押全国卷14题：力与物体的平衡（融入生活中的实际问题情境）-备战2024年高考物理临考题号押题（新高考通用）

押全国卷14题：力与物体的平衡（融入生活中的实际问题情境） 核心考点 考情统计 考向预测 备考策略 共点力平衡 2023·山东卷2 该类问题在近三年全国卷的高考题中均未出现，但我们放眼全国，发现该部分问题却是考查的热点。因此与受力分析相关的静态平衡问题、动态平衡问题以及电磁场中的受力平衡问题仍然是我们高考备考的重点。试题突出以轻绳、杆、弹簧为模型,以连接体、叠加体为载体,尤其注意与生产生活相结合的问题情境。一般以选择题的形式考查。难度上一般不会太大，但需注重正确率和做题速度。 关注四个角度：①单物体、多物体的静态平衡；②静电力、安培力、洛伦兹力作用下的静态平衡问题；③与热学结合的静态平衡问题④单物体、多物体的动态平衡与极值问题； 解题常用方法：合成法、分解法、整体法与隔离法、图解法、解析法. 2023·广东卷2 2023·海南卷3 （2020·全国Ⅲ卷，T16）如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°，则β等于（　　） A．45° B．55° C．60° D．70° 一、“活结”“死结”“动杆”“定杆”模型　 “活结”模型 “死结”模型 “动杆”模型 “定杆”模型 图 例 特 点 “活结”两侧轻绳的张力大小相等 “死结”两侧轻绳的张力大小不一定相等 处于平衡状态时杆的弹力方向一定沿杆 杆的弹力方向不一定沿杆，可沿任意方向 二、轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧模型 轻绳 轻杆 弹性绳 轻弹簧 图示 受外力作用时形变的种类 拉伸形变 拉伸形变、压缩形变、弯曲形变 拉伸形变 拉伸形变、压缩形变 受外力作用时形变量大小 微小，可忽略 微小，可忽略 较大，不可忽略 较大，不可忽略 弹力方向 沿着绳，指向绳收缩的方向 可沿杆，也可与杆成任意角度 沿着绳，指向绳收缩的方向 沿着弹簧，指向弹簧恢复原长的方向 三、受力分析的方法与技巧 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 四、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 五、动态平衡问题及解题方法 1．三力作用下动态平衡问题的分析方法 (1)图解法：一个力恒定、另一个力的方向恒定时可用此法．例：挡板P由竖直位置向水平位置逆时针缓慢旋转时小球受力的变化．(如图所示) (2)解析法：利用合成法或正交分解法写出力的表达式，然后根据力的表达式分析该力的变化． (3)相似三角形法：一个力恒定、另外两个力的大小和方向同时变化，当作出的矢量三角形与空间的某个几何三角形总相似时用此法．(如图所示) (4)正弦定理法： ①特点：物体受三个共点力，这三个力其中一个力为恒力，另外两个力都变化，且变化两个力的夹角不变。 ②拉密定理： (5)辅助圆法：适用于物体受三个力处于动态平衡时,其中一个力大小、方向均确定,另外两个力大小、方向均不确定，但这两个力的方向夹角保持不变。 2．四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． (2)对于一般的四力平衡及多力平衡，可采用正交分解法． (3)当力的方向发生变化的平衡问题求力的极小值时，一般利用三角函数求极值． 六、平衡中的临界、极值问题