物理高考热点预测复习力与物体的平衡.pptx
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1、【考情快报】1.单独考查力的合成与分解、共点力的平衡时,题型以选择题为主;将受力分析与牛顿运动定律、功能关系、电场、磁场综合考查时,一般为计算题。2.预计2013年高考对该讲的考查主要是:(1)物体(或带电体)的受力分析;(2)对称模型;(3)静态和动态平衡问题;(4)静摩擦力的分析与计算;(5)电磁学中的平衡问题。第1页/共54页【体系构建体系构建】第2页/共54页【核心自查核心自查】一、几种常见力的比较一、几种常见力的比较1.1.重力重力(1)(1)大小大小:G=_:G=_。(2)(2)方向:总是方向:总是_。2.2.弹力弹力(1)(1)大小:一般由力的大小:一般由力的_或牛顿第二定律求解
2、或牛顿第二定律求解;弹簧的弹弹簧的弹力力:F=_:F=_。(2)(2)方向:与引起形变的力的方向方向:与引起形变的力的方向_(_(压力、支持力垂直于接压力、支持力垂直于接触面;绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向触面;绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向)。mgmg竖直向下竖直向下平平衡条件衡条件kxkx相反相反第3页/共54页3.3.摩擦力摩擦力(1)(1)大小大小:静摩擦力静摩擦力0 0F Ff f ;滑动摩擦力滑动摩擦力F Ff f=_=_。(2)(2)方向方向:与接触面相切,与与接触面相切,与_或或_方向方向相反相反(与运动方向不一定相反与运动方向不一定相反)。4.4.电场力电场力(1)(1)大小:匀
3、强电场中的电场力大小:匀强电场中的电场力F=_F=_;真空中点电荷的库仑;真空中点电荷的库仑力力F=F=。(2)(2)方向:正电荷受电场力与电场强度方向方向:正电荷受电场力与电场强度方向_,负电荷受,负电荷受电电场力与电场强度方向场力与电场强度方向_。FFN N相对运动相对运动相对运动趋势相对运动趋势qEqE相同相同相反相反第4页/共54页5.5.安培力安培力(1)(1)大小大小:F=_(IB):F=_(IB)。(2)(2)方向:用方向:用_定则判断定则判断(垂直于垂直于I I、B B所决定的平面所决定的平面)。6.6.洛伦兹力洛伦兹力(1)(1)大小大小:F=_(vB):F=_(vB)。(2
4、)(2)方向:用方向:用_定则判断定则判断(垂直于垂直于v v、B B所决定的平面所决定的平面)。ILBILB左手左手qvBqvB左手左手第5页/共54页二、力的合成与分解二、力的合成与分解1.1.运算法则运算法则_定则或三角形定则。定则或三角形定则。2.2.常用方法常用方法合成法、分解法合成法、分解法(按力的实际作用效果分解按力的实际作用效果分解)、_法法。3.3.合力与分力的关系合力与分力的关系_。平行四边形平行四边形正交分解正交分解等效替代等效替代第6页/共54页三、共点力的平衡三、共点力的平衡1.1.平衡状态平衡状态物体处于物体处于_或或_的状态。的状态。2.2.平衡条件平衡条件_或或
5、静止静止匀速直线运动匀速直线运动F F合合=0=0第7页/共54页3.3.共点力平衡条件的推论共点力平衡条件的推论(1)(1)若物体受若物体受n n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余其余(n-1)(n-1)个力的合力大小个力的合力大小_、方向、方向_。(2)(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尾相接组成一个_三角形。三角形。相等相等相反相反封闭封闭第8页/共54页【热点考向热点考向1 1】物体的受力分析物体的受力分析【典题训练典题训练1 1】(2012(20
6、12洛阳二模洛阳二模)一物体恰能在一个斜面体上一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑沿斜面匀速下滑,此时斜面体不受地面的摩擦力作用。若沿斜此时斜面体不受地面的摩擦力作用。若沿斜面方向用力向下推此物体,使物体加速下滑,则关于斜面体受面方向用力向下推此物体,使物体加速下滑,则关于斜面体受地面的摩擦力地面的摩擦力,下列判断正确的是下列判断正确的是()()A.A.大小为零大小为零 B.B.大小不为零,方向水平向右大小不为零,方向水平向右C.C.大小不为零大小不为零,方向水平向左方向水平向左 D.D.无法判断其大小和方向无法判断其大小和方向第9页/共54页【解题指导解题指导】解答本题应注意以下两点:解答
