专题二 各种性质的力和物体的平衡
2专题二 各种性质的力和物体的平衡
专题二各种性质的力和物体的平衡〘考纲要求〙〘重点知识梳理〙一．各种性质的力：1．重力：重力与万有引力、重力的方向、重力的大小G = mg (g随高度、纬度、地质结构而变化)、重心（悬吊法，支持法）；2．弹力：产生条件（假设法、反推法）、方向（切向力，杆、绳、弹簧等弹力方向）、大小F = Kx (x为伸长量或压缩量,K为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关) ；3．摩擦力：产生条件（假设法、反推法）、方向（法向力，总是与相对运动或相对运动趋势方向相反）、大小（滑动摩擦力：f= N ；静摩擦力：由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解）；4．万有引力：F=G m mr122（注意适用条件）；5．库仑力：F=K q qr122(注意适用条件) ；6．电场力：F=qE (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反)；7．安培力：磁场对电流的作用力。
公式：F= BIL （B⊥I）方向一左手定则；8．洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。
公式：f=BqV (B⊥V) 方向一左手定则；9．核力：短程强引力。
二．平衡状态：1．平衡思想：力学中的平衡、电磁学中的平衡（电桥平衡、静电平衡、电磁流量计、磁流体发电机等）、热平衡问题等；静态平衡、动态平衡；2．力的平衡：共点力作用下平衡状态：静止（V=0，a=0）或匀速直线运动（V≠0，a=0）；物体的平衡条件，所受合外力为零。
∑F=0 或∑F x=0 ∑F y=0；推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。
[2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向三、力学中物体平衡的分析方法：1．力的合成与分解法（正交分解法）；2．图解法；3．相似三角形法；4．整体与隔离法；〘分类典型例题〙一．重力场中的物体平衡：题型一：常规力平衡问题解决这类问题需要注意：此类题型常用分解法也可以用合成法，关键是找清力及每个力的方向和大小表示！多为双方向各自平衡，建立各方向上的平衡方程后再联立求解。
第二章 力与物体的平衡
第二章力与物体的平衡前言：力学中的三类常见的力：重力、弹力、摩擦力，特别是静摩擦力，这是高考中常考的内容。
由于静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，在分析中非常容易失误，同学们一定要下功夫把静摩擦力弄清楚。
共点力作用下物体的平衡，是高中物理中重要的问题，几乎是年年必考。
单纯考查本章内容多以选择、填空为主，难度适中，与其它章节结合的则以综合题出现，也是今后高考的方向。
第一节重力、弹力、摩擦力【学习目标】1、知道重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力及重心的概念。
2、理解弹力的产生条件和方向的判断，及弹簧的弹力的大小计算。
3、理解摩擦力的产生条件和方向的判断，及摩擦的大小计算。
【学员自主预习】一、力的概念1．力是。
2．力的物质性是指。
3．力的相互性是，施力物体必然是受力物体，力总是成对的。
4．力的矢量性是指，形象描述力用。
5．力的作用效果是或。
6．力可以按其和分类。
举例说明：二、重力1．概念:2．产生条件:3．大小: G = mg (g为重力加速度，它的数值在地球上的最大，最小；在同一地理位置，离地面越高，g值。
一般情况下，在地球表面附近我们认为重力是恒力。
4．方向: 。
5．作用点—重心：质量均匀分布、有规则形状的物体重心在物体的，物体的重心物体上（填一定或不一定）。
质量分布不均或形状不规则的薄板形物体的重心可采用粗略确定。
三、弹力1．概念:2．产生条件（1）；（2）。
3．大小：（1）与形变有关，一般用平衡条件或动力学规律求出。
（2）弹簧弹力大小胡克定律： f = kx式中的k被称为，它的单位是，它由决定；式中的x 是弹簧的。
4．方向：与形变方向相反。
（1）轻绳只能产生拉力，方向沿绳子且指向的方向；（2）坚硬物体的面与面，点与面接触时，弹力方向接触面（若是曲面则是指其切面），且指向被压或被支持的物体。
（3）球面与球面之间的弹力沿，且指向。
四、摩擦力1．产生条件：（1）两物体接触面；②两物体间存在；（2）接触物体间有相对运动（摩擦力）或相对运动趋势（摩擦力）。
专题二 第1讲 重力 弹力 摩擦力
思路点拨：判断摩擦力的大小、方向和有无的方法是：首
先将物体进行隔离，然后判断是否有相对滑动或有相对滑动的 趋势，从而得到所求的摩擦力大小，必要时也可用假设法求解． 解析：将 A 进行隔离分析可知，A 物体相对 C 物体没有相
对滑动趋势，故 A、C 间的摩擦力为零．隔离 B 进行受力分析，
可得B、C 间的摩擦力大小为F，将三个物体看做整体进行受力
专题二
相互作用与物体平衡
考点内容 1.滑动摩擦力、动摩 擦因数、静摩擦力 2.形变、弹性、胡克 定律
要求
热点考向 1.力学部分三种不同性质力：重
Ⅰ
力、弹力和摩擦力，一直是高考 常考内容．受力分析是解决力学
问题的关键，是高考必考的内容. 2．本专题的高考热点主要有两 个：一是与摩擦力的大小和方向
Ⅰ
3.矢量和标量
吸引 1．定义：由于地球的____________ 而使物体受到的力．
mg 2．大小：G＝____________.
