力与物体的平衡
力与物体的平衡
明考向·考情预览 考情分析 网络构建 研析考情 知识概览 考向定位本专题解决的是受力 分析和共点力平衡问题高考对本 专题内容的考查主要有:①重力、 弹力、摩擦力、电场力和磁场力作 正交分解、图解法 常用方法 整体法、隔离 用下的受力分析;②共点力作用下 平衡条件的应用.考查的主要物理力为 力的平衡 静止或匀速直线运动 思想和方法有:①整体法和隔离 力的合成与分解 法;②假设法;③合成法;④正交 重力 分解法;⑤矢量三角形法;回相似「力 相互作用 弹力 场力 接触力 摩擦力 三角形法;⑦等效思想;⑧分解思 想等 形变 产生加速度 应考策略深刻理解各种性质力 的方向特点,紧紧把握平衡这一特 殊状态,通过受力分析,运用平衡 条件,选用适当的方法解决问题
研 析 考 情 知 识 概 览 考向定位 本专题解决的是受力 分析和共点力平衡问题．高考对本 专题内容的考查主要有：①重力、 弹力、摩擦力、电场力和磁场力作 用下的受力分析；②共点力作用下 平衡条件的应用．考查的主要物理 思想和方法有：①整体法和隔离 法；②假设法；③合成法；④正交 分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似 三角形法；⑦等效思想；⑧分解思 想等． 应考策略 深刻理解各种性质力 的方向特点，紧紧把握平衡这一特 殊状态，通过受力分析，运用平衡 条件，选用适当的方法解决问题
析考点·核心突破 c高频考点 个个击破 考点]单个物体的平衡问题 1.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态 2.平衡条件:F金=0或 F,=0 3.共点力平衡条件的推论 (1)若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意 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
单个物体的平衡问题 1.平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态． 2．平衡条件：F 合＝0 或 Fx＝0. Fy＝0. 3．共点力平衡条件的推论 (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．
4.求解共点力平衡问题的一般思路 物体静止或做物体处于对物体受列出平衡 匀速直线运动平衡状态力分析方程求解
4．求解共点力平衡问题的一般思路
例如图1-1-1所示,质量m=8kg的物体放在 倾角0=539的固定斜面上,计算中取g=10m/32 图1-1-1
如图 1－1－1 所示，质量 m＝8 kg 的物体放在 倾角 θ＝53°的固定斜面上，计算中取 g＝10 m/s2 . 图 1－1－1
(1)若物体与斜面间的动摩擦因数=0.5,对物体施加 水平向右力F,恰好能使物体沿斜面匀速上升.求F的大 小.(sin53°=08,c0s53°=06) (2)若改变斜面的倾角θ,而不改变动摩擦因数μ,当 取某些值时,无论用多大的水平推力F都无法使物体沿斜面 匀速上滑.求满足这种情况的θ的取值范围
(1)若物体与斜面间的动摩擦因数 μ＝0.5，对物体施加一 水平向右力 F，恰好能使物体沿斜面匀速上升．求 F 的 大 小．(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6) (2)若改变斜面的倾角 θ，而不改变动摩擦因数 μ，当 θ 取某些值时，无论用多大的水平推力 F 都无法使物体沿斜面 匀速上滑．求满足这种情况的 θ 的取值范围．
【解析】(1物体的受力情况如图所示,由平衡条件得: Fcos0=f+ gsin0① Fsin e+ mgcos0=F② 且有:f=HFN F 由①②③式得: R川cos0+sin cos 8-usin o mg 代入数据得:F=440N
【解析】 (1)物体的受力情况如图所示，由平衡条件得： Fcos θ＝f＋mgsin θ ① Fsin θ＋mgcos θ＝FN ② 且有：f＝μFN ③ 由①②③式得： F＝ μcos θ＋sin θ cos θ－μsin θ mg ④ 代入数据得：F＝440 N
(2)无论F多大均不能使物体沿斜面上滑,即F无解,则 应满足:cos0-sin0≤0 即tan0≥ 得:0≥ arctan2 【答案】(1)4420N(2)0≥ arctan2
(2)无 论 F 多大均不能使物体沿斜面上滑，即 F 无解，则 应满足：cos θ－μsin θ≤0 即 tan θ≥ 1 μ 得：θ≥arctan 2. 【答案】 (1)440 N (2)θ≥arctan 2
技法点拨 处理共点力平衡问题的常用方法 (1)分解法:物体受到几个力的作用,将某一个力按力的 效果进行分解,则其分力和其他力在所分解的方向上满足平 衡条件 (2)合成法:物体受几个力的作用,通过合成的方法将它 们简化成两个力,则这两个力满足二力平衡条件 (3)正交分解法:将处于平衡状态的物体所受的力,分解 为相互正交的两组力,则每一组力都满足二力平衡条件
处理共点力平衡问题的常用方法 (1)分解法：物体受到几个力的作用，将某一个力按力的 效果进行分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平 衡条件． (2)合成法：物体受几个力的作用，通过合成的方法将它 们简化成两个力，则这两个力满足二力平衡条件． (3)正交分解法：将处于平衡状态的物体所受的力，分解 为相互正交的两组力，则每一组力都满足二力平衡条件．
4题组对点练P 1.2013年6月17日,中国“蛟龙”号首个试验性应用 航次首次下潜任务顺利完成.设质量为M的“蛟龙”号在匀 速下降,若“蛟龙”号所受浮力F始终保持不变,“蛟龙” 号在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g, 现欲使“蛟龙”号以同样速率匀速上升,则需减少的质量为 2F A.2(M B。M C. 2M D.0
1．2013 年 6 月 17 日，中国“蛟龙”号首个试验性应用 航次首次下潜任务顺利完成．设质量为 M 的“蛟龙”号在匀 速下降，若“蛟龙”号所受浮力 F 始终保持不变，“蛟龙” 号在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为 g， 现欲使“蛟龙”号以同样速率匀速上升，则需减少的质量为 ( ) A．2(M－ F g ) B．M－ 2F g C．2M－ F g D．0