专题01　力与物体的平衡-2023年高三物理二轮复习（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题）(广东专用)

2023年高三物理二轮复习资料（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题） （广东通用） 专题01　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． 【知识荟萃】 ★考向一　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 （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. （4）整体法与隔离法 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 ★考向二 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，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． 如图，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） （2）对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法． ★考向三 电磁力作用下的平衡问题 1、电场力作用下的平衡问题 （1）电场力的大小和方向 ①大小：F＝Eq，F＝。 ②方向：正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同；负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反。 （2）方法：与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化。 （3）步骤 ①选取研究对象（整体法或隔离法）。 ②受力分析，多了电场力。 ③列平衡方程。 2、磁场力作用下的平衡问题 （1）安培力 ①大小：F＝ILB，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。 （2）洛伦兹力 ①大小：F洛＝qvB，此式只适用于B⊥v的情况。当B∥v时F洛＝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，洛伦兹力永不做功。 （3）立体平面化 该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性，各力的方向不易确定。因此解题时一定要先把立体图转化成平面图，通过受力分析建立各力的平衡关系。 （4）带电体的平衡 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。 【经典例题】 【例题1】（2023春·广东广州·高三广州市第一中学校考开学考试）如图，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（　　） A．45° B．55° C．60° D．70° 【例题2】2023·广东·一模）如图所示，两个相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根轻质细线把A，B两球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A，B两球。在水平外力F的作用下，小球A，B均处于静止，三根细线均处于拉直状态，其中OA细线位于竖直方向。现保持小球B的位置不变，将外力F逆时针缓慢旋转90°角，已知重力加速度为g，则下列关于此过程的分析正确的是（　　） A．细绳OA的弹力大小可能大于mg B．细绳OB的弹力大小可能为2.5mg C．外方F的最小值为mg D．外力F的最小值为mg 【例题3】（多选）（2022·广东·模拟预测）如图，研究漏斗落下的细沙形成的沙堆的形状，发现由漏斗落下的细沙会形成一个小圆锥体，开始时，沙堆会逐渐隆起，坡度变陡，随着圆锥体母线与底面夹角达到一定程度，漏斗落下的细沙将沿着圆锥体表面下滑，设此时沙面与底面夹角为沙子间摩擦因数都为。则下列说法正确是（　　） A．将越来越大 B． C．细沙将加速下滑 D．越大，圆锥体将堆得越陡 【例题4】（多选）（2022秋·广东广州·高一校考期末）黄河铁牛是世界桥梁史上的传世之宝。如图，唐代蒲津浮桥通过两岸的铁牛固定，铁牛底部的铁柱插入地下。设桥索对铁牛的拉力为，铁柱对铁牛的作用力为，则（　　） A．若增大，也增大 B．若增大，将减小 C．与的合力方向竖直向上 D．与的合力方