2018年高考物理专题01力与物体的平衡教学案
高考物理力物体的平衡复习教案
高考物理力物体的平衡复习教案一、教学目标1. 理解二力平衡的条件及应用。
2. 掌握力的合成与分解，能运用力的合成与分解解释实际问题。
3. 掌握物体的平衡状态，能判断物体是否处于平衡状态。
4. 能运用平衡条件解决实际问题，提高解决实际问题的能力。
二、教学重点与难点1. 重点：二力平衡的条件及应用，力的合成与分解，物体的平衡状态。
2. 难点：力的合成与分解在实际问题中的应用，物体平衡状态的判断。
三、教学方法采用问题驱动法、案例分析法、讨论法等，引导学生主动探究，提高分析问题和解决问题的能力。
四、教学过程1. 导入：通过一个生活中的实例，如拉车问题，引导学生思考力的合成与分解在解决问题中的作用。
2. 新课：讲解二力平衡的条件及应用，通过示例让学生理解并掌握。
3. 案例分析：分析实际问题，让学生运用平衡条件解决问题。
4. 练习：布置一些有关力物体的平衡的练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。
五、课后作业1. 复习本节课所学的知识，整理笔记。
2. 完成课后练习题，加深对力的合成与分解、物体的平衡状态的理解。
3. 收集生活中的平衡现象，下节课分享。
六、教学内容与要求1. 复习二力平衡的条件，能够识别和应用二力平衡解决简单问题。
2. 掌握力的合成与分解的基本方法，能够运用到实际问题中。
3. 理解物体的平衡状态，能够判断物体在受力时的平衡状态。
七、教学过程1. 复习导入：通过简单的例子复习二力平衡的条件，让学生回顾并巩固。
2. 知识讲解：详细讲解力的合成与分解的方法，并通过图示和实例让学生理解。
3. 案例分析：分析几个复杂一点的案例，让学生应用二力平衡和力的合成与分解来解决问题。
4. 小组讨论：让学生分组讨论一些实际问题，每组尝试提出解决方案，并分享给全班。
八、教学练习1. 设计一些练习题，让学生独立完成，检验他们对二力平衡和力的合成与分解的掌握。
2. 让学生尝试解决一些实际问题，如物体悬挂平衡、桥梁承重等，巩固他们的应用能力。
高中物理力学平衡讲解教案
高中物理力学平衡讲解教案一、教学目标：1. 掌握物体处于平衡状态的条件；2. 理解平衡的概念，并能够应用到具体实例中；3. 培养学生分析问题、解决问题的能力。
二、教学重难点：1. 平衡的概念和条件；2. 平衡实例的分析和解决。
三、教学内容：1. 平衡的概念2. 物体平衡的条件3. 平衡实例分析四、教学过程：1. 导入（5分钟）：教师引导学生回顾前几节课学习的内容，让学生回忆力学平衡的概念和条件。
2. 理论讲解（15分钟）：（1）介绍平衡的概念：物体在受到一系列的外力作用下，不发生位置或形态的改变，就称之为平衡。
（2）讲解物体平衡的条件：力的合力为零，力的合力矩为零。
（3）通过实例讲解平衡条件：举例如图1所示的物体受力情况，让学生通过合力和合力矩的分析判断物体是否处于平衡状态。
3. 案例分析（20分钟）：（1）提供几个平衡实例，让学生根据平衡条件进行分析，并判断物体的平衡状态。
（2）组织学生分组进行讨论，提高学生分析问题、解决问题的能力。
4. 拓展练习（10分钟）：提供几个练习题，让学生自主完成，强化对平衡概念和条件的理解，并培养解决问题的能力。
5. 总结（5分钟）：教师对本节课的重点进行总结，并强调平衡的概念和条件的重要性。
鼓励学生在实际生活中应用平衡的原理解决问题。
五、课后作业：1. 完成课堂提供的拓展练习；2. 思考并记录一些实际生活中的平衡例子，说明物体处于平衡状态的条件。
六、教学反思：本课程设计的目的是让学生掌握平衡的概念和条件，并能够应用到具体实例中。
通过引导学生分析实例，提高他们的思维能力和解决问题的技能。
在实施过程中，需要重点强调平衡条件的理解和应用，以及培养学生的分析能力。
受力和物理的平衡教案
受力和物理的平衡教案【导语】力是物体发生运动或产生形变的原因，力的作用效果可以表现为物体的平衡或运动状态。
平衡是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态下，物体上所有点所受力的合力为零的状态。
本文将探讨受力和物体的平衡教案的编写。
【导入】1.师生对话引导：教师：你们在日常生活中遇到过哪些平衡和不平衡的情况？学生：举手回答。
2.引入问题：教师：为什么物体能保持平衡？如何判断物体是否处于平衡状态？学生：自由回答。
【探究】1.活动：鱼钩与线的平衡教师准备一根鱼线和一个带一个小洞的纸片。
带一颗小石子的鱼线垂直悬挂，然后通过纸片中小洞的右侧拉紧鱼线。
让学生观察并回答问题：问题1：引起鱼线的平衡状态是什么？问题2：鱼钩下方的纸片左移2cm，鱼线发生什么变化？如何调整纸片位置使鱼线再次达到平衡？【引出】1.总结活动经验：教师：通过今天的活动，我们能得出什么结论？学生：自由回答。
教师：在鱼线和纸片的活动中，鱼线的平衡状态是在受力的作用下保持静止的状态。
2.引入力的概念：教师：了解了平衡状态后我们来学习“力”的概念。
什么是力？学生：自由回答。
教师：力是物体相互作用时能改变物体运动状态或形状的外部原因。
力用牛顿（N）作单位，用箭头表示，箭头的长度表示力的大小。
3.力的分类：教师：力可以分为哪几种？学生：举手回答。
教师：正确答案是接触力、重力、弹力、摩擦力、浮力等。
【运用】1.活动：力的实验观察教师准备一块小磁铁，并将其放在一张平滑的桌面上。
将另一块小磁铁放在第一块磁铁的上方。
请学生根据实验并回答问题：问题1：第二块磁铁为什么能够悬浮在第一块磁铁上方？问题2：如何增加两块磁铁之间的接触力？2.引出实践案例：教师：通过今天的实验，我们能得出什么结论？学生：自由回答。
教师：物体之间的接触力也是一种力。
接触力是通过物体之间的直接接触传递的。
3.受力的平衡：教师：物体受到多个力的作用时，有什么条件下物体才是平衡的？学生：举手回答。
高考物理 专题01 力与物体的平衡教学案
专题1 力与物体的平衡【2018年高考考纲解读】高考命题突出受力分析、力的合成与分解方法的考查，也有将受力分析与牛顿运动定律、电磁场、功能关系进行综合考查。
题型一般为选择题和计算题。
高考对本专题内容的考查主要有：①对各种性质力特点的理解；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。
高考试题的考查形式主要有两种，一种是以生活中的静力学材料为背景，考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用；一种是以现实中可能出现的各种情况，考查力的概念的理解和计算．题型仍延续选择题的形式． 【重点、难点剖析】 1． 弹力(1)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．(2)方向：一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向． 2． 摩擦力(1)大小：滑动摩擦力F f ＝μF N ，与接触面的面积无关；静摩擦力0<F f ≤F fmax ，具体值根据牛顿运动定律或平衡条件来求．(2)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． 3． 电场力(1)大小：F ＝qE .若为匀强电场，电场力则为恒力；若为非匀强电场，电场力则与电荷所处的位置有关；点电荷的库仑力F ＝kq 1q 2r 2. (2)方向：正电荷所受电场力方向与场强方向一致，负电荷所受电场力方向与场强方向相反． 4． 安培力(1)大小：F ＝BIL ，此式只适用于B ⊥I 的情况，且L 是导线的有效长度，当B ∥I 时F ＝0. (2)方向：用左手定则判断，安培力垂直于B 、I 决定的平面． 5． 洛伦兹力(1)大小：F洛＝qvB，此式只适用于B⊥v的情况．当B∥v时F洛＝0.(2)方向：用左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力总不做功．6．共点力的平衡(1)平衡状态：静止或匀速直线运动．(2)平衡条件：F合＝0或F x＝0，F y＝0.(3)常用推论：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．【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．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)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等．3．带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力．4．如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为F洛⊥v.【题型示例】题型一常见的三种力例1．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
