《力的平衡》常用解题方法【专题概述】 1 处理平衡问题的常用方法 2．一般解题步骤 (1)选取研究对象：根据题目要求，选取一个平衡体(单个物体或系统，也可以是结点)作为研究对象． (2)画受力示意图：对研究对象进行受力分析，画出受力示意图． (3)正交分解：选取合适的方向建立直角坐标系，将所受各力正交分解． (4)列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程，对结果进行讨论． 3．应注意的两个问题 (1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单． (2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少．物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法 【典例精讲】 方法1 直角三角形法 用直角三角法解答平衡问题是常用的数学方法，在直角三角形中可以利用勾股定理、正弦函数、余弦函数等数学知识求解某一个力，若力的合成的平行四边形为菱形，可利用菱形的对角线互相垂直平分的特点进行求解．
【典例1】如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m 的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g ，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为 A.2 sin αmg B.2 cos αmg C.21 mgtan α D.21 mgcot α 【答案】 A 直角三角形，且∠OCD 为α，则由21mg ＝F N sin α可得F N ＝2sin αmg ，故A 正确． 方法2 相似三角形法 物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中，可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进而得到力三角形与几何三角形对应边成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向． 【典例2】 如图所示，一个重为G 的小球套在竖直放置的半径为R 的光滑圆环上，一个劲度系数为k ，自然长度为L(L<2R)的轻质弹簧，一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点，求小球处于静止状态时，弹簧与竖直方向的夹角φ.
高 中物理公式、规律汇编 一、力学 1、 胡克定律： F = kx (x 为伸长量或压缩量；k 为劲度系数，只与弹簧的原长、粗 细和材料有关) 2、 重力： G = mg (g 随离地面高度、纬度、地质结构而变化；重力约等于地面 上物体受到的地球引力) 定则。 3 、求F 1、F 2两个共点力的合力：利用平行四边形 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行 法则。 (2) 两个力的合力范围： ? F 1－F 2 ? ? F? F 1 + F 2 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 4、两个平衡条件： （1） 共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 F 合=0 或 ： F x 合=0 F y 合=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]三个共点力作用于物体而平衡，其中任意两个力的合力与第三个力一定等值反 向 (2? )有固定转动轴物体的平衡条件：力矩代数和为零．（只要求了解） 力矩：M=FL (L 为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离） 5、摩擦力的公式： (1) 滑动摩擦力： f= ? F N 说明 ： ① F N 为接触面间的弹力，可以大于G ；也可以等于G;也可以小于G ② ?为滑动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接 触面相对运动快慢以及正压力N 无关.
(2) 静摩擦力：其大小与其他力有关， 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,不与正压力成正比. 大小范围： O? f 静? f m (f m 为最大静摩擦力，与正压力有关) 说明： a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。 b 、摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 c 、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 d 、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6、 浮力： F= ?gV (注意单位) 7、 万有引力： F=G m m r 12 2 (1) 适用条件：两质点间的引力（或可以看作质点，如两个均匀球体）。 (2) G 为万有引力恒量，由卡文迪许用扭秤装置首先测量出。 (3) 在天体上的 应用：（M--天体质量 ，m —卫星质量， R--天体半径 ，g--天体表面重力加速度，h —卫星到天体表面的高度） a 、万有引力=向心力 G Mm R h m () +=2 V R h m R h m T R h 222 224()()()+=+=+ωπ b 、在地球表面附近，重力=万有引力 mg = G Mm R 2 g = G M R 2 c 、 第一宇宙速度 mg = m V R 2 V=gR GM R =/ 8、 库仑力：F=K 2 21r q q (适用条件：真空中，两点电荷之间的作用力) 9、 电场力：F=Eq (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反 )
