F 表示正压力，而正 N N 压力不一定等于重力G。 2 六盘山高中物理组高效课堂高考专题系列 (