高三物理高考教案全集(经典实用)第章《力 物体的平衡》
城东蜊市阳光实验学校第一章力物体的平衡考纲要求1．力是物体间的互相作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因。
力是矢量。
力的合成和分解。
Ⅱ 2．重力是物体在地球外表附近所受到的地球对它的引力。
重心。
Ⅱ 3．形变和弹力，胡克定律。
Ⅱ 4．静摩擦，最大静摩擦力。
Ⅰ 5．滑动摩擦，滑动摩擦定律。
Ⅱ 6．一一共点力作用下物体的平衡。
Ⅱ知识网络： 单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：力的概念、三个性质力；力的合成和分解；一一共点力作用下物体的平衡。
其中重点是对摩擦力和弹力的理解、纯熟运用平行四边形定那么进展力的合成和分解。
难点是受力分析。
力概念定义：力是物体对物体的作用，不能分开施力物体与受力物体而存在。
效果：要素：大小、方向、作用点〔力的图示〕 使物体发生形变分类效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力性质：重力：方向、作用点〔关于重心的位置〕 弹力：产生条件、方向、大小〔胡克定律〕运算——平行四边形定那力的合成|F 1－F 2|≤F 合≤F 1＋F 2§1力的概念三种性质力知识目的一、力1、定义：力是物体对物体的作用说明：定义中的物体是指施力物体和受力物体，定义中的作用是指作用力与反作用力。
2、力的性质①力的物质性：力不能分开物体单独存在。
②力的互相性：力的作用是互相的。
③力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。
④力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。
3、力的分类①按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等②按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等③按研究对象分类：内力和外力。
④按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。
说明：性质不同的力可能有一样的效果，效果不同的力也可能是性质一样的。
4、力的作用效果：是使物体发生形变或者者改变物体的运动状态．5、力的三要素是：大小、方向、作用点．6、力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。
高三物理第一章 力 物体的平衡复习教案
第一章 力 物体的平衡一、力的分类 1.按性质分重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力 ……（按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。
宏观物体间只存在前两种相互作用。
） 2.按效果分压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 …… 3.按产生条件分场力（非接触力）、接触力。
二、弹力1.弹力的产生条件弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变。
2.弹力的方向⑴压力、支持力的方向总是垂直于接触面。
⑵绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
⑶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：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 。
注意弹力必须指向球心，而不一定指向重心。
又由于F 1、F 2、G 为共点力，重力的作用线必须经过O 点，因此P 和O 必在同一竖直线上，P 点可能在O 的正上方（不稳定平衡），也可能在O 的正下方（稳定平衡）。
例2. 如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。
解：A 端所受绳的拉力F 1沿绳收缩的方向，因此沿绳向斜上方；B 端所受的弹力F 2垂直于水平面竖直向上。
由于此直杆的重力不可忽略，其两端受的力可能不沿杆的方向。
杆受的水平方向合力应该为零。
由于杆的重力G 竖直向下，因此杆的下端一定还受到向右的摩擦力f 作用。
例3. 图中AC 为竖直墙面，AB 为均匀横梁，其重为G ，处于水平位置。
BC 为支持横梁的轻杆，A 、 B 、C 三处均用铰链连接。
试画出横梁B 端所受弹力的方向。
解：轻杆BC 只有两端受力，所以B 端所受压力沿杆向斜下方，其反作用力轻杆对横梁的弹力F 沿轻杆延长线方向斜向上方。
高考物理力物体的平衡复习教案
高考物理力物体的平衡复习教案一、教学目标：1. 理解二力平衡、力的合成与分解、共点力平衡条件的应用。
2. 掌握物体的平衡状态的判断方法。
3. 能够运用平衡条件解决实际问题。
二、教学内容：1. 二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
2. 力的合成与分解：平行四边形定则。
3. 共点力平衡条件的应用：解决实际问题，如桥梁受力分析、杆件受力分析等。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：二力平衡条件的理解和应用，力的合成与分解，共点力平衡条件的应用。
2. 教学难点：力的合成与分解的计算，共点力平衡条件的灵活运用。
四、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生主动思考问题。
2. 使用多媒体动画演示，直观展示力的合成与分解效果。
3. 案例分析法，分析实际问题，培养学生的解决问题能力。
五、教学过程：1. 导入：复习二力平衡条件，引导学生思考平衡状态的判断方法。
2. 新课：讲解力的合成与分解，运用多媒体动画演示，让学生直观理解。
3. 练习：布置练习题，让学生运用平衡条件解决问题。
4. 案例分析：分析实际问题，如桥梁受力分析、杆件受力分析等，引导学生运用平衡条件解决实际问题。
6. 作业：布置课后作业，巩固所学知识。
教案仅供参考，具体实施时可根据学生实际情况进行调整。
六、教学评估：1. 课堂练习：观察学生在练习题中的表现，了解他们对二力平衡、力的合成与分解、共点力平衡条件的理解和应用能力。
2. 案例分析：评估学生在解决实际问题时的思路清晰度和计算准确性。
3. 课后作业：收集并批改课后作业，评估学生对课堂内容的掌握情况。
七、教学反思：1. 针对学生的掌握情况，反思教学内容的难易程度是否适中，教学方法是否有效。
2. 思考如何改进教学，以便更好地帮助学生理解和应用力物体的平衡知识。
3. 探讨如何在教学中激发学生的兴趣，提高他们的学习积极性。
八、拓展与延伸：1. 介绍力物体的平衡在工程应用中的重要性，如桥梁设计、建筑结构分析等。
高考物理最新教案-2018高考物理力与物体的平衡 精品
力与物体的平衡本专题体现了常见力的概念和求法，研究了力与物体的平衡状态之间的关系，是力学乃至电磁学的重要基础，熟练的掌握解决各种性质的力和物体的平衡问题方法，不仅构筑起了处理力学问题的基本框架，培养考生处理物理问题的基本技能，而且还能渗透科学思想与方法，为以后的分析问题找到到有效途径，所以各种性质的力和物体的平衡问题是历年高考的热点。
基本知识和基本能力的考查，高考中每年必考，常以选择题、填空题和计算分析题的形式出现。
其高考的热点知能信息主要体现在以下几点：1．重力的概念，弹力、摩擦力的方向判定及大小计算。
2．力的合成与分解的灵活应用。
3．受力分析和利用共点力的平衡条件解决实际问题的能力。
4．带电粒体在电磁场中的平衡条件及棒在磁场中的平衡。
5．整体法与隔离法在受力分析中的灵活应用。
6．信息提炼，条件转换及过程关联。
例题1．木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动。