7、本题应注意以下两点:(1)(1)物体沿斜面匀速下滑时,分析物体和斜面体整体的受力情物体沿斜面匀速下滑时,分析物体和斜面体整体的受力情况。况。(2)(2)对物体施加沿斜面方向的推力前后,物体所受斜面的支持对物体施加沿斜面方向的推力前后,物体所受斜面的支持力和摩擦力是否变化。力和摩擦力是否变化。第10页/共54页【解析解析】选选A A。物体沿斜面匀速下滑时。物体沿斜面匀速下滑时,物体和斜面体组成的系物体和斜面体组成的系统受重力和地面的支持力而处于平衡状态,地面对斜面体的摩统受重力和地面的支持力而处于平衡状态,地面对斜面体的摩擦力为零。对物体施加沿斜面方向的推力时,物体所受斜面的擦力为零。对物体施加
8、沿斜面方向的推力时,物体所受斜面的支持力和摩擦力没有发生变化,因此斜面体受力情况没有发生支持力和摩擦力没有发生变化,因此斜面体受力情况没有发生变化,不受地面的摩擦力作用,故选项变化,不受地面的摩擦力作用,故选项A A正确。正确。第11页/共54页【典题训练典题训练2 2】(2012(2012西城区一模西城区一模)如图甲所示,一定质量的通如图甲所示,一定质量的通电导体棒电导体棒abab置于倾角为置于倾角为的粗糙导轨上,在图乙所加各种大小的粗糙导轨上,在图乙所加各种大小相同方向不同的匀强磁场中,导体棒相同方向不同的匀强磁场中,导体棒abab均静止,则下列判断错均静止,则下列判断错误的是误的是()(
9、)第12页/共54页A.A.四种情况导体棒受到的安培力大小相等四种情况导体棒受到的安培力大小相等B.AB.A中导体棒中导体棒abab与导轨间摩擦力可能为零与导轨间摩擦力可能为零C.BC.B中导体棒中导体棒abab可能是二力平衡可能是二力平衡D.CD.C、D D中导体棒中导体棒abab与导轨间摩擦力可能为零与导轨间摩擦力可能为零【解题指导解题指导】解答本题应注意利用左手定则判断安培力的方向,解答本题应注意利用左手定则判断安培力的方向,再根据平衡条件判断摩擦力存在的可能性。再根据平衡条件判断摩擦力存在的可能性。第13页/共54页【解析解析】选选D D。因磁感线都垂直于导体棒,所以导体棒受到安。因磁
10、感线都垂直于导体棒,所以导体棒受到安培力的大小相等;培力的大小相等;A A中安培力方向水平向右,而支持力垂直于中安培力方向水平向右,而支持力垂直于斜面,与重力可以形成三力平衡;所以摩擦力可能为零;同理,斜面,与重力可以形成三力平衡;所以摩擦力可能为零;同理,B B中安培力方向向上,可与重力构成二力平衡;中安培力方向向上,可与重力构成二力平衡;C C中安培力方向中安培力方向向下向下,D,D中安培力方向水平向左中安培力方向水平向左,要平衡则一定受到摩擦力作用,要平衡则一定受到摩擦力作用,故选项故选项D D错误。错误。第14页/共54页【拓展提升拓展提升】【考题透视考题透视】受力分析及物体的平衡问题
11、是近几年来高考的热受力分析及物体的平衡问题是近几年来高考的热点,分析近几年高考题,命题规律主要有以下几点:点,分析近几年高考题,命题规律主要有以下几点:(1)(1)以选择题的形式考查,一般涉及重力、弹力、摩擦力、电以选择题的形式考查,一般涉及重力、弹力、摩擦力、电场力及安培力的受力分析,尤其是静摩擦力的分析。场力及安培力的受力分析,尤其是静摩擦力的分析。(2)(2)考查共点力平衡条件的应用。考查共点力平衡条件的应用。(3)(3)在计算题中,受力分析贯穿于整个解题过程之中。在计算题中,受力分析贯穿于整个解题过程之中。第15页/共54页【借题发挥借题发挥】受力分析的基本步骤受力分析的基本步骤(1)
12、(1)明确研究对象明确研究对象即确定分析受力的物体,研究对象可以即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统。是单个物体,也可以是多个物体组成的系统。(2)(2)隔离物体分析隔离物体分析将研究对象从周围的物体中隔离出来,将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用。进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用。(3)(3)画受力示意图画受力示意图边分析边将力一一画在受力物体上,准边分析边将力一一画在受力物体上,准确标出力的方向,标明各力的符号。确标出力的方向,标明各力的符号。(4)(4)检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结检查
13、画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态,防止发生漏力、果能否使研究对象处于题目所给的运动状态,防止发生漏力、添力或错力现象。添力或错力现象。第16页/共54页【创新预测创新预测】1.(1.(多选多选)如图所示,木块如图所示,木块b b放在一固定斜面上,其上表面水放在一固定斜面上,其上表面水平,木块平,木块a a放在放在b b上。用平行于斜面向上的力上。用平行于斜面向上的力F F作用于作用于a a,a a、b b均均保持静止。则木块保持静止。则木块b b的受力个数可能是的受力个数可能是()()A.2A.2个个B.3B.3个个C.4C.4个个D.5D.
