高三二轮专题解读与训练01力与物体的平衡.docx

专题01　力与物体的平衡 [全国卷考情] 考点 考向 五年考情汇总 1.静态平衡问题 考向1.单个物体的平衡问题 2020.全国卷Ⅲ17 2019·全国卷Ⅱ 16 2019·全国卷Ⅲ 16 2017·全国卷Ⅲ 17 考向2.多个物体的平衡问题 2016·全国卷Ⅰ 19 2016·全国卷Ⅲ 17 考向3.电磁场中的平衡问题 2015·全国卷Ⅰ 24 2.动态平衡问题 考向1.解析法 2019·全国卷Ⅰ 19 考向2.图解法 2016·全国卷Ⅱ 14 考向3.(相似)三角形法 2017·全国卷Ⅰ 21 【要点提炼】 一、几种常见力的性质对比 种类 大小 方向 说明 静摩擦力 0F静≤Fmax 与相对运动趋势方向相反 没有计算公式，只能由牛顿运动定律或平衡条件求解 滑动摩擦力 F＝μFN 与相对运动方向相反 一般情况下FN ≠mg 电场力 F电＝qE 正(负)电荷受电场力的方向与电场强度方向相同(相反) 带电体处于电场中一定受到电场力作用 安培力 F＝BILsin θ 当B∥I时，F＝0 可由左手定则判断，安培力(洛伦兹力)的方向总是垂直于B与I(或B与v)决定的平面 电流或运动电荷处于磁场中不一定受到磁场力 洛伦兹力 F洛＝qvBsin θ 当B∥v时，F洛＝0 二、共点力平衡 1．共点力的平衡条件：F合＝0。 2．多个共点力平衡：任意方向上合力为零，建立直角坐标系后，两个坐标轴上的合力均为零，即Fx＝0，Fy＝0。 3．受力分析的一般步骤 4．受力分析的三点注意 (1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析。 (2)采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同。 (3)当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”。 5．求解共点力平衡问题的常用方法 （1）在三个力作用下物体的平衡问题中，常用合成法分析；在多个力作用下物体的平衡问题中，常用正交分解法分析。 （2）动态平衡问题的常用方法 (1)图解法　(2)解析法　(3)相似三角形法　(4)正弦(或余弦)定理法等。 三、平衡中的临界与极值问题 1.常见的临界状态 (1)两接触物体脱离的临界条件是两物体间的弹力恰好为0。 (2)绳子断的临界条件为绳中的张力达到最大值，绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中的张力为0。 (3)两物体间相对滑动的临界条件为静摩擦力达到最大静摩擦力。 2.平衡中的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值或最小值问题。一般用图解法或解析法分析。 命题点一： 力学中的平衡问题 考向一　静态平衡 【典例1】(2019·全国卷Ⅲ·16) 用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图1所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则(　　) A.F1＝eq \f(\r(3),3)mg，F2＝eq \f(\r(3),2)mg B.F1＝eq \f(\r(3),2)mg，F2＝eq \f(\r(3),3)mg C.F1＝eq \f(1,2)mg，F2＝eq \f(\r(3),2)mg D.F1＝eq \f(\r(3),2)mg，F2＝eq \f(1,2)mg （图1） 【答案】　D 【解析】　如图所示，卡车匀速行驶，圆筒受力平衡，由题意知，力F1′与F2′相互垂直。 由牛顿第三定律知F1＝F1′，F2＝F2′， 则F1＝mgsin 60°＝eq \f(\r(3),2)mg， F2＝mgsin 30°＝eq \f(1,2)mg，选项D正确。 考向二　动态平衡 二．动态平衡问题 通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体状态在变化过程中始终处于平衡状态，这种平衡称为动态平衡。“缓慢”“慢慢”等特征。 解决动态平衡问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”。 【典例2】(2019年全国卷Ⅰ19) (多选)如图2，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中(　　) A.水平拉力的大小可能保持不变 B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 （图2） 【答案】　BD 【解析】　选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动N的过