现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上.如图1-9所示.力F作用后（）A．木块A所受摩擦力大小是12.5 NB．木块A所受摩擦力大小是11.5 NC．木块B所受摩擦力大小是9 ND．木块B所受摩擦力大小是7 N本题简介：本题考查了胡克定律，静摩擦，物体平衡条件。
难度：较易解析：未加F时，木块A在水平面内受弹簧的弹力F1及静摩擦力F A作用，且F1＝F A ＝kx＝8N，木块B在水平面内受弹簧弹力F2和静摩擦力F B作用，且F2＝F B＝kx＝8N，在木块B上施加F＝1N向右拉力后，由于F2＋F＜μG B，故木块B所受摩擦力仍为静摩擦力，＝F2＋F＝9N，木块A的受力情况不变。
其大小F/B答案：C反思：摩擦力是高考中的一个热点，同时也是学习中的一个难点。
求解摩擦力时，首先要判断该处是滑动摩擦还是静摩擦，而静摩擦力的大小由物体所受外力和运动状态决定的。
高考物理力物体的平衡复习教案
高考物理力物体的平衡复习教案第一章：力的概念与测量1.1 力的定义与基本性质讲解力的定义：力是物体之间相互作用的结果，它的作用使物体产生形变或改变运动状态。
介绍力的基本性质：力是矢量，具有大小和方向；力不能离开物体而单独存在；作用力和反作用力相等、方向相反。
1.2 力的测量与单位介绍弹簧测力计的原理和使用方法，让学生了解如何测量力的大小。
讲解牛顿（N）作为力的单位，以及与其他单位之间的关系。
第二章：二力平衡条件2.1 平衡状态的定义讲解平衡状态的概念：物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，称为平衡状态。
2.2 二力平衡条件讲解二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
通过实例分析，让学生学会判断二力是否平衡。
2.3 摩擦力的概念与分类讲解摩擦力的定义：摩擦力是两个接触面之间相互阻碍相对滑动的力。
介绍静摩擦力和动摩擦力的概念，并解释它们的区别。
第三章：力的合成与分解3.1 力的合成讲解力的合成的概念：多个力共同作用于一个物体时，它们的合力是这些力的矢量和。
通过平行四边形法则，让学生学会计算力的合成。
3.2 力的分解讲解力的分解的概念：已知一个力的作用效果，将这个力分解为几个分力，使它们的作用效果相同。
通过平行四边形法则，让学生学会计算力的分解。
3.3 力的平行四边形法则的应用通过实例分析，让学生学会运用力的平行四边形法则解决实际问题。
第四章：牛顿第一定律与惯性4.1 牛顿第一定律讲解牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
解释惯性的概念：物体保持原来运动状态不变的性质。
4.2 惯性的度量讲解惯性的度量方法：质量是衡量物体惯性大小的量度。
让学生理解质量与惯性的关系：质量越大，惯性越大。
4.3 牛顿第一定律的应用通过实例分析，让学生学会运用牛顿第一定律解释生活中的现象。
第五章：重力与支持力5.1 重力的概念与计算讲解重力的定义：地球对物体产生的吸引力。
高中物理平衡的认识教案
高中物理平衡的认识教案
一、教学目标
1. 理解物体在重力作用下的平衡状态；
2. 掌握求解物体平衡时的力的平衡条件；
3. 能够应用力的平衡条件解决实际问题。
二、教学重点
1. 重力作用下物体的平衡状态；
2. 力的平衡条件。
三、教学难点
1. 确定物体平衡时的所有受力；
2. 解决力平衡条件的实际问题。
四、教学过程
1. 导入：通过一个实际生活中的例子引出平衡的概念，如悬挂在墙上的画，让学生思考画所受到的全部力，引出平衡的定义。
2. 讲解平衡状态：介绍在重力作用下物体的平衡状态，包括静止平衡和动态平衡，并介绍力矩的概念。
3. 力平衡条件：讲解力的平衡条件，即合力为零、合力矩为零。
通过实例详细说明力的平衡条件的应用。
4. 解题练习：设计几道力平衡条件的实际问题，让学生尝试应用学习到的知识解决问题。
5. 拓展应用：引导学生思考更多的实际问题，如天平的工作原理、平衡螺母等，拓展学生对物体平衡的认识。
6. 总结与评价：对本节课学习到的知识进行总结，让学生自主评价对平衡的认识是否有提高，对力的平衡条件的应用是否有掌握。
五、作业布置
布置练习题让学生巩固力的平衡条件的应用，同时布置课外拓展问题，鼓励学生对平衡问题进行更多的思考和探究。
六、课后反思
教师在课后总结本节课的教学过程，反思教学中出现的问题，并根据学生的反馈调整教学方法，提高教学效果。
物理高中力的平衡实验教案
物理高中力的平衡实验教案一、引言力的平衡实验是物理学中的基本实验之一，它旨在通过实验的手段，验证力的平衡条件，并加深学生对力的概念和性质的理解。
力的平衡实验是物理教学中不可或缺的一环，对于学生培养科学实验思维和动手能力起到重要作用。
二、实验目的通过力的平衡实验，我们旨在达到以下目的：1. 确立有关力的平衡条件的基本原理：力的平衡条件是指在一个力系中，使物体保持静止或做匀速直线运动所需的全部力合力为零；2. 掌握测量力的方法和技巧：通过实验测量，学生将掌握力的大小和方向的测量方法以及仪器的使用；3. 培养正确的实验操作和数据处理的能力：在实验中，学生将学习如何进行实验操作并准确记录测量数据，并通过数据处理的方法得出结论。
三、实验材料和仪器1. 实验材料：一个光滑水平的桌面、一根细线、一个细线套、一组不同质量的物体（如：砝码、小铁块等）；2. 实验仪器：弹簧测力计、光滑滑轮、固定器械等。
四、实验步骤第一步：固定拉力绳1. 在桌面上选择一个较为光滑的位置，并固定好拉力绳；2. 在拉力绳的另一端根据需要选择不同质量的物体，在不同距离处挂上砝码。
第二步：测量平衡力1. 将光滑滑轮固定在被测物体的上方，确保滑轮的光滑度；2. 将一根细线穿过滑轮，并保持细线的张力；3. 使用弹簧测力计，将其中一端固定在细线上，另一端固定在光滑桌面上；4. 通过调整物体的质量和细线的张力，使得弹簧测力计的读数为零。
第三步：记录测量数据1. 测量在力平衡状态下，所使用的砝码的质量；2. 记录弹簧测力计的读数；3. 测量细线的张力。
第四步：数据处理1. 利用所测量的数据，计算细线的张力；2. 将所用砝码的质量与细线的张力进行比较，验证力的平衡条件是否成立；3. 绘制实验结果图表，展示砝码的质量与细线张力之间的关系。
五、注意事项1. 实验过程中要确保实验器材的安全和操作的准确性；2. 进行测量时要注意力的大小和方向，确保测量结果的准确性；3. 在实验结束后，要及时清理实验器材和归位。
2018版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题1力与物体的平衡教案
专题一力与物体的平衡——————[知识结构互联]——————[核心要点回扣] ——————1．共点力的平衡条件：F合＝0或F x＝0，F y＝0.2．三个共点力的平衡(1)任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反．(2)表示三个力的有向线段可以组成一个封闭的三角形．3．多个共点力的平衡(1)其中任意一个力都与其他力的合力大小相等，方向相反．(2)物体沿任何方向的合力均为零．4．动态平衡：物体在缓慢移动过程中，可认为其所受合力为零，物体处于平衡状态．5．带电粒子在复合场中除了受到重力、弹力和摩擦力外，还涉及电磁学中的电场力和洛伦兹力．电磁场中的平衡问题也遵循合力为零这一规律．考点1 力学中的平衡问题(对应学生用书第1页)■品真题·感悟高考………………………………………………………………[考题统计] 五年7考：2017年Ⅰ卷T21、Ⅱ卷T16、Ⅲ卷T172016年Ⅰ卷T19、Ⅱ卷T14、Ⅲ卷T172013年Ⅱ卷T15[考情分析]1．共点力的单物体动态平衡及连接体的静态、动态平衡问题是高考命题的热点．2．考查的内容有物体的受力分析、整体法与隔离法的应用、力的合成与分解及解析法、图解法的应用等．3．做好物体的受力分析，画出力的示意图，并灵活应用几何关系和平衡条件是解题的关键．4．要理解一些常见物理语言(如轻绳、轻环、轻滑轮等)．5．合成法适用于物体受三个力而平衡，正交分解法多用于物体受三个以上力而平衡．1．(受力分析、力的分解)(2017·Ⅱ卷T 16)如图11所示，一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F 的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间的动摩擦因数为( )图11A ．2－ 3 B.36 C.33 D.32C [设物块的质量为m .据平衡条件及摩擦力公式有拉力F 水平时，F ＝μmg ①拉力F 与水平面成60°角时，F cos 60°＝μ(mg －F sin 60°)② 联立①②式解得μ＝33.故选C.] 2．