专题1 第1课时 力与物体的平衡-（配套word）2022老高考物理【步步高】大二轮专题复习与增分策略（皖黑吉陕新蒙晋赣青甘豫宁桂贵云川藏）

第1课时　力与物体的平衡 命题规律　1.命题角度：(1)物体的受力分析、静态平衡、动态平衡；(2)静电力、安培力、洛伦兹力作用下的平衡.2.常考题型：选择题． 高考题型1　静态平衡问题 1．研究对象的选取：整体法和隔离法． 2．受力分析的方法 (1)假设法． (2)转换研究对象法：根据牛顿第三定律，如图1. 图1 (3)动力学分析法：根据牛顿第二定律，由加速度方向判定合力的方向，从而确定某一个力的方向，如图2. 图2 3．共点力平衡的常用处理方法 适用条件 平衡关系 合成法 三个共点力 任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反 效果分解法 三个共点力 某一个力按力的作用效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件 正交分解法 三个或三个以上共点力 将物体所受的力分解为相互垂直的两组力，每组力都满足平衡条件 考向一　合成法 例1　(2020·全国卷Ⅲ·17)如图3，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连．甲、乙两物体质量相等．系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α＝70°，则β等于(　　) 图3 A．45° B．55° C．60° D．70° 答案　B 解析　取O点为研究对象，在三力的作用下O点处于平衡状态，对其受力分析如图所示，根据几何关系可得β＝55°，故选B. 考向二　正交分解法 例2　如图4所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ，ab静止于宽为L的水平导轨上．下列说法正确的是(　　) 图4 A．金属棒受到的安培力大小为F＝BILsin θ B．金属棒受到的摩擦力大小为Ff＝BILcos θ C．若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将增大 D．若只增大磁感应强度B后，金属棒对导轨的压力将增大 答案　C 解析　金属棒受到的安培力大小F＝BIL，故A错误；电流方向从a到b，受力分析如图所示，根据平衡条件有Ff＝Fsin θ＝BILsin θ，FN＝G－Fcos θ＝G－BILcos θ，若只增大磁感应强度B后，导轨对金属棒的支持力减小，所以金属棒对导轨的压力减小，故B、D错误；若只改变电流方向，安培力方向将变为斜向右下，安培力在竖直方向上的分力竖直向下，所以金属棒对导轨的压力将增大，故C正确． 总结提升 (1)静电场、磁场中的平衡问题，受力分析时要注意静电力、磁场力方向的判断，再结合平衡条件分析求解． (2)涉及安培力的平衡问题，画受力示意图时要注意将立体图转化为平面图． 考向三　整体法与隔离法在平衡问题中的应用 例3　(2021·河南郑州市高三三模)用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接并悬挂，如图5所示．两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平．则(　　) 图5 A．细线a对小球1的拉力大小为4G B．细线b对小球2的拉力大小为G C．细线c对小球2的拉力大小为G D．细线b与竖直方向的夹角为60° 答案　C 解析　细线a对小球1的拉力在竖直方向的分量与两球的总重力等大反向， 所以Facos 30°＝2G， 化简得Fa＝G，选项A错误； 细线c对小球2的拉力与细线a对小球1的拉力的水平分量大小相等， 所以Fc＝Fasin 30°，得Fc＝G，选项C正确； 细线b对小球1的拉力与细线b对小球2的拉力大小相等，细线b对小球2的拉力大小等于小球2所受的重力与细线c对小球2的拉力的矢量和，所以Fb＝， 代入数据得Fb＝G，选项B错误； 设细线b与竖直方向的夹角为α，细线b的拉力沿竖直方向的分力与小球2的重力相等，有Fbcos α＝G， 解得cos α＝＝＝， 明显α≠60°，选项D错误． 高考题型2　动态平衡问题 1．解决动态平衡问题的一般思路 化“动”为“静”，多个状态下“静”态对比，分析各力的变化或极值． 2．三力作用下的动态平衡 3．四力作用下的动态平衡 (1)在四力平衡中，如果有两个力为恒力，或这两个力的合力方向确定，为了简便可用这两个力的合力代替这两个力，转化为三力平衡，例如： 如图6，qE<mg，把挡板缓慢转至水平的过程中，可以用重力与静电力的合力mg－qE代替重力与静电力． 图6 如图7，物体在拉力F作用下做匀速直线运动，改变θ大小，求拉力的最小值，可以用支持力与摩擦力的合力F′代替支持力与摩擦力．(tan θ＝μ) 图7 (2)对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法． 考向一　图解法 例4　(2021·山东潍坊市昌乐一中高三期末)如图8所示，斜面体A放在粗糙水平面上，小球B用轻绳拴住置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦．现用水平向左的力缓慢拉动斜