专题一 力与物体的平衡-【成功方案】2024年高考物理艺术生文化课总复习教师用书(Word)

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，斜面体B放置在水平地面上，物块A放在斜面体B上，在水平恒力F的作用下，A、B均处于静止状态。若将F变为2F，物块A和斜面体B仍处于静止状态。下列判断正确的是(　　) A．斜面体B对地面的压力变大 B．物块A受到的摩擦力一定变小 C．物块A受到的摩擦力可能为0 D．物块A受到斜面体B的支持力变为2Fsin θ [答案]　C [解析]　对整体研究，在竖直方向上，地面对整体的支持力等于整体的重力，则支持力不变，根据牛顿第三定律可知，斜面体B对地面的压力不变，故A错误；对A研究，若开始时mgsin θ>Fcos θ，则物体A所受到的静摩擦力沿斜面向上，即mgsin θ＝Fcos θ＋f，则将F变为2F，摩擦力减小，可能减为0；若开始时mgsin θ＝Fcos θ，则物体A所受到的摩擦力为0，则将F变为2F，摩擦力增大，方向沿斜面向下；若开始时mgsin θ<Fcos θ，则物体A所受到的静摩擦力沿斜面向下，即mgsin θ＋f＝Fcos θ，则将F变为2F，摩擦力增大，故B错误，C正确；对A研究，A一直处于静止状态，在垂直于斜面方向，根据平衡条件可得FN＝mgcos θ＋Fsin θ，当F增大为2F，则F′N＝mgcos θ＋2Fsin θ，故D错误。 【技巧点拨】 1．如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．a物体对水平挡板的压力大小可能为2mg B．b物体所受摩擦力的大小为F C．a物体所受摩擦力的大小为F D．弹簧对a物体的弹力大小可能等于mg [答案]　B [解析]　在b物体上施加水平拉力F后，b始终静止，b受力平衡。对b进行受力分析如图 b受重力、弹簧对b向上的支持力、水平拉力F，故b与上挡板之间存在摩擦力f，由摩擦力产生的条件可知它们之间一定存在弹力，即上挡板对b有向下的压力，由平衡条件，在竖直方向上F弹＝F压＋mg>mg，在水平方向上f＝F，所以B正确；弹簧的弹力大于b物体的重力mg，又由同一条轻弹簧上弹力大小处处相等，所以弹簧对a物体的弹力也大于mg，D错误；分析a、b两物体的