14、5个个 第17页/共54页【解析解析】选选C C、D D。b b物体一定受到的力有重力、物体一定受到的力有重力、a a物体对物体对b b物体物体的压力、的压力、a a物体对物体对b b物体的摩擦力、斜面对物体的摩擦力、斜面对b b物体的支持力,共物体的支持力,共四个力;可能受到斜面对四个力;可能受到斜面对b b物体的摩擦力的作用,故选项物体的摩擦力的作用,故选项C C、D D正确。正确。第18页/共54页2.2.有一块长方体木板被锯成如图所示的有一块长方体木板被锯成如图所示的A A、B B两块放在水平桌面上,两块放在水平桌面上,A A、B B紧靠在紧靠在一起,木板一起,木板A A的角度如图所示
15、。现用水的角度如图所示。现用水平方向的力平方向的力F F垂直于板的左边推木板垂直于板的左边推木板B B,使两块板,使两块板A A、B B保持原来形保持原来形状整体沿力状整体沿力F F的方向匀速运动,则的方向匀速运动,则()()A A木板木板A A在水平方向受两个力的作用,合力为零在水平方向受两个力的作用,合力为零B B木板木板A A只受一个摩擦力只受一个摩擦力C C木板木板B B对对A A的压力小于桌面对木板的压力小于桌面对木板A A的摩擦力的摩擦力D D木板木板B B在水平方向受三个力的作用在水平方向受三个力的作用第19页/共54页【解析解析】选选C C。对木板。对木板A A进行受力分析,如
16、图所示,水平方向上进行受力分析,如图所示,水平方向上受到受到B B的弹力和摩擦力以及桌面的摩擦力三个力的作用,合力的弹力和摩擦力以及桌面的摩擦力三个力的作用,合力为零,为零,F Ff f 选项选项A A、B B错误错误,C,C正确;木板正确;木板B B在水平方向受到在水平方向受到A A的的弹力和摩擦力以及桌面的摩擦力、推力弹力和摩擦力以及桌面的摩擦力、推力F F四个力的作用,选项四个力的作用,选项D D错误。错误。第20页/共54页【热点考向热点考向2 2】静态平衡规律在实际问题中的应用静态平衡规律在实际问题中的应用【典题训练典题训练3 3】(2012(2012盐城一模盐城一模)将四块将四块相
17、同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中第中第3 3、4 4块固定在基地上,第块固定在基地上,第1 1、2 2块间块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为面间所夹的圆心角为3030。假定石块间的摩擦力可以忽略不计,。假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第则第1 1、2 2块石块间的作用力和第块石块间的作用力和第1 1、3 3块石块间的作用力的大小块石块间的作用力的大小之比为之比为()()A.12A.12 B.2 C.3 B.2 C.3 D.1 D.1第21页/共54页【解题指导解题指导】本题以石块本题以石块1 1为研究
18、对象相对简捷。进行受力分为研究对象相对简捷。进行受力分析,这种形式为典型的挂件模型,即两力垂直且三力平衡。破析,这种形式为典型的挂件模型,即两力垂直且三力平衡。破解方法采用解直角三角形法。解方法采用解直角三角形法。【解析解析】选选B B。选择石块。选择石块1 1作为研究对象。隔离石块作为研究对象。隔离石块1 1,画出石,画出石块块1 1受力图,如图所示。由图中几何关系可得,受力图,如图所示。由图中几何关系可得,F F3131sin30=G,sin30=G,解得解得F F3131=2G,F=2G,F2121tan30=G,tan30=G,解得解得F F2121=所以所以F F2121FF3131
