专题1 力与物体的平衡(教师用书)-【成功方案】2023年高考物理艺术生文化课总复习

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：压力或支持力一般__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。 (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＝　k　。 (2)方向：正电荷所受电场力方向与场强方向__一致__，负电荷所受电场力方向与场强方向__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。 6．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__。 (3)常用推论 ①若物体受n个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余(n－1)个力的合力大小__相等__、方向__相反__。 ②若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个__封闭__三角形。 【规律方法】 1．处理共点力平衡问题的基本思路：确定平衡状态(加速度为__零__)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论。 2．常用的方法 (1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定它们的方向时常用__假设__法。 (2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量__三角形__法、正交分解法、相似三角形法、__图解__法等。 3．带电体的平衡问题仍然满足__平衡__条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力。 4．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__，因为F洛⊥v。 高考题型1　受力分析　整体法与隔离法的应用 【例1】　如图所示，质量均为m的斜面体A、B叠放在水平地面上，A、B间接触面光滑，用一与斜面平行的推力F作用在B上，B沿斜面匀速上升，A始终静止。若A的斜面倾角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．F＝mgtan θ B．A、B间的作用力为mgcos θ C．地面对A的支持力大小为2mg D．地面对A的摩擦力大小为F 【答案】　B 【解析】　对B受力分析如图甲，因B沿斜面匀速上升，则F＝mgsin θ，选项A错误；A、B间的作用力为FNAB＝mgcos θ，选项B正确；对AB整体受力分析如图乙，竖直方向：FN＋Fsin θ＝2mg，则地面对A的支持力大小为FN＝2mg－Fsin θ，水平方向：Ff＝Fcos θ，故选项C、D错误。 【技巧点拨】 1．在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析。 2．采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的运动状态应该相同。 3．当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”。 1．如图所示，斜面光滑的斜劈静止在水平地面上，放在斜劈上的物体受到平行于斜面向下的拉力F的作用，沿斜面向下运动，斜劈保持静止。下列说法正确的是(　　) A．地面对斜劈的摩擦力方向水平向左 B．地面对斜劈的摩擦力方向水平向右 C．若F增大，则地面对斜劈的摩擦力也增大 D．若F反向，则地面对斜劈的摩擦力也反向 【答案】　B 【解析】　斜劈和物体的运动状态不一样，不能看作一个整体。对物体进行受力分析可知，物体受重力、支持力以及拉力的作用，由于斜面光滑，故物体对斜劈只有压力，因此对斜劈受力分析可知，斜劈有水平向左运动的趋势，故地面对斜劈有水平向右的摩擦力，A错误，B正确；增大沿斜面向下的拉力时，物体对斜劈的压力不变，则地面对斜劈的摩擦力的大小与方向均不变，C错误；无论物体下滑还是上滑，物体对斜劈的压力均不变，故F反向不影响物体对斜劈压力的大小和方向，因此斜劈受到地面水平向右的静摩擦力不变，D错误。 2. 质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触