各种性质的力和物体的平衡

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1、2009 洪翔中学高三物理第二轮复习教学案第 1 页 共 8 页专题一专题一 各种性质的力和物体的平衡各种性质的力和物体的平衡【考纲要求】内 容要求说 明7、力的合成和分解 力的平行四边形定则 （实验、探究）力的合成和分解的计算，只限 于用作图法或直角三角形知识 解决8、重力 形变和弹力 胡克定律弹簧组劲度系数问题的讨论不 作要求9、静摩擦 滑动摩擦 摩擦力 动摩擦因数不引入静摩擦因数10、共点力作用下物体的平衡解决复杂连接体的平衡问题不 作要求31、库仑定律33、电场强度 点电荷的场强电场的叠加只限于两个电场 强度叠加的情形50、安培力 安培力的方向 51、匀强磁场中的安培力计算限于直导线跟

2、 B 平行或 垂直的两种情况，通电线圈 磁力矩的计算不作要求52、洛伦兹力 洛伦兹力的方向 53、洛伦兹力公式 【重点知识梳理】 一各种性质的力：1重力：重力与万有引力、重力的方向、重力的大小 G = mg (g 随高度、纬度、地质 结构而变化)、重心（悬吊法，支持法）； 2弹力：产生条件（假设法、反推法）、方向（切向力，杆、绳、弹簧等弹力方向）、 大小 F = Kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有 关) ； 3摩擦力：产生条件（假设法、反推法）、方向（法向力，总是与相对运动或相对运动 趋势方向相反）、大小（滑动摩擦力：f= N ；静摩擦力： 由物体的平衡

3、条件或牛 顿第二定律求解）；4万有引力：F=G （注意适用条件）； m m r12 25库仑力：F=K (注意适用条件) ； q q r12 26电场力：F=qE (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反)； 7安培力 ： 磁场对电流的作用力。 公式：F= BIL （BI） 方向一左手定则； 8洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。公式：f=BqV (BV) 方向一左手定则； 9核力：短程强引力。 二平衡状态：1平衡思想：力学中的平衡、电磁学中的平衡（电桥平衡、静电平衡、电磁流量计、磁 流体发电机等）、热平衡问题等；静态平衡、动态平衡； 2力的平衡：共点力作用下平衡状态：静止（V=0，a=0）或

4、匀速直线运动2009 洪翔中学高三物理第二轮复习教学案第 2 页 共 8 页（V0，a=0）；物体的平衡条件，所受合外力为零。F=0 或Fx=0 Fy=0； 推论：1非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。2几个共点力作 用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反 向 三、力学中物体平衡的分析方法：1力的合成与分解法（正交分解法）； 2图解法； 3相似三角形法； 4整体与隔离法； 【分类典型例题】 一重力场中的物体平衡：题型一：常规力平衡问题题型一：常规力平衡问题 解决这类问题需要注意：此类题型常用分解法也可以用合成法，关键是找清力及每个解决这类问题

5、需要注意：此类题型常用分解法也可以用合成法，关键是找清力及每个 力的方向和大小表示！多为双方向各自平衡，建立各方向上的平衡方程后再联立求解力的方向和大小表示！多为双方向各自平衡，建立各方向上的平衡方程后再联立求解。 例例 1一个质量 m 的物体放在水平地面上,物体与地面间的摩擦因数为 ,轻弹簧的一端系在物体上,如图所示.当用力 F与水平方向成 角拉弹簧时,弹簧的长度伸长 x，物体沿水平面做匀速直线运动.求弹簧的劲度系数.变式训练变式训练 1 如图，质量为 m 的物体置于倾角为 的斜面上，先用平行于斜面的推 力 F1作用于物体上，能使其能沿斜 面匀速上滑，若改用水平推力作用 于物体上，也能使物体

6、沿斜面匀速 上滑，则两次力之比 F1/F2=? 题型二：动态平衡与极值问题题型二：动态平衡与极值问题 解决这类问题需要注意：（1）、三力平衡问题中判断变力大小的变化趋势时，可利用 平行四边形定则将其中大小和方向均不变的一个力，分别向两个已知方向分解，从而可从 图中或用解析法判断出变力大小变化趋势，作图时应使三力作用点 O 的位置保持不变 （2）、一个物体受到三个力而平衡，其中一个力的大小和方向是确定的，另一个力的 方向始终不改变，而第三个力的大小和方向都可改变，问第三个力取什么方向这个力有最 小值，当第三个力的方向与第二个力垂直时有最小值，这个规律掌握后，运用图解法或计 算法就比较容易了 例例

7、 2 如图 2-5-3 所示，用细线 AO、BO 悬挂重力，BO 是水平的， AO 与竖直方向成 角如果改变 BO 长度使 角减小，而保持 O 点不动， 角 （ 900求绳对小球的拉力和大球对小球的支持力的大小（小球可视为 质点）变式训练变式训练 6 6如图所示，一轻杆两端固结两个小球A、B，mA=4mB，跨过定滑轮连接A、B的轻绳 长为L，求平衡时OA、OB分别为多长？变式训练变式训练 7如图所示，竖直绝缘墙壁上固定一个带电质点 A，A 点正上方的 P 点用绝缘丝线悬挂另一质点 B，A、B 两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成 角.由于漏电 A、B 两质点的带电量缓慢减小，在电荷漏