第10单元：力矩平衡条件的应用 教学目标： 一、知识目标： 1：理解有固定转动轴的物体的平衡条件； 2：能应用力矩平衡条件处理有关问题。 二、能力目标： 1：学会用数学知识处理物理问题； 2：进一步熟悉对物体的受力分析。 三、德育目标： 使学生学会要具体问题具体分析 教学重点： 力矩平衡条件的应用 教学难点： 用力矩平衡条件如何正确地分析和解决问题 教学方法： 讲授法、归纳法 教学用具： 投影仪、投影片 教学步骤： 一、导入新课 1．用投影片出示下列思考题： （1）什么是力矩的平衡 （2）有固定准确轴的物体的平衡条件是什么 2、本节课我们继续学习运动有固定转动轴的物体的平衡求解问题的方法。 二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学习目标： 1：熟练应用力矩平衡条件解决有固定转动轴物体在转动平衡状态下的有关问题。 2：进一步提高受力分析的能力。 （二）学习目标完成过程： 1：用投影片出示例题1： 如图：BO 是一根质量均匀的横梁，重量G 1＝80N ，BO 的一端安在B 点，可绕通过B 点 且垂直于纸面的轴转动，另一端用钢绳AO 拉着横梁保持水平，与钢绳的夹角o 30=θ，在横梁的O 点挂一个重物，重要G 2＝240N ，求钢绳对横梁的拉力F 1： a ：分析 （1）本题中的横梁是一个有固定转动轴的物体； （2）分析横梁的受力：拉力F 1，重力G 1，拉力F 2； （3）找到三个力的力臂并写出各自的力矩： F 1的力矩：θsin 1lc F G 1的力矩：2 1l G F 2 的力矩：l G 2 b ：指导学生写出解题过程：
c ：用投影片展示正确的解题过程如下： 解：据力矩平衡条件有： 02sin 21 1=--l G l G l F θ 由此得：N G G F 560sin 22211=+=θ d ：巩固训练： 如图所示，OAB 是一弯成直角的杠杆，可绕过O 点垂直于纸面的轴转动，杆OA 长30cm ， AB 段长为40cm ，杆的质量分布均匀，已知OAB 的总质量为7kg ，现在施加一个外力F ，使杆的AB 段保持水平，则该力作用于杆上哪一点，什么方向可使F 最小 2：用投影片出示例题2： 一辆汽车重×104N ，使它的前轮压在地秤上，测得的结果为×103N ，汽车前后轮之间的 举例是，求汽车重心的位置，（即求前轮或后轮与地面接触点到重力作用线的距离） （1）分析：汽车可看作有固定转动轴的物体，若将后轮与地面的接触处作为转动轴，则汽车受到以下力矩的作用：一是重力G 的力矩；二是前轮受到的地秤对它的支持力的力矩；汽车在两个力矩的作用下保持平衡，利用转动平衡条件即可求出重心的位置。 （2）注意向学生交代清： a ：地秤的示数指示的是车对地秤压力的大小； b ：据牛顿第二定律得到车前轮受到的支持力的大小也等于地秤的示数。 （3）学生写出本题的解题步骤，并和课本比较； （4）讨论：为什么不将前轮与地秤接触处作为转动轴 将前轮与地秤接触处作为转动轴，将会使已知力的力臂等于0，而另一个力（即后轮与地秤间的作用力）又是未知的，最后无法求解。 （5 ）巩固训练 一块均匀木板MN 长L ＝15cm ，G 1＝400N ，搁在相距D ＝8m 的两个支架A 、B 上，MA ＝NB ，重G 2＝600N 的人从A 向B 走去，如图：问人走过B 点多远时，木板会翘起来 三、小结： 本节课我们主要学习了运用力矩平衡条件解题的方法： 1：确定研究对象： 2：分析研究对象的受力情况，找出每一个力的力臂，分析每一个力矩的转动方向； 3：据力矩平衡条件建立方程[M 合＝0或M 顺＝M 逆] 4：解方程，对结果进行必要的讨论。 四、作业： 练习二③④ 五：板书设计：
高中物理新课程教学设计案例分析（一） 内容:选修3-1第三章《磁现象和磁场》(普通高中课程标准实验教科书) 教材分析 磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场（太阳、月亮等），故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。 学生分析 磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。但磁之间的相互作用毕竟是抽象的，并且大部分学生可能知道电与磁的联系，但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系，也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学生能了解地磁场、太阳的磁场和自然界的一些现象的联系（如黑子、极光等），满足学生渴望获取新知识的需求。 教学目标 一、知识与技能 1、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。 2、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。 3、通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象。 二、过程与方法 1、让学生参与课前的准备工作，收集课外的各种磁有关的现象和应用。 2、在电流磁效应现象的教育中，本节课采用类似科学研究的方式，还原物理规律的发现过程，强调学生自主参与。 3、学生对物理现象进行分析、比较、归纳，采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。 