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高三物理二轮复习力与物体的平衡 专题一力与物体的平衡学案 一、 典型案例分析 题型1.（受力分析问题）如图所示，物体a靠在倾斜的墙面上，在与墙面和b垂直的力f作用下，a、b保持静止，试分析a、b两个物体的受力个数。 分析：B的力更简单。首先以B为研究对象。如果只受G和F的影响，B的物体就不能静止。因此，a对B有弹性和摩擦力，物体B受到四种力的作用。 再取a为研究对象，受重力、b对a的弹力、b对a沿a向下的摩擦力、墙对a的弹力、墙对a沿墙向上的摩擦力，a物体共受五个力作用。此题也可以对ab整体分析推出墙对a对有弹力和向上的摩擦力（与分析b类似）。 规则概述：1.在分析两个以上相互作用物体的受力分析时，应将整体法和隔离法相结合。2.在确定摩擦和弹性的方向时，通常使用“假设法”根据物体的状态进行判断。 3.当直接分析某一物体的受力不方面时，常通过转移研究对象，先分析与其相互作用的另一物体的受力，然后根据扭动第三定律分析该物体的受力，上例中就是先分析了b的受力，又分析a的受力。 问题类型2（物体在重力、弹性和摩擦作用下的平衡）如图所示，中国国家大剧院的外部是椭圆形的。假设国家大剧院的屋顶是半球形的，为了执行任务，保安必须冒着在半球形屋顶上缓慢攀爬的风险。在向上攀爬的过程中（）A.屋顶的支撑变大，B.屋顶的支撑变小，C.屋顶的摩擦力变大，D.屋顶的摩擦力变小 解析：缓慢爬行可以看成任意位置都处于平衡状态。对图示位置进行受力分析建立平衡方程 Fmgsin？，Nmgcos爬上去的时候？减小，所以f减小，N增大， ad对 如果防护装置在执行特殊任务后从车顶a点开始加速，摩擦力和支撑力会如何？分析：此时，f？？n、 n？mgcos什么时候滑下来？增加，n减少，f减少，BD对。 规律总结：1.本题考查了力学中的三种力及力的分解、物体平衡条件的应用。 2.检查问题时注意“慢”的意思。在进行应力分析时，应特别注意沿接触面切线方向的摩擦方向。 3.要注意静摩擦力与滑动摩擦力的求解方法不同，当加速下滑时受到的是滑动摩擦力应该根据公式f??n求解。 问题类型3（连接器平衡）如图所示，两个光滑斜坡的倾角为30？45岁？，质量为2M和m的两个滑块通过滑轮（不包括滑轮的质量和摩擦力）用不可伸长的轻绳连接，滑轮放置在两个斜面上，通过静电释放；如果两个滑块的位置互换，然后通过静态释放，则上述两种情况下正确的位置为（）（a）质量为2m的滑块受重力、绳索张力、沿斜面的滑动力和斜面支撑力的影响；（b） 质量为M的滑块沿斜面向上移动；（c） 质量为M的滑块上的钢丝绳张力大于钢丝绳上滑块的张力 (d)系统在运动中机械能均守恒 分析：方案a中的滑动力不是作用在物体上的力，而是重力的一个分量 b选项中原来2mgsin30?mgsin45，后来mgsin30?2mgsin45，两种情况下m均沿斜面上滑 选项C中的力和反作用力应相等 d选项中因为斜面光滑，只有重力做功机械能守恒此题选bd. 问题类型4（弹簧接头问题）如图所示，在粗糙的水平面上有三个质量为M1、M2和M3的木块1、2和3。中间连接有一个初始长度为L、刚度系数为K的轻型弹簧。木块与地面之间的动摩擦系数为？。现在使用水平力向右拉动木块3。当木块一起匀速移动时，1和3之间的距离为（不包括木块的宽度）（） 0000a.l??m2gkb.l??(m1?m2)gk c、 2l？？（2m1？m2）gkd。2l？2.（m1？2m2）g k解析：1和3之间的距离除了2l外还有两部分弹簧的伸长。 对吧1:k？x1？？M1g，1和2:k？x2？？（M1？M2）g，也就是说，选项C是正确的。 规律总结：1.弹簧连接的物体平衡和运动是物理中常见的情景，静止时的平衡态即合力为零时；物体在运动过程中，弹簧弹力的大小、方向是可变的，所以在平衡态时常有最大速度（例如简谐振动）出现。 2.分析弹簧问题时，特别注意找到原始长度位置、平衡位置和极限位置。3.在计算问题中，弹簧的平衡状态作为一个知识点出现，平衡方程可以通过列出它来求解。 题型5.（电场和重力场内的物体平衡问题）如图，倾角为300的粗糙绝缘斜面固定在水平地面上，整个装置处在垂直于斜面向上的匀强电场中，一质量为m、电荷量为-q的小滑块恰能沿斜面匀速下滑，已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为34，求该匀强电场场强e的大小。 分析：应力分析如图所示 mgsin??f?0① Nmgcos？？F功率② Fn、 F电力？情商③ 得：e?mgsin???