(物体的静态平衡)(2016·Ⅲ卷T17)如图12所示，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m 的小球．在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径．不计所有摩擦．小物块的质量为( )图12 A.m 2B.32m C ．m D ．2m[题眼点拨] ①“细线穿过两轻环”，“不计所有摩擦”说明细绳上张力处处相等且等于mg ；②“平衡时，a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径”说明平衡时，利用对称性分析各力的方向．C [如图所示，由于不计摩擦，线上张力处处相等，且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心．由于a 、b 间距等于圆弧半径，则∠aOb ＝60°，进一步分析知，细线与aO 、bO 间的夹角皆为30°.取悬挂的小物块研究，悬挂小物块的细线张角为120°，由平衡条件知，小物块的质量与小球的质量相等，即为m .故选项C 正确．]3．(物体的动态平衡)(多选)(2017·Ⅰ卷T21)如图13所示，柔软轻绳ON 的一端O 固定，其中间某点M 拴一重物，用手拉住绳的另一端N .初始时，OM 竖直且MN 被拉直，OM 与MN 之间的夹角为α(α>π2)．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM 由竖直被拉到水平的过程中( )图13A ．MN 上的张力逐渐增大B ．MN 上的张力先增大后减小C ．OM 上的张力逐渐增大D ．OM 上的张力先增大后减小[题眼点拨] ①“缓慢拉起”说明重物处于动态平衡状态；②“保持夹角α不变”说明OM 与MN 上的张力大小和方向均变化，但其合力不变．AD [设重物的质量为m ，绳OM 中的张力为T OM ，绳MN 中的张力为T MN .开始时，T OM ＝mg ，T MN ＝0.由于缓慢拉起，则重物一直处于平衡状态，两绳张力的合力与重物的重力mg 等大、反向．如图所示，已知角α不变，在绳MN 缓慢拉起的过程中，角β逐渐增大，则角(α－β)逐渐减小，但角θ不变，在三角形中，利用正弦定理得：T OM sin α－β ＝mgsin θ， (α－β)由钝角变为锐角，则T OM 先增大后减小，选项D 正确； 同理知T MN sin β＝mg sin θ，在β由0变为π2的过程中，T MN 一直增大，选项A 正确．]在第3题中若柔软轻绳所能承受的拉力是有限的，那么最先发生断裂的轻绳和此时绳MN与竖直方向的夹角大小分别是( )A．OM90° B．MN90°C．OM60° D．MN60°A[由第3题中的关系式：T OMsin α－β＝mgsin θ可知，当α－β＝90°时，T OM最大，此时绳最容易发生断裂，绳MN与竖直方向的夹角为90°.](2016·Ⅱ卷T14)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中( )A．F逐渐变大，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小A[以O点为研究对象，受力如图所示，当用水平向左的力缓慢拉动O点时，则绳OA与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡条件知F逐渐变大，T逐渐变大，选项A 正确．]■熟技巧·类题通法…………………………………………………………………·1．受力分析的技巧(1)一般按照“一重、二弹、三摩擦，再其他外力”的程序；(2)分析物体的受力情况时结合整体法与隔离法；(3)平衡状态下结合平衡条件．2．处理平衡问题的基本思路3．解动态平衡问题的常用方法(1)图解法：①适用条件：物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，另一个力的方向不变．②使用方法：画受力分析图，作出力的平行四边形或矢量三角形，依据某一参量的变化，分析各边变化，从而确定力的大小及方向的变化情况．(2)解析法：①适用条件：物体受到三个以上的力，且某一夹角发生变化．②使用方法：对力进行正交分解，两个方向上分别列平衡方程，用三角函数表示出各个作用力与变化角之间的关系，从而判断各作用力的变化．(3)相似三角形法：①适用条件：受三个力(或相当于三个力)作用，两个力的方向发生变化，一个力大小和方向不变．②使用方法：利用力三角形与几何三角形相似的比例关系求解．■对考向·高效速练·考向1 物体的受力分析1．(2017·鸡西市模拟)如图14所示，穿在一根光滑的固定杆上的两个小球A、B连接在一条跨过定滑轮的细绳两端，杆与水平面成θ角，不计所有摩擦，当两球静止时，OA绳与杆的夹角为θ，OB绳沿竖直方向，则正确的说法是( )【导学号：19624000】图14A．A可能受到2个力的作用B．B可能受到3个力的作用C．绳子对A的拉力大于对B的拉力D．A、B的质量之比为1∶ta n θD [对A 球受力分析可知，A 受到重力，绳子的拉力以及杆对A 球的弹力，三个力的合力为零，故A 错误；对B 球受力分析可知，B 受到重力，绳子的拉力，两个力合力为零，杆对B 球没有弹力，否则B 不能平衡，故B 错误；定滑轮不改变力的大小，则绳子对A 的拉力等于对B 的拉力，故C错误；分别对A 、B 两球分析，运用合成法，如图：根据共点力平衡条件，得T ＝m B gTsin θ＝m A gsin 90°＋θ (根据正弦定理列式) 故m A ∶m B ＝1∶tan θ，故D 正确．]考向2 物体的静态平衡2．(多选)(2017·揭阳市揭东一中检测)如图15所示，粗糙水平面上a 、b 、c 、d 四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接，正好组成一个等腰梯形，系统静止．ab 之间、ac 之间以及bd 之间的弹簧长度相同且等于cd 之间弹簧长度的一半，ab 之间弹簧弹力大小为cd 之间弹簧弹力大小的一半．若a 受到的摩擦力大小为F f ，则()图15A ．ab 之间的弹簧一定是压缩的B ．b 受到的摩擦力大小为F fC ．c 受到的摩擦力大小为3F fD ．d 受到的摩擦力大小为2F fABC [设每根弹簧的原长为L 0，ab 的形变量为Δx 1，cd 的形变量为Δx 2，则有k Δx 2＝2k Δx 1，若ab 弹簧也是被拉长，则有：L 0＋Δx 2＝2(L 0＋Δx 1)，解得L 0＝0，不符合题意，所以ab 被压缩，A 正确；由于a 受到的摩擦力大小为F f ，根据对称性可得，b 受到的摩擦力大小为F f ，B 正确； 以a 和c 为研究对象进行力的分析如图所示，图中的θ为ac 与cd 之间的夹角，则cos θ＝14cd ac ＝12，所以θ＝60°，则∠cab ＝120°，a 受到的摩擦力大小F f ＝T ；对c 根据力的合成可得F f c ＝3F f ，所以C 正确；由于c 受到的摩擦力大小为3F f ，根据对称性可知，d 受到的摩擦力大小为3F f ，D 错误．](2017·Ⅲ卷T 17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm ；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A ．86 cmB ．92 cmC ．98 cmD ．104 cmB [以钩码为研究对象，受力如图所示，由胡克定律F ＝k (l －l 0)＝0.2k ，由共点力的平衡条件和几何知识得F ＝mg2sin α＝5mg 6；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的总长度变为l ′，由胡克定律得F ′＝k (l ′－l 0)，由共点力的平衡条件F ′＝mg 2，联立上面各式解得l ′＝92 cm ，选项B 正确．]考向3 物体的动态平衡3．(多选)(2017·潍坊市期中)如图16所示为内壁光滑的半球形凹槽，O 为圆心，∠AOB ＝60°，OA 水平，小物块在与水平方向成45°的斜向上的推力F 作用下静止．现将推力F 沿逆时针缓慢转到水平方向的过程中装置始终静止，则( )【导学号：19624001】图16A ．M 槽对小物块的支持力逐渐减小B ．M 槽对小物块的支持力逐渐增大C ．推力F 先减小后增大D ．推力F 逐渐增大BC [以小物块为研究对象，分析受力情况，如图所示，物块受到重力G 、支持力F N 和推力F 三个力作用，根据平衡条件可知，F N 与F 的合力与G 大小相等，方向相反，将推力F 沿逆时针缓慢转到水平方向的过程中(F 由位置1→3)，根据作图可知，凹槽对小物块的支持力F N 逐渐增大，推力F 先减小后增大，当F 与F N 垂直时，F 最小．