三、情感态度价值观 1、对奥斯特的电流磁效应现象的教育中，要让学生知道奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系，打开了科学中一个黑暗领域的大门。也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。 2、通过知识的学习，培养学生学科学、爱科学、用科学的精神，树立起事物之间存在普遍联系的观点。通过学习中国古代对磁的应用，加强爱国主义教育。 3、强调学生通过自主参与类似科学研究的学习活动，获得亲身体验，产生积极情感。 重点难点 电流磁效应的研究是本节课的重点，也是难点 教学设计思想 1、这是磁场章节的第一节课，教学过程应重在显示学生对磁这一知识的了解和对磁知识的生活的体验。为此，本节课采用以问题为主线、实验为基础的教学策略。问题情景的创设，是思维的启动点和切入口，而实验是物理研究的理论支持。 2、电流磁效应的研究是本节课的重点，在设计中可让学生自己讨论研究的思想，在这基础上再提出奥斯特的实验及其研究过程中出现的困难。然后自然得过渡到磁场对电流的作用上来。 3、在天体磁场的教学中，本设计注意用多媒体手段，将大量的图片、影象资料传递给学生，让学生了解中国古代对地磁的应用及其它天体磁场的认识，提高课堂的趣味性和教学效果。 教学过程设计 一、课前调查、准备 教师提出问题：1、你对生活中有关磁的现象和应用了解多少，能否举出你所熟悉的一些现象和应用呢？ 任务：在课前请同学通过网络去获知磁有关的知识 二、实验演示，引入新课 1、利用磁钢堆硬币积木。
高一物理期末考试试卷 教材版本：人教版考试年级：高一学科：物理 （时间90分钟，满分100分） (本卷的重力加速度g都取10m/s２) 一．单项选择题 1．在研究下述运动时，能把物体看做质点的是（） A．研究乒乓球的旋转B．研究火车从北京到上海运动的时间 C．研究地球的自转D．研究一列火车通过长江大桥所需的时间2．下列关于力的说法，正确的是（） A．力不能离开施力物体或受力物体而独立存在 B．对于力，只需说明其大小，而不需说明其方向 C．一个力，可能既没有施力物体，也没有受力物体 D．一个力的作用效果由力的大小和方向共同决定，与作用点的位置无关3．在光滑的斜面上自由下滑的物体受到的力有（） A．重力、支持力 B. 重力、下滑力 C．重力、下滑力、支持力 D. 重力、下滑力、支持力和压力4．关于力的单位“牛顿”下列说法正确的是( ) A．“牛顿”这个单位是由质量1kg的物体重力为9.8N规定下来的 B．“牛顿”这个单位是根据牛顿第二定律F＝kma中k取l时定下来的 C．1N就是使质量1kg的物体产生1m／s2加速度的力 D．质量1kg物体所受的重力是9．8N，并不是规定的，而是根据牛顿第二定律F＝ma得到的结果 5．在拨河比赛中，下列各因素对获胜有利的是（） A．对绳的拉力大于对方B．对地面的最大静摩擦力大于对方 C．手对绳的握力大于对方D．质量大于对方 6．下列各图表示的是某一物体运动情况或所受合外力的情况．其中 （甲）图是某物体的位移-时间图象；（乙）图是某一物体的速度-时间图象； （丙）图表示某一物体的加速度-时间图象；（丁）图表示某一物体所受合外力随时间变化的图象． 四幅图的图线都是直线．从图中可以判断这四个一定质量物体的某些运动特征．下列有关说法中正确的是：…（） A．甲物体受到不为零、且恒定的合外力；B．乙物体受到的合外力越来越大；C．丙物体的速度一定越来越大；D．丁物体的加速度越来越大． 7．如图所示，弹簧秤右端用绳子系在墙上，左端一人用力拉，发现弹簧秤读数为100N，
高中物理《力、共点力的平衡》精选典型题 （高考物理典型题全接触）强烈推荐 解决动态平衡问题一般方法 1、对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。受力分析的顺序：先找重力、其它场力，考察研究对象与其它物体有几个接触面（点），然后依次分析各个接触面的弹力和摩擦力 2．整体法：研究外力对物体系统的作用时，一般选用整体法。因为不用考虑系统内力，所以这种方法更简便，总之，能用整体法解决的问题不用隔离法。 3．隔离法：分析系统内各物体(各部分)间的相互作用时，需要选用隔离法，一般情况下隔离受力较少的物体。 4．图解法：如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，另一个力的方向不变，此时可用图解法，画出不同状态下力的矢量图，判断各个力的变化情况． 5．解析法：如果物体受到多个力的作用，可进行正交分解，利用解析法，建立平衡方程，根据自变量的变化确定因变量的变化． 6．相似三角形法：如果物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力三角形与几何三角形相似的方法．
弹力的分析方法 1．弹力有无的判断 (1)条件法：根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断． (2)假设法或撤离法：可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合．还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”，看研究对象能否保持原来的状态． 静摩擦力的分析方法 与绳、接触面、杆的弹力类似，静摩擦力也是“被动力”，要分析其有无、方向及大小，必须了解物体的其他受力和状态． (1)假设法：先假设没有静摩擦力(接触面光滑)，看相对静止的物体间能否发生相对运动．若能发生相对运动，则有静摩擦力，方向与相对运动方向相反；若不能发生相对运动，则没有静摩擦力． (2)状态法：根据物体的运动状态来确定，思路如下． (3)转换法：利用牛顿第三定律(作用力与反作用力的关系)来判定．先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的大小和方向，再确定另一物体受到的反作用力——静摩擦力的大小和方向. 一、选择题： 1．如图所示，A 、B 、C 为三个质量相等、材料相同的小物块，在沿斜面向上的拉力作用下，沿相同的粗糙面上滑，其中A 是匀速上滑，B 是加速上滑，C 是减速上滑，而斜面体相对地面均处于静止状态，斜面体甲、乙、丙所受地面的摩擦力分别为1f 、2f 、3f ，该三个力的大小关系是（ ）
