专题01 力与物体的平衡（讲义）--【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（江苏专用）

专题01　力与物体的平衡 01专题网络·思维脑图1 02考情分析·解密高考 2 03高频考点·以考定法2 2 一、受力分析 2 二、静态平衡 3 三、动态平衡 3 四、电磁场中的受力平衡问题 4 4 9 考向1：整体法与隔离法在多个物体中的应用 9 考向2：受力分析中的临界极值问题 11 考向:3：动态平衡的综合运用 13 04核心素养·难点突破 15 05创新好题·轻松练24 考点内容 要求 学习目标 受力分析 II 1. 掌握整体法和隔离法在多个物体中的受力分析； 2. 掌握处于静态平衡中的物体的受力分析，熟练运用力的合成与分解、力的正交分解法处理处理物体的受力平衡问题； 掌握图解法、相识三角形法和拉米定律在动态平衡问题中的应用； 静态平衡 II 动态平衡 II 电磁场中的受力平衡问题 II 一、受力分析 1．受力分析的步骤 (1)明确研究对象(如一个点、一个物体或一个系统)，并将其隔离，分析周围物体对它施加的力。 (2)按以下顺序分析受力 说明：分析弹力和摩擦力时，要对研究对象与周围的每处接触面都考虑。 2．受力分析的技巧 整体法与隔离法 若分析系统内部物体之间的作用力，只能将受力物体隔离出来分析；若不涉及系统内部物体间的相互作用力，只分析系统外部的物体对系统的作用力，整体法往往比隔离法更方便一些 转换研究对象法 有时要分析物体A对B的作用力，以B为研究对象较麻烦时，可先分析B对A的作用力，再依据牛顿第三定律得出A对B的作用力 假设法 分析弹力或摩擦力时可先假设该力存在或不存在，看物体的运动状态是否符合题意 动力学分析法 根据物体运动状态需要的受力条件分析未知力 注意：对研究对象所受力的大小、方向，哪些已知、哪些未知要明确。 二、静态平衡 1．物体的平衡 （1）平衡状态：静止或做匀速直线运动。 （2）平衡条件：物体所受力的合力为零（即加速度为0）。 2．处理静态平衡问题的基本思路 3．静态平衡问题的四种求解方法 合成法 物体在多个力的作用下平衡时，任意一个力与其他力的合力等大反向 效果分解法 物体受三个共点力的作用而平衡时，将某一个力按作用效果分解，则分力与其他两个力分别平衡 正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时，将所有力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 矢量三角形法 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 三、动态平衡 1. 动态平衡概念：即物体在变力作用下处于平衡状态。物体在缓慢移动过程中，可以认为物体时刻处于平衡状态，其所受合力时刻为零。 2. 动态平衡问题解题思路与方法 （1）三力作用下动态平衡的分析方法 （2）三力作用下动态平衡中的极值问题 若一个力为恒力，另一个力的方向恒定，在三力的矢量三角形中，当已知恒力为斜边，方向恒定的力为直角边构成直角三角形时，大小、方向均未知的力此状态为最小值。 四、电磁场中的受力平衡问题 1．状态分析 （1）带电体在匀强电场中受到的电场力一定为恒力。带电体在匀强磁场中受到的洛伦兹力不一定为恒力，洛伦兹力的大小会随着速度大小的改变而改变，方向一直与速度垂直，会随着速度方向的改变而改变。 （2）空间同时存在匀强电场、匀强磁场和重力场，带电体若在垂直磁场的方向上做直线运动，速度一定不变，即处于平衡状态，合力为零。 2. 思维与方法处理 电磁场中的受力平衡问题是指在电场力、安培力、洛伦兹力参与下的平衡问题。处理方法与纯力学问题的分析方法一样，把方法和规律进行迁移应用即可。 【典例1】（2023·江苏·统考高考真题）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（   ）    A． B． C． D． 【典例2】（2023·海南·统考高考真题）如图所示，一光滑绝缘轨道水平放置，直径上有A、B两点，AO = 2cm，OB = 4cm，在AB固定两个带电量分别为Q1、Q2的正电荷，现有一个带正电小球静置于轨道内侧P点（小球可视为点电荷），已知AP：BP = n：1，试求Q1：Q2是多少（   ）    A．2n2：1 B．4n2：1 C．2n3：1 D．4n3：1 【典例3】（2022·河北·统考高考真题）如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点，将木板以底边为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（　　） A．圆柱体对木板的压力逐渐增大 B．圆柱体对木板的压力先增大后减小 C．两根细绳上的拉力均先增大后减小 D