水平面 ． 竖直向下 3．方向：_______________ ，即垂直于___________
4．重心：重力的作用点． 形状 以及____________ 质量分布 有关． (1)物体的重心与它的________ (2)质量分布均匀且有规则几何外形的物体，其重心在物体 几何中心 ． 的____________
的关系
4．本专题备考策略：受力分析是物理学的 基础，复习时要强化对受力分析的训练；
摩擦力是高考的热点和难点，要清楚其产
7.实验三：验证 力的平行四边形
定则ห้องสมุดไป่ตู้
生的条件、方向的判断；力的合成与分解
是解决动力学问题的基础，应熟练掌握力 的平行四边形定则和正交分解法.
专题2.2 受力分析 共点力作用下物体的平衡【练】解析版(1)
专题2.2 受力分析共点力作用下物体的平衡【练】目录一．练经典题型 (1)二、练创新情景 (6)三．练规范解答 (14)一．练经典题型1．如图所示，物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上，关于A受力的个数，下列说法中正确的是()A．A一定受两个力作用B．A一定受四个力作用C．A可能受三个力作用D．A受两个力或者四个力作用【答案】：D【解析】：若拉力F大小等于物体的重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到两个力作用；若拉力F小于物体的重力，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到四个力作用．2．(2021·河北定州模拟)如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO′段水平，长度为L，绳子上套一可沿绳滑动的轻环．现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L，则钩码的质量为()A.22M B.32MC.2MD.3M 【答案】：D【解析】：重新平衡后，绳子形状如图所示由几何关系知：环两边绳子的夹角为60°，绳子与竖直方向夹角为30°，则根据平行四边形定则，环两边绳子拉力的合力为3Mg，根据平衡条件，则钩码的质量为3M，故选项D正确．3．(多选)如图所示，固定斜面上有一光滑小球，与一竖直轻弹簧P和一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数可能的是()A．1B．2C．3D．4【答案】BCD【解析】设小球质量为m，若F P＝mg，则小球只受拉力F P和重力mg两个力作用；若F P<mg，则小球受拉力F P、重力mg、支持力F N和弹簧Q的弹力F Q四个力作用；若F P＝0，则小球要保持静止，应受F N、F Q 和mg三个力作用，故小球受力个数不可能为1。
A错误，B、C、D正确。
4．(2020·天津南开中学月考)如图所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面水平，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F≠0。
专题二 各种性质的力和物体的平衡
专题二各种性质的力和物体的平衡【考纲要求】7．安培力：磁场对电流的作用力。
公式：F= BIL （B⊥I）方向一左手定则；1．平衡思想：力学中的平衡、电磁学中的平衡（电桥平衡、静电平衡、电磁流量计、磁流体发电机等）、热平衡问题等；静态平衡、动态平衡；2．力的平衡：共点力作用下平衡状态：静止（V=0，a=0）或匀速直线运动（V≠0，a=0）；物体的平衡条件，所受合外力为零。
∑F=0 或∑F x=0∑F y=0；推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。
[2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向三、力学中物体平衡的分析方法：1．力的合成与分解法（正交分解法）； 2．图解法； 3．相似三角形法； 4．整体与隔离法；题型六：重力场与磁场中的平衡问题解决这类问题需要注意：此类题型需注意安培力的方向及大小问题，能画出正确的受力分析平面图尤为重要。
［例6］ 在倾角为θ的光滑斜面上，放置一通有电流I 、长L 、质量为m 的导体棒，如图所示，试求:(1)使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B 最小值和方向.(2)使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场磁感应强度B 的最小值和方向.［解析］(1)ILmgsin，垂直斜面向下 (2)ILmg，水平向左 ［变式训练9］质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是().答案:AB［变式训练10］如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴.Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示.P 所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则（）A.t1时刻N＞GB.t2时刻N＞GC.t3时刻N＜G D.t4时刻N=G［变式训练11］如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的EF和GH两部分导轨间的距离为2L，I J和MN两部分导轨间的距离为L，导轨竖直放置，整个装置处于水平向里的匀强磁场中，金属杆ab和cd的质量均为m，都可在导轨上无摩擦地滑动，且与导轨接触良好，现对金属杆ab施加一个竖直向上的作用力F，使其匀速向上运动，此时cd处于静止状态，则F的大小为（）A．2mg B．3mg C．4mg D．mg5．如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，共N匝.