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高三物理 专题复习专题一力与物体的平衡
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一题多变 M 与 m 间相互作用力的大小为多少?
解析 M 与 m 间的相互作用力即为上图中的 F2,F2=simngα. 答案 mg
sin α 以题说法 1.在分析两个以上物体间的相互作用时,一般
采用整体和隔离相结合的方法进行分析.
2.当一个物体受三个共点力作用平衡时,这三个力可以构
成一个矢量三角形,通过解三角形求某个力,如本例中分
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2.摩擦力 (1)产生条件:①相互接触且挤压;②接触面粗糙;③有 相对运动 或 相对运动趋势 . (2)大小:滑动摩擦力 Ff=μFN,与接触面的面积无关;静 摩擦力根据牛顿运动定律或平衡条件来求. (3)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.
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2.常用的方法 (1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设 法. (2)求解平衡问题常用:二力平衡法、解 三角形 法、正交分 解法、相似三角形法、 图解 法等.
3.电场最基本的特征是对放入的电荷有 力的作用 ,与带电粒 子所处的 运动状况 无关.
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4.带电粒子在电场和重力场中的平衡问题仍然满足 平衡 条 件,且电场一般为匀强电场.
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3.电场力 (1)静电力的方向:正电荷受静电力方向与场强方向一致 , 负电荷受静电力方向与场强方向 相反 . (2)静电力的大小:F=qE.若为匀强电场,静电力则为 恒 力;若为非匀强电场,静电力将与电荷在电场中所处的位置 有关.
4.安培力 (1)方向:用左手定则判定.F 一定垂直于 I、B,I、B 可以 互相垂直,也可以互相不垂直,I、B 任一量反向,F 也 反向. (2)大小:F=BIL. ①此式只适用于 B 和 I 互相垂直的情况,且 L 是导线的 有效 长度. ②当导线电流 I 与磁场 B精平品行课件时,F 最小=0.
力对电荷永不做功 .
(2)洛伦兹力的大小:F 洛=qvBsin θ,θ 为 v 与 B 的夹角.
当 θ=90°时,F 洛=qvB,此时,电荷受到的洛伦兹力最大;
当 θ=0°或 180°时,F 洛=0,即电荷在磁场中平行于磁场
方向运动时,电荷不受洛伦兹力作用;
当 v=0 时,F 洛=0,说明磁场只对 运动的电荷产生力的
思考 摩擦力与弹力间具有什么关系? 答案 ①都是接触力,都要求两物体相互接触并挤压. ②接触面间有摩擦力存在时,一定会有弹力存在,反之 不一定. ③接触面间的动摩擦因数 μ 一定时,静摩擦力的大小与 弹力没有关系,但滑动摩擦力和最大静摩擦力一定跟弹 力成正比. ④同一接触面间的弹力与摩擦力方向相互垂直.
作用.
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6.力的合成与分解 由于力是矢量,因此可以应用平行四边形定则进行合成与 分解,常用 正交分解 法和 力的合成 法来分析平衡问题.
7.共点力的平衡 (1)状态:静止或匀速直线运动 (2)条件:F 合=0
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规律方法
1.处理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.
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.
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必备知识方法
知识回扣
1.弹力 (1)产生条件:①两物体 直接接触 ;②发生弹性形变. (2)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. (3)方向 ①压力和支持力:垂直于接触面指向被压 或被支持的物体. ②绳的拉力:沿着绳子并指向绳收缩的方向. ③杆的弹力:可能沿杆也可能不沿杆,需要根据受力情况 或物体的运动状态 而定.
向的夹角为 α,若不计一切摩擦,下列说法
正确的是
(
)
A.水平面对正方体 M 的弹力大小大于(M+m)g 图1
B.水平面对正方体 M 的弹力大小为(M+m)g·cos α C.墙面对正方体 M 的弹力大小为 mgcot α D.墙面对正方体 M 的弹力大小为 mgtan α
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审题突破 由于所分析的力都是水平面和墙面对 M 的作用 力,而 m 与 M 间也有相互作用,因此应采用整体和隔离相 结合的方法分析受力.另外应注意点与面接触的弹力方向垂 直于面. 解析 取 M 和 m 整体为研究对象,竖直方向 受力为:两个物体的重力(M+m)g,地面对正 方体 M 的弹力 FN,FN=(M+m)g,A、B 错; 隔离 m 受力分析如图,分析平移力后得到的矢量三角形可 知:F1=mgcot α,对整体分析知墙对 M 的弹力大小也为 F1.C 正确,D 错. 答案 C
析 m 的受力时.
3.当直接分析 M 的受力不方便时,可转移研究对象,先分
5.如果带电粒子在重力场、电场和磁场内做直线运动,则一 定是匀速直线运动 ,因为 F 洛⊥v.
6.带电粒子在混合场内运动的动力学问题,一般要首先结合 粒子的运动状态进行 受力分析 ,采用矢量三角形法或正交 分解法结合平衡条件或牛顿运动定律列式求解.
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热点题型例析
题型 1 对物体受力分析
例 1 如图 1 所示,质量为 m 的正方体和质 量为 M 的正方体放在两竖直墙和水平面间, 处于静止状态.m 与 M 的接触面与竖直方
5.洛伦兹力
(1)洛伦兹力的方向
①洛伦兹力方向既与电荷的运动方向垂直,又与磁场方向
垂直,所以洛向所确定的 平面 .
②洛伦兹力方向总垂直于电荷运动方向,当电荷运动方向
发生变化时,洛伦兹力的方向也 随之变化.
③由于洛伦兹力方向总与电荷运动方向垂直,所以洛伦兹
专题一 力与物体的平衡
专题定位 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 力作用下的受力分析;②重力、弹力、摩擦力、电场力和 磁场力作用下的受力分析;③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.