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）(江苏专用)

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） （江苏专用） 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】（2022秋·江苏南京·高三南京市中华中学期中）如图所示，竖直墙壁O处用光滑铰链铰接一轻质杆的一端，杆的另一端固定一小球，轻绳的一端与小球相连，另一端悬于P点，杆与墙壁的夹角45°，绳与墙壁的夹角为30°，．保持球的位置不变，绳的固定点由P点沿墙壁缓慢下移至A点过程中，下列关于轻绳对小球的拉力及轻质杆对小球的支持力的说法正确的是（　　） A．减小、不变 B．增大、增大 C．减小、先增大后减小 D．先减小后增大、增大 【例题2】（2022秋·江苏盐城·高三阜宁县东沟中学校考开学考试）如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为和的小球，当它们处于平衡状态时，质量为的小球与O点的连线与水平线的夹角为。两小球的质量比为（　　） A． B． C． D． 【例题3】（2022秋·江苏徐州·高三期末）轻质丝绸放置在光滑斜面上，若固定丝绸，将物块B放置在丝绸上，恰能静止。现将物块A、B放置在丝绸上，用沿斜面向上的力F拉物块A，丝绸不固定，系统保持静止，如图所示；已知物块A、B的质量分别为、，与丝绸的动摩擦因数分别为、，则（　　） A．若，不可能大于 B．若，有可能大于 C．只增加，物块B可能相对于丝绸滑动 D．只增加F，物块A一定相对于丝绸滑动 【例题4】（2022·江苏·模拟预测）如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为（　　） A． B． C． D． 【例题5】（2022秋·江苏扬州·高三开学考试）用三根细线a、b、c将质量分别均为m、2