线罔的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸而.当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡.当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知( )(A)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为(m1-m2)g/NIl(B)磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NIl(C)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为(m1-m2)g/NIl(D)磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NIl。
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第二讲力与物体的平衡第一节几种常见的力含解析
第二讲 力与物体的平衡第一节 几种常见的力力是物体与物体之间的相互作用，日常生活中的物体间往往存在着力的作用。
常见的力有重力、弹力和摩擦力。
一、重力重力即地球表面的物体由于地球的吸引而受到的力，地球表面任何物体部受到重力的作用，重力的方向是竖直向下或者表达为垂直于水平面向下，重力的大小与物体质量成正比，可用公式表示为G mg =，其中g 为比例系数。
通常情况下g 取9.8N/kg ，粗略计算中可以取10N/kg g =。
但值得注意的是，地球上不同位置的g 的值不尽相同，g 的值随着纬度的升高而变大，赤道处的g 最小，约为9.780N/kg ，两极处的g 最大，约为9.832N/kg ，因此，同一物体在极地和在赤道所受重力大小是不同的。
物体各个部分都受到重力作用，各部分重力的作用点分散在物体各个部位，物体所受到的总重力可以等效地认为作用在某一点，该点即为物体的重心。
对于质量分布均匀、形状规则的物体，重心的位置在它们的几何中心。
如图4.1所示的C 点即为常见均匀几何体的重心。
对于形状不规则、质量分布不均匀的薄板型物体，可以用悬挂法来确定重心的位置。
下面介绍计算物体重心位置的方法：1．两个物体的重心如图4.2所示，设两物体的质量分别为1m ，2m ，它们重心之间的距离为L ，这两个物体所受的总重力()12m m g +的等效作用点即为两物体组成的系统的重心。
若以不计质量的轻细杆将1m ，2m 连接，再支起轻杆使其水平平衡，则支点即为物体的等效重心。
设1m ，2m 的重心到系统重心C 的距离分别为1x ，2x ，则12x x L +=，由杠杆平衡条件可得1122m gx m gx =，解得2112m x L m m =+，1212m x L m m =+。
可见，两物体重心的位置必在两物件各自重心的连线上，且两物体的重心距离系统重心的距离与物体质量成反比，即系统重心离质量较大的物体较近。
2．几个物体的重心现在我们讨论由处于同一平面内的几个物体纽成的系统的重心。
专题02三大力场中的动态平衡问题(解析版)
2023年高三物理二轮高频考点冲刺突破专题02 三大力场中的动态平衡问题【典例专练】一、高考真题1．（2022年河北卷）如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以底边MN为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（）A．圆柱体对木板的压力逐渐增大B．圆柱体对木板的压力先增大后减小C．两根细绳上的拉力均先增大后减小D．两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变【答案】B【详解】设两绳子对圆柱体的拉力的合力为T ，木板对圆柱体的支持力为N ，绳子与木板夹角为α，从右向左看如图所示在矢量三角形中，根据正弦定理sin sin sin mg N T αβγ==在木板以直线MN 为轴向后方缓慢转动直至水平过程中，α不变，γ从90︒逐渐减小到0，又180γβα++=︒且90α<︒可知90180γβ︒<+<︒则0180β<<︒可知β从锐角逐渐增大到钝角，根据sin sin sin mg N T αβγ==由于sin γ不断减小，可知T 不断减小，sin β先增大后减小，可知N 先增大后减小，结合牛顿第三定律可知，圆柱体对木板的压力先增大后减小，设两绳子之间的夹角为2θ，绳子拉力为'T ，则'2cos T T θ=可得'2cos TT θ=，θ不变，T 逐渐减小，可知绳子拉力不断减小，故B 正确，ACD 错误。
故选B 。
2．（2021年湖南卷）质量为M 的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A 为半圆的最低点，B 为半圆水平直径的端点。
凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m 的小滑块。
用推力F 推动小滑块由A 点向B 点缓慢移动，力F 的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）A ．推力F 先增大后减小B ．凹槽对滑块的支持力先减小后增大C ．墙面对凹槽的压力先增大后减小D ．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 【答案】C【详解】AB ．对滑块受力分析，由平衡条件有sin F mg θ=；cos N mg θ=滑块从A 缓慢移动B 点时，θ越来越大，则推力F 越来越大，支持力N 越来越小，所以AB 错误；C ．对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为()1cos sin cos sin 22N F F mg mg θθθθ===则θ越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C 正确；D ．水平地面对凹槽的支持力为()()2sin sin N M m g F M m g mg θθ=+-=+-地则θ越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D 错误；故选C 。