19、=故故B B正确。正确。第22页/共54页【典题训练典题训练4 4】江阴长江大桥主跨江阴长江大桥主跨1 385 m1 385 m,桥下通航高度为,桥下通航高度为50 m50 m,两岸的桥塔高,两岸的桥塔高196 m196 m,桥的东西两侧各有一根主缆横跨,桥的东西两侧各有一根主缆横跨长江南北两岸,绕过桥塔顶鞍座由南北锚锭固定,简化模型的长江南北两岸,绕过桥塔顶鞍座由南北锚锭固定,简化模型的剖面图如图所示,整个桥面共剖面图如图所示,整个桥面共4.8104.8104 4 t,t,都悬在这两根主缆都悬在这两根主缆上,若地面及桥塔对桥面的支持力不计,上,若地面及桥塔对桥面的支持力不计,g g取取10
20、m/s10 m/s2 2,则每根,则每根主缆承受的拉力约为主缆承受的拉力约为()()A.2.410A.2.4108 8 N NB B6106108 8 N NC.1.210C.1.2109 9 N ND.2.410D.2.4109 9 N N第23页/共54页【解题指导解题指导】绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向。以大桥为研究对绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向。以大桥为研究对象,大桥处于平衡状态,受到的合力为象,大桥处于平衡状态,受到的合力为0 0。画好受力分析图是正。画好受力分析图是正确解决问题的关键。确解决问题的关键。【解析解析】选选B B。桥的东西两侧各有一根主缆,共有四根主缆。画。桥的东西两侧各
21、有一根主缆,共有四根主缆。画出受力图如图所示:由共点力平衡条件出受力图如图所示:由共点力平衡条件 =cos,=cos,cos=cos=解得解得F FT T=6=610108 8 N N 第24页/共54页【拓展提升拓展提升】【考题透视考题透视】该知识在江苏的高考中基本是每年必考,难度不该知识在江苏的高考中基本是每年必考,难度不大,但是特色明显。具体为:大,但是特色明显。具体为:(1)(1)对称中的静态平衡态。对称中的静态平衡态。(2)(2)解决静态平衡问题的思想方法与实际问题的紧密结合。解决静态平衡问题的思想方法与实际问题的紧密结合。(3)(3)带电粒子在电磁场中、通电导线在磁场中的平衡问题。
22、带电粒子在电磁场中、通电导线在磁场中的平衡问题。第25页/共54页【借题发挥借题发挥】静态平衡中的要点与方法静态平衡中的要点与方法(1)(1)物体在共点力作用下处于平衡状态物体在共点力作用下处于平衡状态(静止或匀速直线运动状静止或匀速直线运动状态态)的条件是合力为零,即的条件是合力为零,即F F合合=0=0。第26页/共54页(2)(2)解决平衡问题采用的方法为正交分解法和解三角形法等。解决平衡问题采用的方法为正交分解法和解三角形法等。正交分解法:正交分解法:,其中,其中F Fx x合合和和F Fy y合合分别是将力进行正交分别是将力进行正交分解后,物体在分解后,物体在x x轴和轴和y y轴上
23、所受的合力。轴上所受的合力。物体受三个力作用而平衡时,其中任意两个力的合力必跟第物体受三个力作用而平衡时,其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向,可利用力的平行四边形定则、三角函数或相三个力等大反向,可利用力的平行四边形定则、三角函数或相似三角形等数学知识求解。似三角形等数学知识求解。第27页/共54页【创新预测创新预测】1.(20121.(2012苏锡常镇二模苏锡常镇二模)某压榨机的结构如图某压榨机的结构如图所示,其中所示,其中B B为固定铰链,为固定铰链,C C为质量可忽略不计为质量可忽略不计的滑块,通过滑轮可沿光滑壁移动,的滑块,通过滑轮可沿光滑壁移动,D D为被压为被压榨的物体。当在
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