故A 、D 错误，B 、C 正确．](2016·衡水市冀州中学检测)如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A自由转动．用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在圆弧形墙壁上的C点．当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是( )A．逐渐减小B．逐渐增大C．先减小后增大D．先增大后减小C[对G分析，G受力平衡，则拉力等于重力，故竖直绳的拉力不变；再对O点分析，O受绳子的拉力、OA的支持力F1及OC的拉力F2而处于平衡；受力分析如图所示；将F1和F2合成，其合力与G大小相等，方向相反，则在OC上移的过程中，平行四边形的对角线保持不变，平行四边形发生图中所示变化，则由图可知OC的拉力先减小后增大，故图中D点时力最小；故选C.]考点2 电磁学中的平衡问题(对应学生用书第3页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年4考：2017年Ⅰ卷T162016年Ⅰ卷T242015年Ⅰ卷T242013年Ⅱ卷T18[考情分析]1．电磁场中的平衡问题是指在电场力、安培力或洛伦兹力参与下的平衡问题．2．解决电磁场中平衡问题的方法与力学平衡问题相同，只是要正确分析电场力、磁场力的大小及方向．3．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，同时注意立体图转化为平面图．4．电场力或安培力或洛伦兹力的出现，可能会对压力或摩擦力产生影响．5．涉及电路问题时，要注意闭合电路欧姆定律的使用．4．(电场中的平衡问题)(2013·Ⅱ卷T18)如图17所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电．整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为( )图17 A.3kq 3l 2 B.3kq l 2 C.3kql2 D.23kql 2 [题眼点拨] ①“光滑绝缘水平面”说明无摩擦力，重力与支持力平衡；②“a 、b 带正电电量为q ，c 带负电”说明a 、b 两带电小球对c 带电小球的合力为引力且沿角平分线方向；③“三个小球处于静止状态”说明三带电小球受到的合外力为零．B [以c 球为研究对象，除受另外a 、b 两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力，如图所示，c 球处于平衡状态，据共点力平衡条件可知F 静＝2kqq c l 2cos 30°，F 静＝Eq c ，解得E ＝3kql 2，选项B 正确．]在第4题中，若a 、b 固定，c 带正电荷，则保持c 处于静止状态时，所加匀强电场强的大小及方向怎样？【解析】 若c 带正电荷，a 、b 对c 的作用力大小不变，方向与原题中方向相反，故所加匀强电场电场强度大小为3kq l 2，方向平行于平面垂直ab 连线向上． 【答案】 3kq l 2 方向沿平面垂直ab 连线向上5.(电场、磁场中的平衡问题)(2017·Ⅰ卷T 16)如图18所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里．三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等，质量分别为m a 、m b 、m c .已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动．下列选项正确的是( )图18A．m a>m b>m c B．m b>m a>m cC．m c>m a>m b D．m c>m b>m a[题眼点拨] ①“a在纸面内做匀速圆周运动”说明a粒子所受电场力与重力等大反向；②“b向右做匀速直线运动”“c向左做匀速直线运动”说明b、c所受洛伦兹力方向相反，且所受合力均为零．B[设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，即m a g＝qE ①b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则m b g＝qE＋qvB ②c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则m c g＋qvB＝qE ③比较①②③式得：m b>m a>m c，选项B正确．](2015·Ⅰ卷T24)如图所示，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．【解析】依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了Δl1＝0.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kΔl1＝mg ①式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小．开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为F＝IBL ②式中，I是回路电流，L是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F ③由欧姆定律有E＝IR ④式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻．联立①②③④式，并代入题给数据得m＝0.01 kg. ⑤【答案】安培力的方向竖直向下，金属棒的质量为0.01 kg6．(电磁感应中的平衡问题)(2016·Ⅰ卷T24)如图19所示，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m 和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑．求：图19(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小.【导学号：19624002】[题眼点拨] ①“两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上”说明轻导线拉力处处相等且与斜面平行；②“右斜面上存在匀强磁场”说明只有金属棒ab受安培力的作用；③“金属棒ab匀速下滑”说明ab棒切割磁感线产生电动势，且处于平衡状态．【解析】(1)设导线的张力的大小为T，右斜面对ab棒的支持力的大小为N1，作用在ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持力大小为N2.对于ab棒，由力的平衡条件得2mg sin θ＝μN1＋T＋F ①N1＝2mg cos θ②对于cd棒，同理有mg sin θ＋μN2＝T ③N2＝mg cos ④联立①②③④式得F＝mg(sin θ－3μcos θ)．⑤(2)由安培力公式得F ＝BIL ⑥这里I 是回路abdca 中的感应电流．ab 棒上的感应电动势为E ＝BLv ⑦式中，v 是ab 棒下滑速度的大小．由欧姆定律得I ＝E R⑧联立⑤⑥⑦⑧式得 v ＝(sin θ－3μcos θ)mgR B 2L 2. ⑨【答案】 (1)mg (sin θ－3μcos θ)(2)(sin θ－3μcos θ)mgR B 2L 2■熟技巧·类题通法…………………………………………………………………·处理电学中的平衡问题的方法技巧1．与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化，分析方法是：2．两点提醒(1)电荷在电场中一定受电场力作用，电流或电荷在磁场中不一定受磁场力作用；(2)分析电场力或洛伦兹力时，一定要注意带电体带正电荷还是负电荷．■对考向·高效速练·考向1 电场中的平衡问题4．(多选)(2016·嘉兴一中模拟)在水平板上有M 、N 两点，相距D ＝0.45 m ，用长L ＝0.45 m 的轻质绝缘细线分别悬挂有质量m ＝3×10－2 kg 、电荷量q ＝3.0×10－6 C 的小球(小球可视为点电荷，静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2)，当两小球处于如图110所示的平衡状态时( )图110A ．细线与竖直方向的夹角θ＝30°B ．两小球间的距离为0.9 mC ．