专题02 三种不同性质的力——弹力、重力和摩擦力(解析版)
专题2：三种不同性质的力——弹力、重力和摩擦力【考点概览】弹力、重力和摩擦力是物理学中三种最基本的力，是初中物理学习最基础的力学知识，只有透彻理解这三种常见力，才能对物体的运动形式作出正确的分析和判断，为以后学习其他力学知识的学习打下良好的基础。
【知识点精析】1、弹力、重力和摩擦力的比较：2、重心——重力的作用点：（1）重心的确定:①形状规则、质量分布均匀物体重心就在物体的几何中心上；②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关：形状不规则薄板形物体的重心，可用悬挂法确定。
③物体的重心可在物体上，也可在物体外；（2）重心与稳定的关系：重心越低或者支面越大，稳定程度越高。
3、弹力的应用——弹簧测力计（1）原理：在弹性范围内，弹簧的形变量与受到拉力的大小成正比。
（2）使用方法：①测量前认清弹簧测力计的量程和分度值；②测量前检查、调整使弹簧测力计的指针指在零刻度线上；③测量时，被测力的方向应与弹簧测力计方向保持一致，避免弹簧跟测力计外壳摩擦造成较大的测量误差；④读数时，眼睛与指针相平，不能仰视或俯视。
注意：①弹簧的形变量与受到拉力的大小成正比，是形变量，而不是弹簧长度。
②其他弹力，可以通过运动情况，根据平衡条件来计算。
4、静摩擦力的理解：两个相对静止的物体之间有相对运动趋势（将要运动）时产生的摩擦力是静摩擦力，它是一种被动力，其作用是与使物体产生运动趋势的力（即外力）相平衡，所以取值范围内是根据物体的“需要”取值，与正压力、接触面的粗糙程度无关。
因此说静摩擦力会随外力的变化而变化，直到达到最大静摩擦力。
例如：用水平向左的1N的力推静止在物体A，物体未动，此时物体受到的摩擦力为1N；增大推力到5N，物体仍未动，此时物体受到的摩擦力为5N；推力增大到10N，物体A刚好运动，此时受到的摩擦力是最大静摩擦力，为10N。
5、判断摩擦力是否存在和大小、变化（1）根据摩擦力产生的条件来判断摩擦力是否存在：接触并挤压、有相对运动或者有相对运动的趋势、接触面粗糙，三者缺一不可（只要题目中已知接触面光滑，就认为没有摩擦力）。
专题二：静力学4(多物体的平衡问题和动态平衡)
β
典型例题 各个击破 合外力为零
α
知识梳理 滴水不漏
四、动态平衡问题
关键词：缓慢、变化→动态→始终是平衡状态
β
典型例题 各个击破
α
知识梳理 滴水不漏
四、动态平衡问题
关键词：缓慢、变化→动态→始终是平衡状态
β
典型例题 各个击破态平衡问题
关键词：缓慢、变化→动态→始终是平衡状态
β
典型例题 各个击破
β
典型例题 各个击破
有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖 直向下，表面光滑。AO上套有小环P，OB上套有小环 Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸 长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图所示）。现将 P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移 动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的 支持力 N 和摩擦力 f 的变化情况是( )
mg ，方向向下。
α
知识梳理 滴水不漏
三、连接体问题（多物体）
以一部分物体作为研究对象来研究，则为隔离法；
以整体作为研究对象来研究，则为整体法。 内力：系统内部物体之间的作用力； 外力：系统外的物体对系统的作用力。 运用整体法时，只分析外力。
β
典型例题 各个击破
β
典型例题 各个击破
β
典型例题 各个击破
A．N不变，f变大 B．N不变，f变小
C．N变大，f变大 D．N变大，f变小 答案：B
γ
归纳总结 高效掌握
连接体问题（多物体问题）
整体法和隔离法：深刻理解、灵活选用！ 动态平衡问题
首先是平衡问题→三种常用方法：解析法、图解法、
相似三角形法
2-1 力和三种性质力
专题二 静力学
高考复习——《力 物体的平衡》典型例题复习
一、力物体的平衡1、力：力是物体对物体的作用。
⑴力是一种作用，可以通过直接接触实现（如弹力、摩擦力），也可以通过场来实现（重力、电场力、磁场力）⑵力的性质：物质性（力不能脱离物体而独立存在）；相互性（成对出现，遵循牛顿第三定律）；矢量性（有大小和方向，遵从矢量运算法则）；效果性（形变、改变物体运动状态，即产生加速度）⑶力的要素：力的大小、方向和作用点称为力的三要素，它们共同影响力的作用效果。
力的描述：描述一个力，应描述力的三要素，除直接说明外，可以用力的图示和力的示意图的方法。
⑷力的分类：按作用方式，可分为场力（重力、电场力）、接触力（弹力、摩擦力）；接效果分，有动力、阻力、牵引力、向心力、恢复力等；接性质分，有重力、弹力、摩擦力、分子力等；按研究系统分，内力、外力。
2、重力：由于地球吸引，而使物体受到的力。
（1）重力的产生：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
（2）重力的大小：G=mg ，可以用弹簧秤测量，重力的大小与物体的速度、加速度无关。
（3）重力的方向：竖直向下。
（4）重心：重力的作用点。
重心的测定方法：悬挂法。
重心的位置与物体形状的关系：质量分布均匀的物体，重心位置只与物体形状有关，其几何中心就是重心；质量分布不均匀的物体，其重心的位置除了跟形状有关外，还跟物体的质量分布有关。
3、弹力（1）弹力的产生：发生弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
（2）产生的条件：两物体要相互接触；发生弹性形变。
（3）弹力的方向：①压力、支持力的方向总是垂直于接触面。
②绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
③杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。
如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。
例题：如图所示，光滑但质量分布不均的小球的球心在O ，重心在P ，静止在竖直墙和桌边之间。
试画出小球所受弹力。
解析：由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A 点，弹力F 1应该垂直于球面所以沿半径方向指向球心O ；在B 点弹力F 2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O 。
各种性质的力和物体的平衡(教案)
各种性质的力和物体的平衡(教案)第一章：引言教学目标：1. 让学生了解本节课的主题：各种性质的力和物体的平衡。
2. 激发学生的学习兴趣，培养他们探索力的作用的积极性。
教学内容：1. 介绍力的概念及其作用。
2. 讲解物体平衡的概念。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解力的概念和物体平衡的原理。
2. 利用多媒体展示实例，帮助学生直观地理解各种性质的力和物体平衡的现象。
教学步骤：1. 引入力的概念，讲解力的作用。
2. 讲解物体平衡的概念，介绍平衡状态的特点。
3. 通过实例分析，让学生了解各种性质的力在物体平衡中的作用。
教学评价：1. 检查学生对力的概念和物体平衡的理解程度。
2. 观察学生在实例分析中的表现，评估他们对各种性质的力和物体平衡的掌握情况。
第二章：重力教学目标：1. 让学生了解重力的概念及其作用。
2. 培养学生运用重力解释生活中现象的能力。
教学内容：1. 讲解重力的概念及其产生的原因。
2. 介绍重力的方向和大小。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解重力的概念及其作用。
2. 利用实验和实例，让学生体验重力的存在和影响。
教学步骤：1. 讲解重力的概念及其产生的原因。
2. 介绍重力的方向和大小。
3. 进行实验和实例分析，让学生体验重力的存在和影响。
教学评价：1. 检查学生对重力概念的理解程度。
2. 观察学生在实验和实例分析中的表现，评估他们对重力的认识和运用能力。
第三章：摩擦力教学目标：1. 让学生了解摩擦力的概念及其作用。
2. 培养学生运用摩擦力解释生活中现象的能力。
教学内容：1. 讲解摩擦力的概念及其产生的原因。
2. 介绍摩擦力的方向和大小。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解摩擦力的概念及其作用。
2. 利用实验和实例，让学生体验摩擦力的存在和影响。
教学步骤：1. 讲解摩擦力的概念及其产生的原因。
2. 介绍摩擦力的方向和大小。
3. 进行实验和实例分析，让学生体验摩擦力的存在和影响。
教学评价：1. 检查学生对摩擦力概念的理解程度。
二力平衡实验原理
二力平衡实验原理引言二力平衡实验是物理学中探究力的平衡性质的一种实验方法。
它通过对物体上的两个力的大小和方向的调整，以使物体处于平衡状态，从而求解未知力的大小和方向。
本文将详细介绍二力平衡实验的原理、步骤和相关应用。
原理在物理学中，力是对物体施加的作用，它有大小和方向之分。
当物体处于力的作用下时，可能出现以下三种情况：1.物体处于静止状态，即力的合力为零。
2.物体处于匀速直线运动状态，即力的合力等于物体的惯性力。
3.物体处于加速直线运动状态，即力的合力不等于零，产生加速度。
对于情况1，我们可以利用二力平衡实验来确定未知力的性质。
二力平衡实验的原理基于牛顿第一定律，即一个物体在受力作用下保持静止或匀速直线运动的状态。
实验步骤进行二力平衡实验时，需要按照以下步骤进行操作：步骤1：准备实验装置1.将一根细而坚固的杆放置在水平桌面上，使其能够自由旋转。
2.在杆的一端固定一个小型光滑轮，并在轮上系一根细绳。
3.在绳的另一端悬挂一个重物。
步骤2：保持平衡4.将杆调整到水平状态，并确保其可以自由旋转。
5.调整重物的位置，使得杆保持平衡状态。
6.记录悬挂物重力产生的力大小。
步骤3：引入未知力7.在已知重力的基础上，引入一个未知的力。
8.问题1：改变未知力的大小，观察杆的倾斜情况，并记录倾斜角度。
9.问题2：保持未知力的大小不变，改变其方向，观察杆的倾斜情况，并记录倾斜角度。
步骤4：分析实验结果10.根据问题1和问题2的记录，分别绘制出力大小与倾斜角度的关系图。
11.根据实验数据，通过图像分析法确定未知力的大小和方向。
应用二力平衡实验广泛应用于工程中的力学分析和测量中。
以下是一些常见的应用场景：应用1：悬挂物体的重力测量通过二力平衡实验可以测量物体的重力，这对于一些需要精确测量物体重量的场合非常有用，如工业生产中的质量控制和物理实验室中的实验研究。
应用2：测量杆上外力的大小和方向在工程设计中，经常需要测量杆上受到的外力的大小和方向，以保证结构的平衡和安全。
2023届高考物理二轮专题卷：力与物体的平衡
一、选择题（第1～10题为单选题，第10～15题为多选题）1．如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。
铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。
已知檩条间距离为d ，以下说法正确的是（）A ．瓦片总共受到4个力的作用B ．减小檩条间的距离d 时，瓦片与檩条间的弹力增大C ．减小檩条间的距离d 时，瓦片可能会下滑D ．增大檩条间的距离d 时，瓦片与檩条间的摩擦力增大【答案】C【解析】瓦片受重力、两侧的支持力和摩擦力，共5个力，故A 错误；根据题图可知，两檩条对瓦片的弹力与垂直于檩条方向的夹角为 ，有2cos cos N mg ，减小檩条间的距离d 时，夹角 变小，则瓦片与檩条间的弹力变小，最大静摩擦力变小，则瓦片可能会下滑，故B 错误，C 正确；增大檩条间的距离d 时，瓦片仍然静止，瓦片与檩条间的摩擦力不变，故D 错误。