用口诀的形式将知识点，方法规律甚至解题技巧有机串联，读起来朗朗上口，简单易行，浅显易懂。 1、牛二律，物体平衡选择 牛顿定律很重要，运动和力它是桥。 平衡匀加两题型，横竖斜面三环境。 重力弹力摩擦力，千万别忘电磁场。 整体隔离灵活用，内力外力要分清。 分析到位再分解(正交)，两个方向列方程。 2、匀速圆周天体选择 圆周运动有三种，绳球杆球与环球， 竖直轨道最高点，临界极值各不同， 绳球重力向心力，速度具有最小值， 杆球速度可为零，环球当成解杆球。 引力定律大发现，天体问题它关键。 重力等于万有引，不计自传是条件， 万能公式一长串，画图导式结果现。 R越大周期大，其它几个也越小， 大M只管中心体，外面谁转不用理， 想要求出万有引，没有小m对不起。 3、振动和波选择 振动和波是一家，图像用来描述它，
纵横两轴不相同，做题先得看清楚，T是转动知周期，X是波动求波长，Favx四矢量，大小方向要分清， 波的多解很重要，分清题型找不变。 4、交变电流选择 线圈转动生交变，匀速转动是正弦，最大有效均瞬时，四值使用有条件 求解电量有效值，考察最多有效值，变压器题很重要，压正流反记公式。输入输出谁定谁，串反变同唱反调。 5、电场选择 电场选择不头疼，抓住线面不放松，线面越密场越强，场强力强a也强，力的方向看正负，正同负反要记清，场强计算三公式，条件记清用对路。电势高低看走向，沿线越走势越低。电势差计算一公式，正负一定要带入。电势能变化看做功，正减负增一根筋。寄语： 物理世界很奇妙，简记七力四运动，牛顿定律两定理，系统再加两守恒，
希望同学多努力，爱拼之人才会赢 6、原子物理选择 光电效应有条件，频率越大越能成， 电子绕着正核转，轨道能量已不变， 电子上跳又下窜，吸能放能有条件， 四种方程要分清，衰裂聚变人工转变。衰变只有一原料，U裂H聚最常见。 转变需用射线引，一般使用氦核源。 7、电磁感应选择 感应电流有条件，闭合回路磁通变， 楞次定律方向判，你走她留不情愿， 磁通变化有快慢，电流大小由它断， 图像问题很典型，方向大小来判断， 安培力做功生电能，动能定理行的通 8、电学实验 大内小外看电阻，分压限流看要求， 先压后流定量程，正进负出画圈圈。 9、力学综合计算 审题一定讲技巧，对象状态和过程， 单独行动叫单体，碰撞摩擦为系统， 单体状态用牛二律，单体空间动能定理，
力矩和力矩平衡 一．内容黄金组. 1．了解转动平衡的概念，理解力臂和力矩的概念。 2．理解有固定转动轴物体平衡的条件 3．会用力矩平衡条件分析问题和解决问题 二．要点大揭秘 1．转动平衡：有转动轴的物体在力的作用下，处于静止或匀速转动状态。 明确转轴很重要： 大多数情况下物体的转轴是容易明确的，但在有的情况下则需要自己来确定转轴的位置。如：一根长木棒置于水平地面上，它的两个端点为AB，现给B端加一个竖直向上的外力使杆刚好离开 地面，求力F的大小。在这一问题中，过A点垂直于杆的水平直线是杆的转轴。象这样，在解决问 题之前，首先要通过分析来确定转轴的问题很多，只有明确转轴，才能计算力矩，进而利用力矩 平衡条件。 2．力矩： 力臂：转动轴到力的作用线的垂直距离。 力矩：力和力臂的乘积。 计算公式：M＝FL 单位：Nm 效果：可以使物体转动 （1）力对物体的转动效果 力使物体转动的效果不仅跟力的大小有关，还跟力臂有关，即力对物体的转动效果决定于力矩。①当臂等于零时，不论作用力多么大，对物体都不会产生转动作用。②当作用力与转动轴平行时，不会对物体产生转动作用，计算力矩，关键是找力臂。需注意力臂是转动轴到力的作用线的距离，而不是转动轴到力的作用点的距离。 （2）大小一定的力有最大力矩的条件： ①力作用在离转动轴最远的点上； ②力的方向垂直于力作用点与转轴的连线。 （3）力矩的计算： ①先求出力的力臂，再由定义求力矩M＝FL 如图中，力F的力臂为L F=Lsinθ 力矩M＝F?L sinθ ②先把力沿平行于杆和垂直于杆的两个方向分解，平 行于杆的分力对杆无转动效果，力矩为零；平行于杆的分力的 力矩为该分力的大小与杆长的乘积。 如图中，力F的力矩就等于其分力F1产生的力矩，M ＝F sinθ?L 两种方法不同，但求出的结果是一样的，对具体的问题选择恰当的方法会简化解题过程。 3．力矩平衡条件： 力矩的代数和为零或所有使物体向顺时针方向转动的力矩之和等于所有使物体向逆时针方向转动的力矩之和。 ∑M=0或∑M 顺＝∑M 逆 F F2
知识点三：共点力平衡（动态平衡、矢量三角形法） 1．(单选)如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕 O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()．答案B A．F1先增大后减小，F2一直减小 B．F1先减小后增大，F2一直减小 C．F1和F2都一直减小 D．F1和F2都一直增大 2、（单选）(天津卷，5)如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平， 此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是()．答案D A．F N保持不变，F T不断增大 B．F N不断增大，F T不断减小 C．F N保持不变，F T先增大后减小 D．F N不断增大，F T先减小后增大 3．（单选）如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地 推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是()．