人教版高中物理第1课时　力与物体的平衡.docx

专题一　力与运动
第1课时　力与物体的平衡
专题
复****定位
解决问题
本专题主要解决各种性质力的分析及平衡条件的应用。涉及的力主要有重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力等。
高考重点
受力分析；整体法与隔离法的应用；静态平衡问题；动态平衡问题；电学中的平衡问题。
题型难度
以选择题为主，有时候在计算题中的某一问或者单独以计算题的形式命题，题目难度一般为中档。
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。若电场为匀强电场，电场力为恒力；若电场为非匀强电场，电场力则与电荷所处的位置有关。真空中静止的两点电荷间相互作用的库仑力F＝k。
(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电场
强度方向相反。
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合＝0或Fx＝0，Fy＝0。
(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】 (多选)(2021·宁夏吴忠市4月二模)如图1所示，质量为M的三角形斜劈Q置于水平地面上，质量为m的木块P放在Q的斜面上，现用大小分别为F1、F2(F1>F2)、方向相反的水平力分别推P和Q，它们均静止不动，g为重力加速度，则下列说法正确的是(　　)
图1
A.P可能受到沿斜面向下的摩擦力
B.Q可能受五个力
C.Q可能受六个力
D.Q对P的支持力一定小于mg
答案　ABC
解析　选取P为研究对象，P物体所受重力沿斜面方向分力Gx和F1沿斜面方向分力F1x比较，若F1x>Gx，则P受到沿斜面向下的摩擦力，A正确；Q受重力、地面摩擦力和弹力、推力F2、P作用的弹力，若F1x＝Gx，P、Q间无摩擦力，Q受五个力；若P、Q间有摩擦力，Q可能受六个力，则B、C正确；若P、Q间无摩擦力，P受三个力，由平衡条件分析，Q对P的支持力大于mg，选项D错误。
【拓展训练1】 (2021·福建宁德市第一次质检)矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼－20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图2所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力f。下列受力分析示意图可能正确的是
(　　)
图2
答案　A
解析　由题意可知飞机所受重力G竖直向下，空气阻力f与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，发动机推力F1的方向沿喷口的反方向，对比图中选项A符合题意