细线上的拉力为0.2 ND ．若两小球带等量异种电荷则细线与竖直方向的夹角θ＝30°ABC [对任意小球进行受力分析可以得到：kq 2D ＋2L sin θ 2＝mg tan θ，代入数据整理可以得到：sin θ＝12，即θ＝30°，故选项A 正确；两个小球之间的距离为：r ＝D ＋2L sin θ＝0.9 m ，故选项B 正确；对任意小球受力平衡，则竖直方向：F cos θ＝mg ，代入数据整理可以得到：F ＝0.2 N ，故选项C 正确；当两小球带等量异种电荷时，则：kq 2D －2L sin α 2＝mg tan α，整理可知选项D 错误．] 考向2 磁场中的平衡问题5．(多选)(2016·潍坊市期末)如图111所示，两根通电直导线用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O 、O ′两点，已知O 、O ′连线水平，导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ，保持导线中的电流大小和方向不变，在导线所在空间加上匀强磁场后，绝缘细线与竖直方向的夹角均变小，则所加磁场的方向可能沿( )【导学号：19624003】图111A ．z 轴正向B ．z 轴负向C ．y 轴正向D ．y 轴负向AB [由于导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角相等，则两根导线质量相等，通入的电流方向相反．若所加磁场方向沿z 轴正向，由左手定则可知，两根导线可能分别受到指向中间的安培力，夹角变小，A 对．若所加磁场方向沿z 轴负向，同理夹角可能变小，B 对．若所加磁场方向沿y 轴正向，两根导线分别受到沿z 轴正向和沿z 轴负向的安培力，受到沿z 轴正向安培力的导线的绝缘细线与竖直方向的夹角变大，受到沿z 轴负向安培力的导线的绝缘细线与竖直方向的夹角变小，C 错．同理可知D 错．](2016·枣庄模拟)如图所示，PQ 、MN 是放置在水平面内的光滑导轨，GH 是长度为L 、电阻为r 的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为k .导体棒处在方向向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中．图中直流电源的电动势为E ，内阻不计，电容器的电容为C .闭合开关，待电路稳定后，则有( )A ．导体棒中电流为E R 2＋r ＋R 1B ．轻弹簧的长度增加BLE k r ＋R 1C ．轻弹簧的长度减少BLE k r ＋R 1 D ．电容器带电量为E r ＋R 1CR 2 C [导体棒中的电流为：I ＝ER 1＋r ，故A 错误；由左手定则知导体棒受的安培力向左，则弹簧长度减少，由平衡条件：BIL ＝k Δx ，代入I 得：Δx ＝BLE k r ＋R 1，故B 错误，C 正确；电容器上的电压等于导体棒两端的电压，Q ＝CU ＝C ·ER 1＋r ·r ，故D 错误．] 考向3 电磁感应中的平衡问题6．(多选)两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图112所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直，接触良好，形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R ，整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度v 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速率v 2向下匀速运动，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )【导学号：19624004】图112A ．cd 杆所受摩擦力为零B ．ab 杆所受拉力F 的大小为μmg ＋B 2L 2v 12RC ．回路中的电流为BL v 1＋v 2 2RD ．μ与v 1大小的关系为μ＝2RmgB 2L 2v 1BD [金属细杆切割磁感线时产生沿abdc 方向的感应电流，大小为：I ＝BLv 12R，金属细杆ab 受到水平向左的安培力，由受力平衡得：BIL ＋μmg ＝F ，金属细杆cd 运动时，受到的摩擦力和重力平衡，有：μBIL ＝mg ，联立以上各式解得：F ＝μmg ＋B 2L 2v 12R，μ＝2RmgB 2L 2v 1，故A 、C 错误，B 、D 正确．]热点模型解读| 力学中的斜面体模型(对应学生用书第5页)受力分析与牛顿第二定律综有一个长方体木块A ，它恰好能静止在斜坡上．现把一正方体铁块B 放在木块上，已知铁块与木块间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则下列说法正确的是( )图113A ．铁块能静止在木块上B ．铁块会匀速下滑C ．木块仍然能够静止D ．木块会加速下滑[解题指导] 本题属于斜面上物体运动状态的判断问题，铁块能否静止，看m B g sin θ与μ2m B g cos θ的大小关系，木块能否静止，看m A g sin θ＋μ2m B g cos θ与μ1(m A ＋m B )g cos θ的大小关系．C [由于木块恰好能静止在斜坡上，故依题意，木块与斜坡间的动摩擦因数为μ1＝tan 37°＝0.75，当铁块放在木块上后，由于μ2＝0.5<tan 37°，故铁块会加速下滑，选项A 、B 错误；放上铁块后，木块受到铁块沿斜面向下的力为μ2m B g cos 37°，而木块与斜面间的最大静摩擦力增加了μ1m B g cos 37°，大于μ2m B g cos 37°，故木块仍然能够静止，选项C 正确，D 错误．][拓展应用] (多选)(2016·山东临沂模拟)一个闭合回路由两部分组成，如图114所示，虚线右侧是电阻为r 的圆形导线；置于竖直方向均匀变化的磁场B 1中，左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d ，其电阻不计．磁感应强度为B 2的匀强磁场垂直于导轨平面向上，且只分布在虚线左侧，一个质量为m 、电阻为R 的导体棒MN 此时恰好能静止在导轨上，下述判断正确的是( )【导学号：19624005】图114A ．圆形线圈中的磁场，可以方向向上均匀增强，也可以方向向下均匀减弱B ．导体棒MN 受到的安培力大小为mgC ．回路中的感应电流为mg sin θB 2dD ．圆形导线中的电热功率为m 2g 2sin 2 θB 22d 2(R ＋r ) AC [根据左手定则判断可知，导体棒上的电流从N 到M ，根据楞次定律可知，选项A 正确．根据共点力平衡条件，导体棒MN 受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力，即B 2Id ＝mg sin θ，解得I ＝mg sin θB 2d ，选项B 错误，C 正确．圆形导线的电热功率P ＝I 2r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫mg sin θB 2d 2r ＝m 2g 2sin 2 θB 22d 2r ，选项D 错误．]。
2018高考物理二轮专题复习教学案：专题1 力与物体的平衡
专题1力与物体的平衡（2课时）【考情分析】——具体问题、具体分析高考命题突出受力分析、力的合成与分解方法的考查，也有将受力分析与牛顿运动定律、电磁场、功能关系进行综合考查。
题型一般为选择题和计算题。
【备考策略】——掌握方法，有的放矢1．研究对象的选取方法：(1)整体法(2)隔离法2．受力分析的顺序一般按照“一重、二弹、三摩擦，四其他”的程序，结合整体法与隔离法分析物体的受力情况。
3．处理平衡问题的基本思路：第1讲第1课时考向1：单个物体的平衡【高考实例】——动手解题，讲练结合，体会高考1．【2017·新课标Ⅰ卷】如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N。
初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（πα>）。
现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。
在OM由竖直被拉到水2平的过程中（）A．MN上的张力逐渐增大B．MN上的张力先增大后减小C．OM上的张力逐渐增大D．OM上的张力先增大后减小【答案】AD【解析】以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以AD正确，BC错误。