答案B A．F1增大，F2减小B．F1增大，F2增大 C．F1减小，F2减小D．F1减小，F2增大 4、（单选）如图所示，一物块受一恒力F作用，现要使该物块沿直线AB运动，应该再加 上另一个力的作用，则加上去的这个力的最小值为()．答案B A．F cos θB．F sin θ C．Ftan θD．F cot θ 5．(单选)如图所示，一倾角为30°的光滑斜面固定在地面上，一质量为m的小木块在水平力F的作用下静止在斜面上．若只改变F的方向不改变F的大小，仍使木块静止，则此时力F与水平 面的夹角为()．答案A A．60°B．45° C．30°D．15° 6．（多选）一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一 过程中()．答案：AD A．细线拉力逐渐增大B．铁架台对地面的压力逐渐增大 C．铁架台对地面的压力逐渐减小D．铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大 7、（多选）(苏州调研)如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A、B处于静止状态．若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直 方向的夹角θ保持30°不变，则外力F的大小()．答案BCD A．可能为 3 3 mg B．可能为 5 2 mg C．可能为2mg D．可能为mg 8、（单选）如图所示，轻绳的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套在粗糙水平杆MN上．现用水平力F拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，然后改变F的大小使 其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动．在这一过程中，水平拉力F、环 与杆的摩擦力F摩和环对杆的压力F N的变化情况是()．答案D A．F逐渐增大，F摩保持不变，F N逐渐增大B．F逐渐增大，F摩逐渐增大，F N保持不变 C．F逐渐减小，F摩逐渐增大，F N逐渐减小D．F逐渐减小，F摩逐渐减小，F N保持不变
高中物理力学公式、规律过关 1、重力：G = mg （g 随高度增大而_______ 、随纬度增大而_________ ） 2、初速为零的匀变速直线运动（掌握推导方法） ①前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为: : :…… ②第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为: : :…… ③前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为: : :…… ④第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为: : :…… 3、平抛运动 速度偏向角tan a = _______ = ______ 位移偏向角tan 3 = ____________ = ______ 速度偏向角与位移偏向角的关系：____________________________ 4、匀速圆周运动 线速度：V_______ = ___ = ____ = ____ 角速度：国= ________ =___ = ___ :向心加速度：a = _____ =__ = ___ = _____ = ___ 5、竖直平面内的圆周运动： （1）“绳”模型：最高点最小速度_________ （此时绳子的张力为______ ）, 计算公式： 最低点最小速度________ （此时绳子的张力为______ ）计算公式： （2）“杆”模型: 最高点最小速度（此时杆的支持力为） 计算公式： 最低点最小速度（此时杆的拉力为）计算公式: 6、一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点的速度
为v,物体与轨道之间的动摩擦因数为卩，则它在最低点时受到的摩擦力为
2 2 2 3 mv v v A. 3 mg B. R ' C ? 3 m(g+ R) D . 3 m(g—-) 7、万有引力与重力的关系 (1) 万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是 ①在赤道上万有引力与重力的关系(物理公式) ②在一般位置，F万等于mg与Fn的矢量和; ③在两极万有引力与重力的关系(物理公式) 故越靠近南北两极，重力加速度__________ . 8、卫星围绕天体做圆周运动，已知R天体半径、h卫星离地高度、度，求卫星以下数据。(只要求写出得分物理关系式和最后结果) (1)求线速度 (2)求角速度 (3)求周期 (4)求加速度 (5)第一宇宙速度 ，另一个是g天体表面重力加速
高中物理教学案例：都是“加速度” 1.问题的产生 去年国庆，我的第一届学生聚会，我是班主任，同时任教他们高一入门的物理课，被他们邀到现场，大家非常开心，由于是高中同学，不免要回忆高中时代的一些生活学习片断，一位医科大学毕业的学生顺手拿起桌上的一个苹果向空中抛去，然后用手接住，笑着对我说，老师，加速度多大？旁边一大帮同学笑嘻嘻地抢着回答： ●你是指抛上去还是落下来的过程？（一个女孩子，也是医科大学毕业的） ●上升加速度朝上，下降时加速度朝下。（军事指挥院校的本科毕业生干脆利索地回答） ●上升过程速度都没增加，哪有加速度？下降才有加速度吧。（师大学毕业的，不是学物理专业） ●最高点苹果都停下来了，肯定没有加速度。（竟然是一个重点大学理工科毕业学生的回答） ●老师，我忘得一干二净了，全还给你了，白学了。（一个女孩，后来学文科了） 2. 他们是这样学的，我是这样教的 加速度的概念在高中物理中的地位不言而喻，它贯穿高中物理始终，但过不了三五年，他们将这些东西抛到了九霄云外，抑或将加速度概念扭曲。也就是上面回答的那些根深蒂固的“加速度”答案。 想想原来我的教学方法，基本上都是两种模式进行导入： 第一种是列一个如下所示的表格作为新课的引入： 然后设计问题：根据表格中的信息回答下列问题： 1.哪一个速度改变量大？ 2.哪一个所用时间长？ 3.哪一个速度变化快？
