1、力与平衡 命题点备考重点备考说明动态、静态平衡1.平衡问题是选考的重点,特别是受力分析与平衡条件的应用在近几年选考中频繁考查。2.复习重点放在以下几个方面:(1)掌握各种性质力的特点和计算方法;(2)熟练掌握共点力作用下平衡条件的应用;(3)掌握几个常见思想及方法:整体法和隔离法;正交分解法;矢量三角形法。不要求掌握正弦定理、余弦定理、相似三角形对应边成比例求解共点力的平衡问题。整体法与隔离法临界、极值问题1.平衡条件的推论(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反。(2)三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余两个
2、力的合力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。(3)多力平衡:如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反。2.应用平衡条件解题的步骤(1)选取研究对象:根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象。(2)画受力示意图:对研究对象按受力分析的顺序进行受力分析,画出受力示意图。(3)建立坐标系:选取合适的方向建立直角坐标系。(4)列方程求解:根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论。考点1共点力的平衡例1 (2019浙江乐清期末)如图所示,一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b
3、悬挂一质量为m1的重物,另一端与一轻质绳相连于c点,ac=,c点悬挂质量为m2的重物,平衡时ac正好水平,此时质量为m1的重物的上表面正好与ac在同一水平线上且到b点的距离为l,到a点的距离为l,则两重物的质量之比为为()A.B.2C.D. 受力分析的四个注意点(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的力混淆。(2)每一个力都应找出其施力物体,不能无中生有。(3)合力和分力不能重复考虑。(4)对整体进行受力分析时,组成整体的几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成外力,要在受力分析图中画出。随堂练1 如图所示,质量均为1 kg 的小球a、
4、b在轻弹簧A、B及外力F的作用下处于平衡状态,其中A、B两个弹簧的劲度系数均为5 N/cm,B弹簧上端与天花板固定连接,轴线与竖直方向的夹角为60,A弹簧竖直,g取10 m/s2,则以下说法正确的是()A.A弹簧的伸长量为3 cmB.外力F=10 NC.B弹簧的伸长量为4 cmD.突然撤去外力F瞬间,b球加速度为0考点2物体的动态平衡问题例2 (2019浙江湖州质检)如图所示,a、b、c三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球A、B保持静止,细绳a是水平的,现对B球施加一个水平向右的力F,将B缓缓拉到图中虚线位置,A球保持不动,此过程中三根细绳张力Fa、Fb、Fc和F的变化情况是()A.F不变,Fc变
5、大B.F变大,Fc不变C.Fb不变,Fa变大D.Fa、Fb都变大 (1)图解法:如果物体受到三个力的作用,其中一个力的大小、方向均不变,并且还有另一个力的方向不变,此时可用图解法,画出不同状态下力的矢量图,判断各个力的变化情况。(2)解析法:如果物体受到多个力的作用,可进行正交分解,利用解析法,建立平衡方程,根据自变量的变化确定因变量的变化。随堂练2 如图甲,在挪威的两座山峰间夹着一块岩石,吸引了大量游客前往观赏。该景观可简化成如图乙所示的模型,右壁竖直,左壁稍微倾斜。设左壁与竖直方向的夹角为,由于长期的风化,将会减小。石头与山崖间的摩擦很小,可以忽略不计。若石头质量一定,减小,石头始终保持静
6、止,下列说法正确的是()A.山崖左壁对石头的作用力将增大B.山崖右壁对石头的作用力不变C.山崖对石头的作用力减小D.石头受到的合力将增大考点3电学中的平衡问题例3 (2020浙江1月选考)如图所示,在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与A球连接。A,B,C三小球的质量均为M,qA=q00,qB=-q0,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列。已知静电力常量为k,则()A.qC=q0B.弹簧伸长量为C.A球受到的库仑力大小为2MgD.相邻两小球间距为q0例4 如图所示,把一个多匝正方形线框悬挂在弹簧测力计下,线框底边处在磁场中,当开关闭合
7、时,线框中的电流如图所示,则()A.开关闭合后,只有线框下边框受到安培力B.开关闭合后,向右移动滑动变阻器,弹簧测力计读数变小C.开关闭合后,增加线框的匝数,调节滑片保证线圈电流不变,则弹簧测力计读数变大D.调换电源正负极,开关闭合后,弹簧测力计示数一定减小 (1)与纯力学问题的分析方法一样,学会把电磁学问题力学化,分析方法如下:(2)解题常见误区及提醒安培力方向的判断要先判断磁场方向、电流方向、再用左手定则判断,同时注意立体图转化为平面图。电场力或安培力的出现,可能会对压力或摩擦力产生影响。涉及电路问题时,要注意闭合电路欧姆定律的使用。随堂练3 (2019浙江杭二中期中)如图,光滑绝缘的水平
8、面上,放置一原长为L0的绝缘弹簧,两端分别固定带等量同种电荷的小球A和B(均当成点电荷),A、B间的静电斥力使弹簧伸长了L。如果将两球的电荷量均增为原来的两倍,那么弹簧伸长的长度()A.大于4LB.等于4LC.小于4LD.等于2L随堂练4 如图所示,在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.5 m、质量为2 kg的通电直导线,电流大小I=2 A、方向垂直于纸面向里,导线用平行于斜面的轻弹簧拴住不动,整个装置放在磁感应强度为5 T,竖直向上的磁场中,已知弹簧的劲度系数为400 N/m,整个过程未超出弹簧的弹性限度,则以下说法正确的是(g取10 m/s2)()A.通电直导线对斜面的压力为19 NB.弹簧的伸长量为4 mC.如果磁感应强度增大,则弹簧的弹力减小D.如果磁感应强度增大,则通电导线对斜面的压力减小