【考点定位】共点力的平衡、动态平衡【名师点睛】本题考查动态平衡，注意重物受三个力中只有重力恒定不变，且要求OM、MN两力的夹角不变，两力的大小、方向都在变。
三力合力为零，能构成封闭的三角形，再借助圆，同一圆弧对应圆周角不变，难度较大。
【规律方法】——总结提升，有理有据1．静态平衡问题：应先分析物体的受力情况，再根据平衡条件列出相应方程，解方程并对结果进行讨论。
2．动态平衡问题3．求解共点力平衡问题常用的方法(1)力的合成法：对研究对象受力分析后，应用平行四边形定则(或三角形定则)求合力的方法。
力的合成法常用于仅受三个共点力作用且保持平衡。
高一物理专题一 力 物体的平衡教案 人教版
高一物理专题一 力 物体的平衡教案一 教学目的1．明确力、重力、弹力、摩擦力的定义，会确定弹力，摩擦力的大小和方向。
2．明确力的合成和力的分解的定义，并能够熟练的确定合力的大小。
能根据不同情况进行力的分解。
3．学会分析物体受力的方法，学会用整体法和隔离法解决三力平衡和多力平衡。
二 主要知识点1．什么叫弹力？当物体被迫发生形变时，对迫使它形变的那些物体施加的作用力称为弹力2．如何确定弹力的大小和方向？⑴．根据胡克定律计算弹簧的弹力，判断弹力的方向. ⑵．根据实际情况确定弹力的大小和方向3．滑动摩擦力⑴．滑动摩擦力的产生条件①．接触，②．有正压力，③．正在相对滑动，④．接触面不光滑。
⑵．如何确定滑动摩擦力的方向？物体所受到的滑动摩擦力一定与该物体相对于施加这个摩擦力的那个物体的运动方向相反。
⑶．如何确定滑动摩擦力的大小？①．N f F μ=滑其中：N F 为存在滑动摩擦力的这两个物体之间的正压力（弹力）。
μ为这两个物体的接触面的动摩擦因数，其意义是单位正压力所能产生的摩擦力。
注意：滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关；与相对滑动速度无关。
②．根据力的作用效果确定滑动摩擦力的大小。
4．静摩擦力⑴．静摩擦力的产生条件①．相互接触，②．相互挤压，③．有相对滑动趋势，④．接触面不光滑。
⑵．如何确定静摩擦力的方向？总原则：物体所受的静摩擦力总是与该物体相对于施加这个摩擦力的那个物体的相对滑动趋向相反，并与接触面相切.具体的判断方法：①．当物体之间的相对滑动趋向难以确定时，可以设它们的接触面是光滑的来进行判断.②．根据力的作用效果确定静摩擦力的方向.⑶．静摩擦力的大小①．两物体之间的静摩擦力有一个最大限度，称为最大静摩擦力．实际静摩擦力介于零到最大静摩擦力之间．②．最大静摩擦力与物体之间的正压力成正比．③．两物体之间的滑动摩擦力一般略小于它们之间的最大静摩擦力．实际操作中一般都是根据实际情况确定静摩擦力的大小．5．力的合成和分解均遵循平行四边形定则。
物理高中力学平衡条件教案
物理高中力学平衡条件教案
教学目标：
1. 理解力学平衡的概念；
2. 掌握力学平衡的条件；
3. 能够运用力学平衡条件解决相关问题。
教学重点：
1. 力学平衡的定义和特点；
2. 物体处于平衡条件下所受的力的平衡。
教学难点：
1. 平衡条件下受力分析的方法；
2. 复杂平衡问题的解题技巧。
教学准备：
1. 教师准备：课件、教学实验装置；
2. 学生准备：笔记本、铅笔、橡皮。
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过提问引出学生对力学平衡的认识，激发学生对课题的兴趣。
二、理论讲解（15分钟）
1. 解释力学平衡的定义和特点；
2. 讲解力学平衡的条件，即物体在平衡状态下受力的平衡。
三、示范演示（10分钟）
教师通过模拟实验或者实际实验，向学生展示物体处于平衡状态下所受的各个力。
四、练习训练（20分钟）
学生进行力学平衡的相关练习题，巩固所学知识。
五、解题讲解（10分钟）
教师解答练习题，讲解解题思路和方法。
六、作业布置（5分钟）
布置相关作业，要求学生复习和总结今天学习的知识点。
七、课堂小结（5分钟）
教师对今天的教学内容进行总结，并提醒学生复习重点知识点。
资源准备：
1. 课件：力学平衡的概念和条件；
2. 实验装置：模拟物体在平衡状态下受力情况的实验装置。
高中物理力的平衡教案
高中物理力的平衡教案
教学内容：力的平衡、平衡条件、受力分析
教学目标：
1. 熟练掌握力的平衡的概念和平衡条件
2. 能够运用受力分析的方法解决平衡问题
3. 培养学生的动手实验和观察能力
教学重点：
1. 力的平衡概念和平衡条件的理解
2. 受力分析方法的应用
教学难点：
1. 如何进行力的分解和受力分析
2. 如何应用平衡条件解决实际问题
教学过程：
一、导入（5分钟）
利用力的平衡的日常生活例子引入本节课的内容，引发学生对力的平衡的兴趣和思考。
二、讲解与示范（15分钟）
1. 讲解力的平衡的定义和平衡条件
2. 示范如何进行受力分析，并解决简单力的平衡问题
3. 介绍重要的概念和公式
三、实验与观察（20分钟）
1. 让学生进行实验，通过实验观察力的平衡现象
2. 引导学生记录实验数据和结果，并进行数据分析
3. 引导学生解决实验中出现的问题，加深理解
四、练习与讨论（15分钟）
1. 给学生布置相关练习题，让学生运用受力分析解决平衡问题
2. 导引学生讨论解决问题的方法和策略
五、小结与作业（5分钟）
总结本节课的重点和难点，强调学生需要掌握的知识和技能，布置相关作业，巩固学习成果。
教学反思：
通过本节课的教学，学生应该能够熟练掌握力的平衡的概念和平衡条件，能够运用受力分析的方法解决平衡问题。
同时，通过实验和观察，学生能够加深对力的平衡现象的理解和认识。
在教学中要注重引导学生思考和讨论，激发学生的学习兴趣和积极性。
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专题1 力与物体的平衡【2018年高考考纲解读】高考命题突出受力分析、力的合成与分解方法的考查，也有将受力分析与牛顿运动定律、电磁场、功能关系进行综合考查。
题型一般为选择题和计算题。
高考对本专题内容的考查主要有：①对各种性质力特点的理解；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。
高考试题的考查形式主要有两种，一种是以生活中的静力学材料为背景，考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用；一种是以现实中可能出现的各种情况，考查力的概念的理解和计算．题型仍延续选择题的形式．【重点、难点剖析】1． 弹力(1)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．(2)方向：一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向；绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向．2． 摩擦力(1)大小：滑动摩擦力F f ＝μF N ，与接触面的面积无关；静摩擦力0<F f ≤F fmax ，具体值根据牛顿运动定律或平衡条件来求．(2)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．3． 电场力(1)大小：F ＝qE .若为匀强电场，电场力则为恒力；若为非匀强电场，电场力则与电荷所处的位置有关；点电荷的库仑力F ＝k q 1q 2r 2. (2)方向：正电荷所受电场力方向与场强方向一致，负电荷所受电场力方向与场强方向相反．4． 安培力(1)大小：F ＝BIL ，此式只适用于B ⊥I 的情况，且L 是导线的有效长度，当B ∥I 时F ＝0.(2)方向：用左手定则判断，安培力垂直于B 、I 决定的平面．5． 洛伦兹力(1)大小：F洛＝qvB，此式只适用于B⊥v的情况．当B∥v时F洛＝0.(2)方向：用左手定则判断，洛伦兹力垂直于B、v决定的平面，洛伦兹力总不做功．6．共点力的平衡(1)平衡状态：静止或匀速直线运动．(2)平衡条件：F合＝0或F x＝0，F y＝0.(3)常用推论：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．【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．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)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等．3．带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力．4．如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为F洛⊥v.【题型示例】题型一常见的三种力例1．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。