学生讨论回答完毕，老师总结：单位时间速度的改变量就叫加速度。然后转身在黑板上醒目地写上今天的主题：“速度变化的快慢 加速度”． 第二种是作速度-时间图像进行导入： 作出两物体的v —t 图像，都是匀变速直线运动，同学们从图中找一找速度随时间的变化规律。 学生：甲图中，物体的速度每5秒变化30m/s ， 乙图中，物体的速度每5秒变化10m/s 。 师：哪个物体的速度改变要快一些呢？ 学生：甲物体，因为甲的速度每秒才改变6m/s 。 师：对，今天我们就来引入一个新概念——加速度，来描述速度改变的快慢． 这两种方式估计是全中国千千万万的物理教师通常的教学方法，以生活中常见的物体的速度、速度的变化、速度的变化快慢来引出“加速度”，最终迫不及待地给出定义：用来描述速度变化快慢的物理是就叫加速度。然后说出加速度的矢量性，有正负之分，再进行交流与讨论，对公式进行巩固等等。对于加速度方向问题，更是弄得学生晕头转向。教材对加速度方向的描述为“加速度也有方向，在直线运动中，通常取物体初速度0v 的方向为正方向，当末速度0t v v ，加速度a 为正值，表明加速度方向与初速度的方向与初速度0v 的方向相同，物体在加速；这句话我一直耿耿于怀，除了表述使你发晕之外，再找不到其它价值所在，何况还经不起推敲。 为此，我建议取一个合理的中文名词取代“加速度”。
高中物理基本规律及公式 一、力学 1、匀变速直线运动规律： （1）速度公式：at v v +=0 （2）位移公式：202 1at t v x + = （3）速度-位移公式：ax v v 22 02=- （4）平均速度公式： 2 02t v v v v =+= （5）在连续相等的时间T 内的位移之差为一恒定值，即2 aT x =? 2、胡克定律： kx F = （x 为伸长量或压缩量) 3、两个力的合力范围： ? F 1－F 2 ? ≤F ≤ F 1 +F 2 4、摩擦力公式： (1) 滑动摩擦力： f ＝μF N （F N 为正压力） (2) 静摩擦力： O ＜f 静≤f max (f max 为最大静摩擦力，与正压力有关) 5、物体平衡条件：静止或做匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 或 6、牛顿第二定律： ma F =合 或 x x ma F = y y ma F = 7、平抛运动：初速度水平，只受重力。 性质：匀变速曲线运动 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 平抛速度求解：???==gt v v v y x 0 t 秒末的合速度2 2y x v v v += 速度的方向0 tan v gt v v x y = = β 平抛运动的位移：?? ? ??==2021gt y t v x t 秒末位移： 位移方向：0 2tan v gt x y == α 8、圆周运动：①线速度大小 T r t l v π2=??= ，方向在圆周上该点的切线方向. ②角速度：T t πθω2=??= ，（单位：rad/s ） ③ ωωr v v =的关系：与 ④周期T ：匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间. T ＝1/f ⑤向心加速度:r T r v r a n 2 22 2?? ? ??===πω，方向总与运动方向（即v 方向）垂直. 0=合F 0=x F 0 =y F 4 22 20224 1t g t v y x S + =+=
2013高考物理常见难题大盘点：力矩有固定转动轴物体的平衡 1．如图1-50所示是单臂斜拉桥的示意图,均匀桥板ao 重为G ,三根平行钢索与桥面成30°,间距ab =bc =cd =do ,若每根钢索受力相同，左侧桥墩对桥板无作用力，则每根钢索的拉力大小是（）。 (A)G (B)3G ∕6 (C)G ∕3(D)2G ∕3 解答设aO 长为4L ，每根钢索受力为T ，以O 点为转轴，由力矩平衡条件得 23sin302sin30sin30G L T L T L T L ????=?+?+?， 解得2 3 T G = 。 本题的正确选项为（D ）。 2．图1-51为人手臂骨骼与肌肉的生理结构示意图，手上托着重量为G 的物体，（1）在方框中画出前臂受力示意图（手、手腕、尺骨和挠骨看成一个整体，所受重力不计，图中O 点看作固定转动轴，O 点受力可以不画）．（2）根据图中标尺估算出二头肌此时的收缩力约为 ． 解答前臂的受力如图1-52所示，以O 点为转轴，由力矩平衡条件得 18F N ?=?， 其中N =G ，可得F =8G 。 本题的正确答案为“8G ”。 3．如图1-53所示，直杆OA 可绕O 轴转动，图中虚线与杆平行．杆的A 端分别受到F 1、F 2、F 3、F 4四个力作用，它们与OA 杆在同一竖直平面内，则它们对O 点的力矩M 1、M 2、M 3、M 4的大小关系是（）。 (A)M 1＝M 2＞M 3＝M 4 (B)M 1＞M 2＞M 3＞M 4 (C)M 2＞M 1＝M 3＞M 4 (D)M 1＜M 2＜M 3＜M 4 解答把四个力都分解为垂直于OA 方向和沿OA 方向的两个分力，其中沿OA 方向的力对O 点的力矩都为零，而垂直于OA 方向的力臂都相等，所以四个力的力矩比较等效为垂直 图1-50 图1-51 1 图1-53