2．2020年的春节刚刚来临，国内多地发生新型冠状病毒肺炎疫情，许多医务工作者自愿放弃休假为抗击疫情奋战。
在药物使用中就应用到很多物理知识。
甲、乙图分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样，针尖的顶角很小，医生沿着注射器施加一个较小的力F ，针尖会对瓶塞产生很大的推力。
现只分析如图的针尖倾斜侧面与直侧面对瓶塞产生的两个推力，则（）A ．针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的B ．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力小C ．若F 一定，使用顶角越小的针尖，则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大D ．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力F N ＝F cos θ【答案】C【解析】根据平行四边形定则可知针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力不等，故A 错误；设顶角为 ，则针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力1sin F F ，直侧面的推力2tan F F，当 大于45°，针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力大，故B 、D 错误；由上述两式可知，若F 一定，使用顶角越小的针尖，则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大，故C 正确。
各种性质的力和物体的平衡(教案)
各种性质的力和物体的平衡(教案)第一章：引言教学目标：1. 让学生了解力和物体平衡的基本概念。
2. 引导学生通过观察和实验，感知力和物体平衡的存在。
教学内容：1. 介绍力的概念，包括力的定义、单位、方向等。
2. 介绍物体平衡的概念，包括静态平衡和动态平衡。
教学活动：1. 引导学生观察和描述日常生活中常见的力和物体平衡的例子，如走路、举重等。
2. 进行简单的实验，如悬挂重物，让学生感受力的作用和物体平衡的状态。
作业：1. 让学生举例说明力和物体平衡在日常生活中的应用。
2. 让学生思考并讨论力的作用和物体平衡的关系。
第二章：重力教学目标：1. 让学生了解重力的概念和特点。
2. 引导学生通过实验和观察，探究重力的方向和作用。
教学内容：1. 介绍重力的概念，包括重力的定义、作用对象、方向等。
2. 介绍重力的计算公式和单位。
教学活动：1. 进行实验，让学生感受重力的作用，如悬挂物体，观察其下垂的方向。
2. 引导学生观察和描述地球附近的物体都受到重力的作用。
作业：1. 让学生举例说明重力的在日常生活中的应用。
2. 让学生思考并讨论重力的作用和物体平衡的关系。
第三章：摩擦力教学目标：1. 让学生了解摩擦力的概念和特点。
2. 引导学生通过实验和观察，探究摩擦力的方向和作用。
教学内容：1. 介绍摩擦力的概念，包括摩擦力的定义、作用对象、方向等。
2. 介绍摩擦力的计算公式和单位。
教学活动：1. 进行实验，让学生感受摩擦力的作用，如推动物体在地面上运动。
2. 引导学生观察和描述摩擦力的作用和物体平衡的关系。
作业：1. 让学生举例说明摩擦力的在日常生活中的应用。
2. 让学生思考并讨论摩擦力的作用和物体平衡的关系。
第四章：弹力教学目标：1. 让学生了解弹力的概念和特点。
2. 引导学生通过实验和观察，探究弹力的方向和作用。
教学内容：1. 介绍弹力的概念，包括弹力的定义、作用对象、方向等。
2. 介绍弹力的计算公式和单位。
教学活动：1. 进行实验，让学生感受弹力的作用，如拉伸弹簧。
2021年高考物理专题各种性质的力和物体的平衡【精华】
专题(一) 各种性质的力和物体的平衡一、大纲解读本专题的教学要求：1．认识重力的概念，知道重心及确定质量均匀且形状规则物体重心的方法。
2．了解弹性形变的概念，知道弹力及弹力产生的条件，并正确分析弹力的方向。
并能利用胡克定律进行简单计算。
（不讨论组合弹簧组劲度系数的问题）3．知道静摩擦产生的条件，知道最大静摩擦的概念，并能正确判断静摩擦力的方向。
知道滑动摩擦力产生的条件，并能正确判断滑动摩擦力的方向。
知道影响滑动摩擦力大小的因素，用动摩擦因数计算滑动摩擦力。
（不要求对三个或三个以上的连接体进行受力分析）4．知道两个电荷间相互作用的规律5．会判断安培力和洛仑兹力的方向并能计算出它们的大小6．理解力的平行四边形定则，体会数学知识在研究物理问题中的重要性。
（力的合成与分解的计算，只限于用作图法或直角三角形知识解决）7．了解共点力作用下物体平衡的概念，知道共点力作用下物体的平衡条件，并用来计算有关平衡的问题。
（不要求解决复杂连接体的平衡问题）二、重点剖析本专题重点有：1．弹力的大小和方向的判断(尤其是“弹簧模型”在不同物理情景下的综合应用) 2．摩擦力的分析与计算3．物体析受力分析和平衡条件的应用。
本专题的难点是摩擦力的分析与计算，尤其是静摩擦力的有无、方向的判断以及它的大小的计算。
知识网络如图1-1所示。
注意从弹力到摩擦力的那个箭头，它表示摩擦力与弹力之间存在条件关系：有弹力才可能有摩擦力，或者说有摩擦力必有弹力。
因此在对物体进行受力分析时，两相互接触的物体间可能没有力的作用；可能有一个力，那一定是弹力；一般是受两个力，即弹力和摩擦力。
但有时也会出现三个力，比如一个磁铁吸在竖直放置的铁板上，两者间就存在吸引力、弹力、静摩擦力这三对力。
三、考点透视1．力是物体间的相互作用，力是矢量，力的合成和分解。
例题1．(06广东模拟)如图1-2所示是山区村民用斧头劈柴的剖面图，图中BC 边为斧头背，AB 、AC 边是斧头的刃面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
