高中物理-专题一 力与物体的平衡.pdfVIP

专题一力与物体的平衡

本专题主要解决各种性质力的分析及平衡条件的应用。涉

解决问题

及到的力主要有重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力等。

专题复受力分析；整体法与隔离法的应用；静态平衡问题；动态

高考重点

习定位平衡问题；电学中的平衡问题。

以选择题为主，有时候在计算题中的某一问或者单独以计

题型难度

算题的形式命题，题目难度一般为中档题。

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F＝μFN，与接触面的面积无关；静摩擦力的增大有一个限

度，具体值根据牛顿运动定律或平衡条件来求解。

(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

qq

与电荷所处的位置有关。真空中点电荷间的库仑力F＝k12。

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＝0或F＝0，F＝0。

合xy

(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。

1.解题基本思路

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.常用技巧方法

(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.电学中的平衡

(1)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电场力、安培力

或洛伦兹力。

(2)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；如果是匀速圆周运动，则电场力与重力的合力为0。

高考题型1受力分析整体法与隔离法的应用

1.基本思路

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。

2.两点注意

(1)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。

(2)当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个与它

相互作用的物体的受力，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”。

【例1】(2021·吉林东北师大附中等五校联合模拟)有P、Q、N三物块质量均为

m，它们竖直叠放在水平面上且处于静止状态，现对Q施加一个水平向右的推力

F，三个物块依然保持静止状态，则施加力F之后()

图1

A.P、Q两物体之间的摩擦力增大