高中物理教学案例 高中物理教学案例 宜昌市长阳一中谢世林整理 【课题】：欧姆定律（一课时） 【教材分析】： 本节教材内容涉及两个问题。一是欧姆定律，二是导体的伏安特性曲线。关于欧姆定律，教科书先用演示实验探究导体中电流与电压的关系，通过U-I图像处理的方法得到电流与电压的正比关系，由斜率反映了导体对电流的阻碍作用，然后定义电阻。在此基础上，通过对因果关系、适用条件的分析等，得到欧姆定律的公式及表述。这样安排，在实验电路、数据处理、研究思路等方面都较初中有很大提高，也更加科学。对导体伏安特性曲线的研究，尤其是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，使学生对欧姆定律的认识更加深化。 【学生分析】：
在初中学生对欧姆定律已有一定的认识，本节课要让学生对欧姆定律有一个更多、更深层次的认识。学生的动手能力不强，在演示实验部分和理论讲解部分要加强师生的互动性，调动学生的积极性。 【教学目标】： （一）.知识与技能： 1.进一步体会用比值定义物理量的方法，知道什么是电阻以及电阻的单位. 2.理解并掌握欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题。 3.通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，掌握和用分压电路改变电压的基本技能；知道伏安特性曲线，知道线性原件和非线性原件，学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。 （二）.过程与方法 1
1.通过演示实验知道电流的大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。 2.运用数字图像法处理，培养学生用数字进行逻辑推理能力。 （三）.情感、态度和价值观 1.通过探究欧姆定律的建立过程，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。 2.培养学生善于动手、勤于动脑以及规范操作的良好实验素质，培养学生仔细观察认真分析的科学态度。 【教学重点难点】： 重点： 1.欧姆定律的内容、表达式及适用条件。 2.会用姆定律分析解决一些实际问题。
力的平衡经典习题 1、如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间．若缓慢转动挡板至与斜面垂直，在此过程中 A．A、B两球间的弹力不变 B．B球对挡板的压力逐渐减小 C．B球对斜面的压力逐渐增大 D．A球对斜面的压力逐渐增大 2、如图所示，不计滑轮质量与摩擦，重物挂在滑轮下，绳A端固定，将B端绳由B移到C或D（绳长不变）其绳上张力分别为T B，T C，T D，绳与竖直方向夹角θ分别为θB, θC, θD则 A． T B>T C>T D θB<θC<θD B． T B A．F B．F + mg C．F -mg D．mg -F 5、如图所示，质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为，质点与球心的连线与水平地面的夹角为，则下列说法正确的是 A．地面对半球体的摩擦力为零 B．质点对半球体的压力大小为mg sin C．质点所受摩擦力大小为mg sin D．质点所受摩擦力大小为mg cos 6、如图所示，一个质量为m=2．0 kg的物体，放在倾角为θ=30°的斜面上而静止，若用竖直向上的力F=5 N提物体，物体仍静止（g=10 m/s2），则下述正确的是 A．斜面受的压力减少量等于5 N B．斜面受的压力减少量小于5 N C．地面受的压力减少量等于5 N D．地面受的压力减少量小于5 N 7、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，右图所示是这个装置的纵截面图. 若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q 落到地面以前、发现P始终保持静止. 在此过程中，下列说法中不正确的是 A．MN对Q的弹力逐渐减小B．地面对P的摩擦力逐渐增大 C．P、Q间的弹力先减小后增大 D．Q所受的合力逐渐增大 高中物理公式、规律汇编表 一、力学 1、胡克定律：f = k x (x 为伸长量或压缩量，k 为劲度系数，只与弹簧的长度、粗细和材料有关) 2、重力： G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化) 3、求F 1、F 2的合力的公式： θcos 2212221F F F F F ++=合 两个分力垂直时： 2221F F F += 合 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。 (2) 两个力的合力范围：? F 1－F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 4、物体平衡条件： F 合=0 或 F x 合=0 F y 合=0 推论：三个共点力作用于物体而平衡，任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f = μN 说明：①N 为接触面间的弹力，可以大于G ；也可以等于G ；也可以小于G 。 ②μ为动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关。 (2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解，与正压力无关。 大小范围： 0≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力) 说明：①摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。 ②摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 ③摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 ④静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6、 万有引力： （1）公式：F=G 2 21r m m （适用条件：只适用于质点间的相互作用） G 为万有引力恒量：G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2 （2）在天文上的应用：（M ：天体质量；R ：天体半径；g ：天体表面重力加速度；r 表示卫星或行星的轨道半径，h 表示离地面或天体表面的高度）） a 、万有引力=向心力 F 万=F 向 即 '422222mg ma r T m r m r v m r Mm G =====πω 由此可得： ①天体的质量： ，注意是被围绕天体（处于圆心处）的质量。 ②行星或卫星做匀速圆周运动的线速度： ，轨道半径越大，线速度越小。 ③ 行星或卫星做匀速圆周运动的角速度： ，轨道半径越大，角速度越小。 ④行星或卫星做匀速圆周运动的周期： ，轨道半径越大，周期越大。 ⑤行星或卫星做匀速圆周运动的轨道半径： ，周期越大，轨道半径越大。 ⑥行星或卫星做匀速圆周运动的向心加速度：2 r GM a =，轨道半径越大，向心加速度越小。 ⑦地球或天体重力加速度随高度的变化：2 2) ('h R GM r GM g +== 23 24GT r M π= r GM v = 3 r GM = ωGM r T 324π= 3 2 24πGMT r = 高中物理竞赛力矩和力矩平衡知识点讲解 力矩是表示力对物体产生转动作用的物理量，是物体转动转动状态改变的原因。它等于力和力臂的乘积。表达式为：M=FL，其中力臂L是转动轴到F的力线的（垂直）距离。单位：Nm 效果：可以使物体转动. 正确理解力矩的概念 力矩是改变转动物体的运动状态变化的物理量，门、窗等转动物体从静止状态变为转动状态或从转动状态变为静止状态时，必须受到力的作用。但是，我们若将力作用在门、窗的转轴上，则无论施加多大的力都不会改变其运动状态，可见转动物体的运动状态的变化不仅与力的大小有关，还受力的方向、力的作用点的影响。力的作用点离转轴越远，力的方向与转轴所在平面越趋于垂直，力使转动物体运动状态变化得就越明显。物理学中力的作用点和力的作用方向对转动物体运动状态变化的影响，用力矩这个物理量综合表示，因此，力矩被定义为力与力臂的乘积。力矩概括了影响转动物体运动状态变化的所有规律，力矩是改变转动物体运动状态的物理量。 力矩是矢量，在中学物理中，作用在物体上的力都在同一平面内，各力对转轴的力矩只能使物体顺时针转动或逆时针转动，这样，求几个力矩的合力就简化为代数运算。 力对物体的转动效果 使物体转动改变的效果不仅跟力的大小有关，还跟力臂有关，即力对物体的转动效果决定于力矩。①当臂等于零时，不论作用力多么大，对物体都不会产生转动作用。②当作用力与转动轴平行时，不会对物体产生转动作用，计算力矩，关键是找力臂。需注意力臂是转动轴到力的作用线的距离，而不是转动轴到力的作用点的距离。 大小一定的力有最大力矩的条件： ①力作用在离转动轴最远的点上； ②力的方向垂直于力作用点与转轴的连线。 力矩的计算： ①先求出力的力臂，再由定义求力矩M＝FL 高中物理教学叙事案例 高中物理教学叙事一节课的引入正是本节课的知识建构的开始，如何抓住学生的认知需求和规律，激发学生积极思考、质疑释疑、渴求探索交流的情感，突显学生在课堂教学中的主体性，有效帮助学生实现知识建构，这是从教学基本技能中提升的教学艺术。为此，本人在教学中就选择课堂引入这一环节进行尝试，也收集一些课堂实例，并整理为以下体会和案例，与大家共同探讨 案例一：在《超重与失重》这节课的引入，我设计这样两个随堂小实验：（1）用一定宽度的纸带（不能太细也不能太粗，使之恰能承受重锤的重力），拴住一个重锤，让学生竖直提着并保持静止，并给学生一个问题：不借助其他器材，有没有什么方法可以挣断纸带？学生有一定的生活经验再让学生亲自实验一下，就会看到，“迅速向上提升重锤或迅速下降时突然停止，纸带断了”，这个能使学生在亲自动手实践中，体会到在加速上升或减速下降的过程中重锤对纸带的拉力超过自身重力，这就是超重现象，使学生在实验中获取感性的认识进而展开理性的思考。（2）准备一台体重计（机械指针型的），请一位同学站在体重计上分别呈现静止、下蹲、起立过程，另一位同学观察体重计的示数变化（有条件的可用摄像头将指针示数转化为视频，展示给全班同学）。先请同学预测再做实验，结果是静止时指针保持稳定、下蹲过程先减小再增大，起立过程先增大再减小。学生对示数变化的预测往往与实际情况有出入，教师可根据实验体验进行现象分析、过程分析、本质归纳（用牛顿第二定律分析）、应用拓展， 这使物理知识来源于生活、源于有意识的实践体验，充分挖掘直接经验和课堂生成的资源，体现物理教学以人为本，源于生活、走向社会。 案例二：在《运动的合成与分解》这节课的引入时，设置以下三个小问题：（1）在很平静的水面上，船头垂直指向对岸具有一定速度的小船的运动轨迹？（2）将船的动力关闭，船头垂直指向对岸放在具有一定水流速度的河水中，小船的运动轨迹？（3）如果船头指向不变且有一定的速度，同时行驶在具有一定水流速度的河水中，小船会怎样运动呢？轨迹如何？前两个问题仅是铺垫，我让学生猜猜小船将如何过河，画出轨迹（我用小船的模型让学生上台展示自己的想法）。学生非常踊跃，结果出乎我的预计，学生提供的方案各有说词，争执不下，主要分歧在船头的指向和 小船的轨迹。这是课堂生成的教学资源，我兴奋了，能从这里入手将这几种方案的是非讲座分析清楚，本节课的重、难点合运动与分运动的独立性、矢量性就得到了突破。 总的说来，课堂引入是课堂教学的基本环节，我们可以从不同的角度、不同的思路去设计以激活课堂、增强教育教学效果。高中物理公式规律总结汇总
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