物块与桌面间的动摩擦因数为A．23B 3C3D3【答案】C【解析】F水平时：；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角时，则，联立解得：，故选C。
【变式探究】(2016·全国卷Ⅰ，19)如图3，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。
外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。
若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则( )图3A．绳OO′的张力也在一定范围内变化B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化答案BD【变式探究】如图所示，水平地而上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是( )A ．M 处受到的支持力竖直向上B ．N 处受到的支持力竖直向上C ．M 处受到的静摩擦力沿MN 方向D ．N 处受到的静摩擦力沿水平方向解析 支持力的方向垂直于支持面，因此M 处受到的支持力垂直于地面竖直向上，N 处支持力过N 垂直于切面，A 项正确、B 项错；静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反，因此M 处的静摩擦力沿水平方向，N 处的静摩擦力沿MN 方向，C 、D 项都错误． 答案 A【变式探究】如图所示，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2(F 2＞0)．由此可求出( )A ．物块的质量B ．斜面的倾角C ．物块与斜面间的最大静摩擦力D ．物块对斜面的正压力解析 斜面倾角为α，物块与斜面间的最大静摩擦力为F max ，当F 取最大值时，满足F 1＝mg sinα＋F max ，当F 取最小值时，满足F 2＋F max ＝mg sin α，由以上两个式子可求得F max ＝F 1－F 22，故C 正确；由于mg sin α在表达式结合求解时消去，故其他选项均无法求得，故A 、B 、D 错误．答案 C【变式探究】(多选)下列关于摩擦力的说法，正确的是( )A ．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B ．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C ．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D ．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速解析 滑动摩擦力既能提供动力，也能提供阻力，如把物体无初速度地放在传送带上，滑动摩擦力对物体做正功，使物体加速，A 错误，C 正确；静摩擦力既能提供动力，也能提供阻力，汽车启动过程中，车厢里的货物跟汽车一起加速，静摩擦力使货物加速，汽车车厢里的货物跟汽车一起停下来的过程中，静摩擦力使货物减速，B 错误，D 正确．答案 CD题型二 力的合成与分解例2．【2017·天津卷】如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M 、N 上的a 、b 两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。
如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是A ．绳的右端上移到b '，绳子拉力不变B ．将杆N 向右移一些，绳子拉力变大C ．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D ．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移【答案】AB【解析】设两杆间距离为d ，绳长为l ，Oa 、Ob 段长度分别为l a 和l b ，则b a l l l +=，两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β，受力分析如图所示。
绳子中各部分张力相等，F F F b a ==，则βα=。
满足mg F =αcos 2，αααsin sin sin l l l d b a =+=，即l d =αsin ，αcos 2mg F =，d 和l 均不变，则sin α为定值，α为定值，cos α为定值，绳子的拉力保持不变，衣服的位置不变，故A 正确，CD 错误；将杆N 向右移一些，d 增大，则sin α增大，cos α减小，绳子的拉力增大，故B 正确。
【变式探究】(2016·全国卷Ⅱ，14)质量为m 的物体用轻绳AB 悬挂于天花板上。
用水平向左的力F 缓慢拉动绳的中点O ，如图1所示。
用T 表示绳OA 段拉力的大小，在O 点向左移动的过程中( )图1A ．F 逐渐变大，T 逐渐变大B ．F 逐渐变大，T 逐渐变小C ．F 逐渐变小，T 逐渐变大D ．F 逐渐变小，T 逐渐变小解析 对O 点受力分析如图所示，F 与T 的变化情况如图，由图可知在O 点向左移动的过程中，F 逐渐变大，T 逐渐变大，故选项A 正确。
答案 A【变式探究】如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G ，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( )A ．GB ．G sin θC ．G cos θD ．G tan θ解析以人为研究对象，根据人处于平衡状态，由平衡条件知椅子对人的力F和重力大小相等，A正确．答案 A【变式探究】如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行．在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力F N分别为(重力加速度为g)( )A．T＝m(g sin θ＋a cos θ) F N＝m(g cos θ－a sin θ)B．T＝m(g cos θ＋a sin θ) F N＝m(g sin θ－a cos θ)C．T＝m(a cos θ－g sin θ) F N＝m(g cos θ＋a sin θ)D．T＝m(a sin θ－g cos θ) F N＝m(g sin θ＋a cos θ)答案 A【变式探究】(多选)两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则( )A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍B．F1、F2同时增加10 N，F也增加10 NC．F1增加10 N，F2减少10 N，F一定不变D．若F1、F2中的一个增大，F不一定增大解析根据求合力的公式F＝F21＋F22＋2F1F2cos θ(θ为F1、F2的夹角)，若F1、F2都变为原来的2倍，合力也一定变为原来的2倍，A正确；对于B、C两种情况，力的变化不是按比例增加或减少的，不能判断合力的变化情况，B、C错误；如图所示，在F⊥F2情况下，若F2增加，可明显看出合力减小，所以D正确．答案AD题型三受力分析例3. 【2017·新课标Ⅰ卷】如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N。
初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（π2α>）。
现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。
在OM由竖直被拉到水平的过程中A．MN上的张力逐渐增大B．MN上的张力先增大后减小C．OM上的张力逐渐增大D．OM上的张力先增大后减小【答案】AD【解析】以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以AD正确，BC错误。
【变式探究】(2016·全国卷Ⅲ，17)如图2所示，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。