8、完之前，关于悬线对悬点 P 的拉力F1大小和 A、B 间斥力 F2在大小的变化情况，下列说法正确的是 （ ）AF1保持不变BF1先变大后变 CF2保持不变D.F2逐渐减小 二、复合场中的物体平衡：题型五：重力场与电场中的平衡问题题型五：重力场与电场中的平衡问题 解决这类问题需要注意：重力场与电场的共存性以及带电体受电 场力的方向问题和带电体之间的相互作用。 例例 5在场强为 E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为 m 的带电小球，电荷量分别为+2q 和-q，两小球用长为 L 的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于 O 点处于平衡状态，如图 14 所示，重力加速度为 g，则细绳

9、对悬点 O 的作用力大小为_两球间细线的张力为 .变式训练变式训练 8已知如图所示,带电小球 A、B 的电荷量分别为 QA、QB，OA=OB，都用长 为 L 的丝线悬挂于 O 点。静止时 A、B 相距为 d，为使平衡时 A、B 间距离减小为 d/2，可 采用的方法是（ ） A 将小球 A、B 的质量都增加到原来的两倍 B 将小球 B 的质量增加为原来的 8 倍 C 将小球 A、B 的电荷都减少为原来的一半图 2-5-2图 142009 洪翔中学高三物理第二轮复习教学案第 5 页 共 8 页D 将小球 A、B 的电荷都减少为原来的一半， 同时将小球 B 的质量增加为原来的 2 倍 题型六：重力场

10、与磁场中的平衡问题题型六：重力场与磁场中的平衡问题 解决这类问题需要注意：此类题型需注意安培力的方向及大小问题，能画出正确的受 力分析平面图尤为重要。 例例 6 在倾角为 的光滑斜面上，放置一通有电流 I、长 L、质量为 m 的导体棒， 如图所示，试求: (1)使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度 B 最小值和方向. (2)使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场磁感应强度 B 的 最小值和方向.变式训练变式训练 9质量为 m 的通电细杆 ab 置于倾角为 的导轨上，导轨的宽度为 d，杆 ab 与导轨间的摩擦因数为 .有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧 视

11、图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆 ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是().变式训练变式训练 10如图（a），圆形线圈 P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈 Q，P 和 Q 共轴.Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示.P 所受的重力为 G，桌面对 P 的支持力为 N，则（ ）A.t1时刻 NG B.t2时刻 NG C.t3时刻 NG D.t4时刻 N=G变式训练变式训练 11如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的 EF 和 GH 两部分导轨间的距离为 2L，I J 和 MN 两部分导轨间的距离为 L，导轨竖直放置，整个装置处于水平向里的匀强磁场中，金属杆

12、ab 和 cd 的质量均为 m，都可在导轨上无摩擦地滑动，且与导轨接触良好，现对金属杆 ab 施加一个竖直向上的作用力 F，使其匀速向上运动，此时 cd 处于静止状态，则 F 的大小为（ ）A2mg B3mg C4mg Dmg题型七：重力场、电场、磁场中的平衡问题题型七：重力场、电场、磁场中的平衡问题 解决这类问题需要注意：应区分重力、电场力、磁场力之间的区别及各自的影响因素。例例 7 如图 1-5 所示，匀强电场方向向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量2009 洪翔中学高三物理第二轮复习教学案第 6 页 共 8 页为带电量为 q 的微粒以速度与磁场垂直、与电场成 45角射入复合场中，恰能

13、做匀速mv 直线运动，求电场强度 E 的大小，磁感强度 B 的大小。变式训练变式训练 12如图所示，匀强磁场沿水平方向，垂直纸面向里，磁感强度 B=1T，匀强电场方向水平向右，场强 E=10N/C。一带正电的微粒质量 m=210-6kg，电量3q=210-6C，在此空间恰好作直线运动，问：（1）带电微粒运动速度的大小和方向怎样？ （2）若微粒运动到 P 点的时刻，突然将磁场撤去，那么经多少时间微粒到达 Q 点？ （设 PQ 连线与电场方向平行）【能力训练】1如图所示，物体 A 靠在竖直墙面上，在力 F 作用下，A、B 保持静止物 体 A 的受力个数为( ) A2 B3 C4 D5 2如图所示，

14、轻绳两端分别与A、C两物体相连接， mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为=0.1，轻绳 与滑轮间的摩擦可忽略不计，若要用力将C物体匀速拉动，则所需要加的拉力最小为 （取g=10m/s2）( )A6N B8N C10N D12N BACFABF2009 洪翔中学高三物理第二轮复习教学案第 7 页 共 8 页3如图所示，质量为 m 的带电滑块，沿绝缘斜面匀速下滑。当带电滑块滑到有着理想边 界的方向竖直向下的匀强电场区域时，滑块的运动状态为（电场 力小于重力） () A将减速下滑 B将加速下滑 C将继续匀速下滑 D上述三种情况都有可能发生4如图所示，A

15、、B 为竖直墙面上等高的两点，AO、BO 为长度相等的两根轻绳，CO 为一 根轻杆，转轴转轴 C 在 AB 中点 D 的正下方，AOB 在同一水平面内， AOB120，COD60，若在 O 点处悬挂一个质量为 m 的物体，则平衡后绳 AO 所 受的拉力和杆 OC 所受的压力分别 为( ) Amg， mg Bmg，mg12C mg，mg Dmg，mg125如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为 l，共 N 匝.线罔的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸而.当线圈中通有电流 I(方向如图)时， 在天平左、右两边加上质量各为 m1、m2的砝码，天平平衡.当电流反向(大小不变)时，右 边再加上质量为 m 的砝码后，天平重新平衡.由此可知() (A)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m1-m2)g/NIl (B)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 mg/2NIl (C)磁感应强度