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）(全国通用)

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） （全国通用） 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·天津滨海新·高三天津市滨海新区塘沽第一中学校考期末）靠墙静蹲是一种流行的健身运动，除了靠墙的静蹲，背靠瑞士球的静蹲也很流行。如图，一女士借助瑞士球做靠墙静蹲运动，女士后背部保持挺直且倚靠在瑞士球上，瑞士球则倚靠在竖直墙面上，此时女士和瑞士球都处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A．瑞士球总共受到3个力作用 B．女士的脚不受地面的摩擦力作用 C．墙受到的弹力是球对墙的压力和女士对墙的压力之和 D．女士对瑞士球的弹力是由于女士的背部发生形变产生的 【例题2】（2023·陕西铜川·高三校考期末）如图所示，固定的倾斜直杆上套有一个质量为m的小球（可视为质点）和两根原长均为L的轻弹簧，两根弹簧的一端与小球相连，另一端分别固定在杆上相距为2L的A、B两点。已知杆与水平面的夹角为θ，两根弹簧的劲度系数均为，小球在距B点，的P点处于静止状态，重力加速度为g。则小球在P点时受到的摩擦力为（　　） A．，方向沿杆向下 B．，方向沿杆向上 C．，方向沿杆向下 D．，方向沿杆向上 【例题3】（2023·湖南永州·统考二模）为庆祝党的二十大的胜利召开，某景区挂出32个灯笼（相邻两个灯笼间由轻绳连接），依次贴上“高举中国特色社会主义旗帜，为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗”，从高到低依次标为1、2、3、…、32。在无风状态下，32个灯笼处于静止状态，简化图如图所示，与灯笼“斗”右侧相连的轻绳处于水平状态，已知每一个灯笼的质量，重力加速度，悬挂灯笼的轻绳最大承受力，最左端悬挂的轻绳与竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（　　） A．θ最大为60° B．当θ最大时最右端轻绳的拉力为 C．当时第16个灯笼与第17个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角为45° D．当时第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与