专题二各种性质的力和物体的平衡【考纲要求】【重点知识梳理】一．各种性质的力：1．重力：重力与万有引力、重力的方向、重力的大小G = mg (g随高度、纬度、地质结构而变化)、重心（悬吊法，支持法）；2．弹力：产生条件（假设法、反推法）、方向（切向力，杆、绳、弹簧等弹力方向）、大小F = Kx (x为伸长量或压缩量,K为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关) ；3．摩擦力：产生条件（假设法、反推法）、方向（法向力，总是与相对运动或相对运动趋势方向相反）、大小（滑动摩擦力：f= N ；静摩擦力：由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解）；4．万有引力：F=G m m r122（注意适用条件）； 5．库仑力：F=Kq q r 122(注意适用条件) ； 6．电场力：F=qE (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反)；7．安培力 ： 磁场对电流的作用力。
公式：F= BIL （B ⊥I ） 方向一左手定则； 8．洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。
公式：f=BqV (B ⊥V) 方向一左手定则； 9．核力：短程强引力。
二．平衡状态：1．平衡思想：力学中的平衡、电磁学中的平衡（电桥平衡、静电平衡、电磁流量计、磁流体发电机等）、热平衡问题等；静态平衡、动态平衡；2．力的平衡：共点力作用下平衡状态：静止（V=0，a=0）或匀速直线运动（V≠0，a=0）；物体的平衡条件，所受合外力为零。
∑F=0 或∑F x =0 ∑F y =0；推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。
[2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向三、力学中物体平衡的分析方法：1．力的合成与分解法（正交分解法）； 2．图解法； 3．相似三角形法； 4．整体与隔离法；【分类典型例题】 一．重力场中的物体平衡：题型一：常规力平衡问题解决这类问题需要注意：此类题型常用分解法也可以用合成法，关键是找清力及每个力的方向和大小表示！多为双方向各自平衡，建立各方向上的平衡方程后再联立求解。
［例1］一个质量m 的物体放在水平地面上,物体与地面间的摩擦因数为μ,轻弹簧的一端系在物体上,如图所示.当用力F 与水平方向成θ角拉弹簧时,弹簧的长度伸长x ，物体沿水平面做匀速直线运动.求弹簧的劲度系数. ：k =)sin (cos θμθμ+x m g［变式训练1］ 如图，质量为m 的物体置于倾角为θ的斜面上，先用平行于斜面的推力F 1作用于物体上，能使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次力之比F 1/F 2=? 题型二：动态平衡与极值问题解决这类问题需要注意：（1）、三力平衡问题中判断变力大小的变化趋势时，可利用平行四边形定则将其中大小和方向均不变的一个力，分别向两个已知方向分解，从而可从图中或用解析法判断出变力大小变化趋势，作图时应使三力作用点O 的位置保持不变．（2）、一个物体受到三个力而平衡，其中一个力的大小和方向是确定的，另一个力的方向始终不改变，而第三个力的大小和方向都可改变，问第三个力取什么方向这个力有最小值，当第三个力的方向与第二个力垂直时有最小值，这个规律掌握后，运用图解法或计算法就比较容易了．［例2］ 如图2-5-3所示，用细线AO 、BO 悬挂重力，BO 是水平的，AO 与竖直方向成α角．如果改变BO 长度使β角减小，而保持O 点不动，角α（α < 450）不变，在β角减小到等于α角的过程中，两细线拉力有何变化？［解析］取O 为研究对象，O 点受细线AO 、BO 的拉力分别为F 1、F 2，挂重力的细线拉力F 3 = mg ．F 1、F 2的合力F 与F 3大小相等方向相反．又因为F 1的方向不变，F 的末端作射线平行于F 2，那么随着β角的减小F 2末端在这条射线上移动，如图2-5-3(解)所示．由图可以看出，F 2先减小，后增大，而F1则逐渐减小．［变式训练2］如图所示，轻绳的一端系在质量为m 的物体上，另一端系在一个圆环上，圆环套在粗糙水平横杆MN 上，现用水平力F 拉绳上一点，使物体处在图中实线位置.然后改变F 的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来位置不动，则在这一过程中，水平拉力F 、环与横杆的摩擦力f 和环对杆的压力N 的变化情况是( )A.F 逐渐减小，f 逐渐增大，N 逐渐减小B.F 逐渐减小，f 逐渐减小，N 保持不变C.F 逐渐增大，f 保持不变，N 逐渐增大D.F 逐渐增大，f 逐渐增大，N 保持不变［变式训练3］如图所示，小球用细线拴住放在光滑斜面上，用力推斜面向左运动，小球缓慢升高的过程中，细线的拉力将：( ) A.先增大后减小 B.先减小后增大 C.一直增大 D.一直减小［变式训练4］如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图．使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力为F 1，涂料滚对墙壁的压力为F 2，以下说法正确的是 （ ）（A ）F 1增大 ， F 2减小 （B ）F 1减小， F 2 增大 （C ）F 1、、F 2均增大 （D ）F 1、、F 2均减小图2-5-3图2-5-3(解)题型三：连接体的平衡问题解决这类问题需要注意：由于此类问题涉及到两个或多个物体，所以应注意整体法与隔离法的灵活应用。
考虑连接体与外界的作用时多采用整体法，当分析物体间相互作用时则应采用隔离法。
