2020年高考二轮物理第1部分专题1第1讲力与物体的平衡

专题01 力与物体的平衡

难点一 受力分析与静态平衡

1．平衡状态

物体处于静止或匀速直线运动的状态．

2．平衡条件

F合＝0或 Fx＝0Fy＝0.

3．利用整体、隔离思维法对物体受力分析

4.注意问题

(1)在受力分析时一定要恰当的选取研究对象，运用整体思维法和隔离思维法时一定要区分好内力和外力．

(2)解决问题时通常需要交叉应用隔离、整体思维法．

(3)对两个以上的物体叠加组成的整体进行受力分析时，一般先采用整体思维法后用隔离思维法，即“先整体，后隔离”．

5．受力分析的4种方法

假设法 在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在

整体法 将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析

隔离法 将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析 动力学分析法 对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析求解

6.处理静态平衡问题的基本思路

7．两大思维方法对比

难点二 动态平衡问题的探究

1．动态平衡

物体在缓慢移动过程中，可认为其速度、加速度均为零，物体处于平衡状态．

2．共点力平衡的重要推论

(1)三个或三个以上的共点力平衡，某一个力(或其中某几个力的合力)与其余力的合力等大反向．

(2)同一平面上的三个不平行的力平衡，这三个力必为共点力，且表示这三个力的有向线段可以组成一个封闭的矢量三角形．

3.解决动态平衡问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”，动态平衡问题的分析过程与处理方法如下：

【特别提醒】

(1)如果物体所受的力较少，可以采用合成的方法． (2)如果物体受到三个力的作用而处于动态平衡，若其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，可以用力的三角形与几何三角形相似的方法求解．

(3)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，并且还有另一个力的方向不变，此时可用图解法分析，即可以通过画出多个平行四边形来分析力的变化．

2020高考物理二轮复习精品资料专题01 物体的平衡教学案（教师版）

【2020考纲解读】

一、内容解读

1．力是物体间的相互作用．是使物体发生形变和运动状态变化的原因．力是矢量，满足力的合成和分解．

2．重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力．重心．

3．形变和弹力、胡克定律．

4．静摩擦和最大静摩擦力的区别．

5．滑动摩擦、滑动摩擦定律．

6．共点力作用下的物体的平衡条件及应用．

二、能力解读

1．掌握力是物体之间的相互作用。在具体问题中能找出施力物体和受力物体．

2．知道力有大小和方向，会画出力的图示和力的示意图．

3．知道重力是由于地球对物体的吸引而产生的。会计算重力的大小，知道重力的方向及重心的概念．

4．知道什么是弹力以及弹力产生的条件．

5．知道滑动摩擦力的大小跟什么因素有关，会运用公式，f=ΜfN、计算滑动摩擦力的大小．会判断滑动摩擦力的方向．

6．知道静摩擦力的产生条件．会判断静摩擦力的方向．

7．理解合力与分力的概念．

8．掌握力的平行四边形定则，会运用平行四边形定则求解共点力的合力．

9．理解共点力作用下物体平衡的概念及条件．会运用共点力平衡条件解决有关问题．

【知识网络构建】

【重点知识整合】

一、几种常见力的比较

力的种类 产生原因或条件 作用点 大小 方向

重力 由于地球的吸引 重心 G＝mg 竖直向下 弹力 直接接触、发生弹性形变 接触面 根据二力平衡或牛顿第二定律判断；弹簧的弹力：F＝kx 与引起形变的力的方向相反(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)

摩擦力 接触面粗糙；存在压力；相对滑动 (或有相对滑动的趋势) 接触面 静摩擦力：

0＜f≤fm

滑动摩擦力：f＝μFN 与接触面相切，与物体相对滑动或相对滑动趋势方向相反(与运动方向不一定相反)

电场力 电场 电荷 F＝qE 正电荷受电场力与场强同向，负电荷受电场力与场强反向

第1讲 力与物体的平衡

专题复习目标 学科核心素养 高考命题方向

1.本讲主要解决力学和电学中的受力分析和共点力的平衡问题，涉及的力主要有重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力等。

2．掌握力的合成法和分解法、整体法与隔离法、解析法和图解法等的应用。 科学思维：用“整体和隔离”的思维研究物体的受力。

科学推理：在动态变化中分析力的变化。

高考以生活中实际物体的受力情景为依托，进行模型化受力分析。

主要题型：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。

一、五种力的理解

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Ff＝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，电场力则与电荷所处的位置有关。点电荷间的库仑力F＝kq1q2r2。

(2)方向：正电荷所受电场力方向与电场强度方向一致，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。

二、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。

1 专题一 力与物体的平衡

一、专题梳理

（一）专题结构

（二）问题导学

1.如何判断物体之间是否存在弹力及弹力的方向？

2.摩擦力的存在条件是什么？摩擦力的方向怎么判断？

3.处于电场中的电荷一定受到电场力作用吗？其方向如何判断？

4.电荷在磁场中一定受到磁场力作用？其方向如何判断？

5.受力分析的顺序是怎样的？

6.什么是平衡状态？物体的平衡条件是什么？

7.解决物体平衡问题的一般方法有哪些？ 2

二、典型例题

题型一 整体法和隔离法在受力分析中的应用

例题1.(单选)如图所示，质量为m的木块A放在地面上的质量为M的三角形斜劈B上，现用大小均为F、方向相反的力分别推A和B，它们均静止不动，则( )

A．A与B之间一定存在弹力

B．地面受向右的摩擦力

C．B对A的支持力一定等于mg

D．地面对B的支持力的大小一定等于Mg

变式训练1 (多选)如图，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平．现把物体Q轻轻地叠放在P上，则(

)

A．P向下滑动

B．P静止不动

C．P所受的合外力增大

D．P与斜面间的静摩擦力增大

题型二 静态平衡问题

例题2. （16新课标卷Ⅲ）.如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上：一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为

A. B. C.m D.2 m

3

变式训练2.(多选)如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成θ角．则关于m1所受支持力FN和摩擦力Ff下列说法正确的是( )

A．FN＝m1g＋m2g－Fsin θ

B．FN＝m1g＋m2g－Fcos θ

C．Ff＝Fcos θ

D．Ff＝Fsin θ