第一板块 专题一 主题一 静态平衡的四类典型问题（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材 江苏北京专用）

第一板块 力和运动 学前必明·一网在胸|有哪些知识·知识间有怎么样的联系 力与平衡 专题一 力与物体的平衡问题包括静态平衡问题和动态平衡问题，是高考考查的热点。静态平衡问题常与生活实际相联系或是实际情境的抽象。解答静态平衡问题的关键是在准确选定研究对象的前提下，灵活地利用合成法、分解法或正交分解法，必要时结合整体法与隔离法分析问题；动态平衡是物体在缓慢移动过程中处于平衡状态，但物体所受的某些力的大小和方向均发生变化，使结果出现一些不确定性，这也是此类问题常失分的主要原因。另外，该部分知识更多的是融入其他物理模型中间接考查，如结合运动学命题，或者出现在复合场、导轨模型中等。 本专题共设计2个教学主题，建议用时1课时 主题一　静态平衡的四类典型问题 1．静态平衡问题的基本求解思路 2．静态平衡问题的四种求解方法 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡时，任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反 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 续表 [考法全训] 类型1　单物体的平衡 答案： D　 类型2　多物体的平衡 答案：D 3．(2023·无锡高三调研)如图所示，在与水平面夹角 θ为60°的匀强电场中，有一质量为m、带负电的物块A 放在倾斜的绝缘木板上，物块所受电场力的大小为其重 力大小的一半，木板的倾角α为30°和60°时物块所受的摩擦力大小恰好相等，则物块与木板间的动摩擦因数为(　 ) 类型3　电场中的平衡 答案：D　 4．(2022·湖南高考)如图(a)，直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图(b)所示。导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是(　 ) 类型4　磁场中的平衡 A．当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电流方向由N指向M B．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变 C．tan θ与电流I成正比 D．sin θ与电流I成正比 答案：D　 解析：当导线静止在图(a)右侧位置时，对导线做受力分析如图所示，可知要让安培力为图示方向，则导线中电流方向应由M指向N，A错误； 1.(2023·江苏高考)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. 解析：对“嫦娥五号”探测器受力分析有，FN＝mg月，则对一条腿有FN1＝mg月＝，根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面压力大小为。 2．(2023·常州高三检测)拱券结构是古代工匠的一种创举，如图所示，用六块相同的楔形块构成一个半圆形的拱券结构，每块楔形块的质量为m，重力加速度为g，若不计楔形块之间的摩擦力，则1和2之间的作用力为(　 ) A．mg　 B．2mg　　 C.mg　　 D.mg 解析：以2、3、4、5整体为研究对象，受力分析得2FN sin 60°＝4mg，解得FN＝mg，故选D。 A． B． C． D．4－2 解析：设物块带电荷量为q，匀强电场的电场强度为E，当木板倾角为30°时，物块受到重力、支持力、垂直于斜面向下的电场力和摩擦力的作用，在垂直于斜面的方向上，有FN1＝mgcos 30°＋qE＝mg＋mg，当木板倾角为60°时，物块受到重力、支持力、与水平方向成60°角斜向下的电场力和摩擦力的作用，在垂直于斜面的方向上，有FN2＝mgcos 60°＋qEcos 30°＝mg＋mg，则FN1＞FN2，由于两种情况下摩擦力大小恰好相等， 所以在动摩擦因数不变的情况下，一定是木板的倾角α为30°时物块所受的摩擦力是静摩擦力，木板的倾角α为60°时物块所受的摩擦力是滑动摩擦力。当木板的倾角α为30°时，物块受到的摩擦力Ff1＝mgsin 30°＝mg，当木板的倾角α为60°时，物块受到的摩擦力Ff2＝μFN2＝μ，由于Ff1＝Ff2，联立解得μ＝＝4－2，故D正确。 $$