［例3］有一个直角支架AOB ，AO 是水平放置，表面粗糙．OB 竖直向下，表面光滑．OA 上套有小环P ，OB 套有小环Q ，两环质量均为m ，两环间由一根质量可以忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图2-5-1所示．现将P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较，AO 杆对P 的支持力F N 和细绳上的拉力F 的变化情况是：（ ） A ．F N 不变，F 变大 B ．F N 不变，F 变小 C ．F N 变大，F 变大 D ．F N 变大，F 变小［解析］选择环P 、Q 和细绳为研究对象．在竖直方向上只受重力和支持力F N 的作用，而环动移前后系统的重力保持不变，故F N 保持不变．取环Q 为研究对象，其受如图2-5-1(解)所示．F cos α = mg ，当P 环向左移时，α将变小，故F 变小，正确答案为B ．［变式训练5］如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 是球心，碗的内表面光滑。
一根 轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m 1，m 2. 当它们静止时，m 1、m 2与球心的连线跟水平面分别成60°，30°角，则碗对两小球的弹力大小之比是…………………………………（ ）A ．1：2B ．1:3C ．1：3D．3：2题型四：相似三角形在平衡中的应用［例4］如图2-5-2所示，轻绳的A 端固定在天花板上，B 端系一个重力为G 的小球，小球静止在固定的光滑的大球球面上．已知AB 绳长为l ，大球半径为R ，天花板到大球顶点的竖直距离AC = d ，∠ABO > 900．求绳对小球的拉力和大球对小球的支持力的大小．（小球可视为质点）［解析］：小球为研究对象，其受力如图1.4.2(解)所示．绳的拉力F 、重力G 、支持力F N 三个力构成封闭三解形，它与几何三角形AOB 相似，则根据相似比的关系得到：l F =R d G +=R F N ，于是解得F = Rd l+G ，F N =Rd R+G ． 〖点评〗本题借助于题设条件中的长度关系与矢量在角形的特殊结构特点，运用相似三角形巧妙地回避了一些较为繁琐的计算过程．［变式训练6］如图所示，一轻杆两端固结两个小球A 、B ，m A =4m B ，跨过定滑轮连接A 、B 的轻绳 长为L ，求平衡时OA 、OB 分别为多长？图2-5-1(解)图2-5-1图2-5-2图1.4-2(解)［变式训练7］如图所示，竖直绝缘墙壁上固定一个带电质点A ，A 点正上方的P 点用绝缘丝线悬挂另一质点B ，A 、B 两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角.由于漏电A 、B 两质点的带电量缓慢减小，在电荷漏完之前，关于悬线对悬点P 的拉力F 1大小和A 、B 间斥力F 2在大小的变化情况，下列说法正确的是………………… （ ）A ．F 1保持不变B ．F 1先变大后变C ．F 2保持不变 D.F 2逐渐减小二、复合场中的物体平衡：题型五：重力场与电场中的平衡问题解决这类问题需要注意：重力场与电场的共存性以及带电体受电场力的方向问题和带电体之间的相互作用。
［例5］在场强为E ，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m 的带电小球，电荷量分别为+2q 和-q ，两小球用长为L 的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O 点处于平衡状态，如图14所示，重力加速度为g ，则细绳对悬点O 的作用力大小为_______．两球间细线的张力为 .［解析］2mg+Eq mg －Eq －2kq 2/L 2［变式训练8］已知如图所示,带电小球A 、B 的电荷量分别为QA 、QB ，OA=OB ，都用长为L 的丝线悬挂于O 点。
静止时A 、B 相距为d ，为使平衡时A 、B 间距离减小为d/2，可采用的方法是（ ） A ．将小球A 、B 的质量都增加到原来的两倍 B ．将小球B 的质量增加为原来的8倍 C ．将小球A 、B 的电荷都减少为原来的一半D ．将小球A 、B 的电荷都减少为原来的一半，同时将小球B 的质量增加为原来的2倍 题型六：重力场与磁场中的平衡问题解决这类问题需要注意：此类题型需注意安培力的方向及大小问题，能画出正确的受力分析平面图尤为重要。
［例6］ 在倾角为θ的光滑斜面上，放置一通有电流I 、长L 、质量为m 的导体棒，如图所示，试求: (1)使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B 最小值和方向.(2)使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场磁感应强度B 的最小值和方向.［解析］(1)ILmgsin，垂直斜面向下 (2)ILmg，水平向左 ［变式训练9］质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是().图14答案:AB［变式训练10］如图（a ），圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q ，P 和Q 共轴.Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b ）所示.P 所受的重力为G ，桌面对P 的支持力为N ，则（ ）A.t 1时刻N ＞GB.t 2时刻N ＞GC.t 3时刻N ＜GD.t 4时刻N =G［变式训练11］如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的EF 和GH 两部分导轨间的距离为2L ，I J 和MN 两部分导轨间的距离为L ，导轨竖直放置，整个装置处于水平向里的匀强磁场中，金属杆ab 和cd 的质量均为m ，都可在导轨上无摩擦地滑动，且与导轨接触良好，现对金属杆ab 施加一个竖直向上的作用力F ，使其匀速向上运动，此时cd 处于静止状态，则F 的大小为（ ）A ．2mgB ．3mgC ．4mgD ．mg题型七：重力场、电场、磁场中的平衡问题解决这类问题需要注意：应区分重力、电场力、磁场力之间的区别及各自的影响因素。