专题一力和物体的平衡

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(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一定反向. (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平行时,F最小=0.
6：洛伦兹力
(1)
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,
专题一 力与物体的平衡
一.命题趋向与考点
物体的平衡、平衡条件及其运用历来是高考的热点， 它不仅涉及力学中共点力平衡，还常常涉及带电粒子在电 磁场或复合场中的运动平衡问题。近几年的高考题中有运 用平衡条件进行判断的选择题，也有运用平衡条件结合其 他知识进行求解的计算题。
1、在重力场中,物体在重力、弹力、摩擦力及其他力作用 下，处于静止或匀速直线运动状态，求其中某些力的大小， 特别是摩擦力求解较多。
所以洛伦兹力方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向
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,洛伦兹力的方向也一定改变. ③由于洛伦兹力方向总与电荷运动方向垂直,所以洛伦兹力对电 荷永不做功. (2)洛伦兹力的大小:F洛=qvB sinθ . 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作用.
平衡类 问题
合成法
三角形法
正交分解法
三、对力的几点认识
1.力的概念.力是物体间的相互作用.
这一定义体现了力的物质性和相互性.力是矢量.
2.力的效果 （1）力的静力学效应：力能使物体发生形变. (2)力的动力学效应： a.瞬时效应：使物体产生加速度F=ma b.时间积累效应： 产生冲量I=Ft，使物体的动量发生变化Ft=△p c.空间积累效应：
2、在复合场中,带电粒子在重力或电场力、磁场力及其他 力作用下，处于静止或匀速直线运动状态。 3、在复合场中,通电导体在重力和安培力及其他力作用下， 处于静止或匀速直线运动状态，尤其是通电导体的动态平 衡问题。
二.知识概要与方法
一. 共点力作用下物体的平衡
1：平衡条件：合外力为零, 即 F合=0 2：平衡条件的推论： （1） 等值反向原理：当物体处于平衡状态时,它所受的 某一个力与它所受的其余力的合力大小相等,方向相反.
3.物体平衡问题分类及解题思路
(1)分类 a．在重力弹力摩擦力作用下的平衡 b．在电场、磁场中的平衡 c．通电导体棒的平衡 d．电磁感应中的平衡
(2)解题思路： ⅰ.分析物体的受力特点； ⅱ.根据物体所处的状态列平衡方程求解。
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与弹簧有关的 与 摩 擦 力 有 关 复 合 场 中 的 平 衡 问 题 的平衡问题 平 衡 问 题
7.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. 8. 共点力的平衡 (1)状态:静止或匀速直线运动 (2)条件:F合=0
五：解决平衡问题的思路和方法 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. 常用的方法有: (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:正交分解法、力的合成法(在三 个共点力作用下的平衡,任意两个力的合力必与第三 个力等大反向)、拉密定理、解矢量三角形法和图解 法(分析动态平衡问题).
如：物体做曲线运动时，在某点所受合外力 的方向一定指向轨迹弧线内侧的某个方向.
四、中学物理中常见的几种力
1.
（1）产生：重力是由于地面上的物体受地球的
吸引而产生的,但两者不等价.因为万有引力的
一个分力要提供物体随地球自转所需的向心力，
而另一个分力即重力,如图所示.
（2）大小:
在两极:G=F万 在赤道:G=F万-F向
做功W=Fs，使物体的动能发生变化△Ek=W
3.物体受力分析的基本方法
（1）确定研究对象（隔离体、整体）.
（2）按照次序画受力图，先主动力、后 被动力，先场力、后接触力.
（3）只分析性质力，不分析效果力，合 力与分力不能同时分析.
（4）结合物体的运动状态.是静止还是运 动，是直线运动还是曲线运动.
例：水平横梁的一端A插在壁内，另一端装有于小滑轮， 一轻绳的一端C固定于壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质 量m＝10kg的重物，角B等于30度，则滑轮受到绳子的作用 力为多大？
B
(2) 三力汇交原理：物体在作用线共面的三个非平行力作 用下,处于平衡状态时,这三个力的作用线交于一点.
（3）拉密定理
如果共点的三个力作用下物体处于平衡状态，那各力的大
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3. 摩擦力 (1)产生条件:①接触且挤压；②接触面粗糙；③ 有相对运动或相对运动的趋势.
(2)大小:滑动摩擦力Ff=μ FN,与接触面的大小无
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,并且与相对运动或 相对运动趋势方向相反.
4 (1)电场力的方向:正电荷受电场力方向 与场强方向一致,负电荷受电场力方向 与场强方向相反. (2)电场力的大小:F=qE,若为匀强电场, 电场力则为恒力,若为非匀强电场,电场 力将与电荷在电场中的位置有关
小分别与另外两个力夹角的正弦成正比 F1 F2 F3
（4）最小值原理
sin1 sin 2 sin 3
物体在三个力作用下处于平衡状态，其中一个力F1的大
小和方向都不变，另一个力F2的方向不变，当第三个力
F3的方向垂直于F2的方向时，F3具有最小值
（5）闭合多边形原理 闭合多边形原理：当物体受到同一平面内的三个力的作用 而处于平衡状态时，这几个力首尾相接构成一个封闭的三 角形。闭合多边形原理常用来分析动态平衡问题。
一般情况下,在地表附近G =
（3）方向:竖直向下,并不指向地心.
2.弹力 （1）产生条件:①接触;②挤压；③弹性形变. （2）大小：弹簧弹力F=kx,其它的弹力利用牛顿运动 定律结合平衡条件求解. （3）方向:压力和支持力的方向垂直于接触面指向被 压或被支持的物体,若接触面是球面,则弹力的作用线一 定过球心.绳的作用力一定沿绳,杆的作用力不一定沿杆. 提醒 绳只能产生拉力,杆既可以产生拉力,也可以产生 支持力,在分析竖直面内的圆周运动问题时应注意二者 的区别.