專題一力與運動專題一力與運動第一部分第一部分專題突破方略專題突破方略專題一力與運動專題一力與運動專題一力與運動專題一力與運動專題一力與運動專題一力與運動第第1講力與平衡講力與平衡重點知識歸納重點知識歸納一、六種常見性質力分析一、六種常見性質力分析力的力的名稱名稱產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件大小大小方向方向說明說明重力重力由于地球由于地球的吸引的吸引(但不是但不是地球對物地球對物體的引力體的引力)Gmg(g與與物體的高物體的高度、緯度度、緯度有關有關)豎直豎直向下向下重力大小重力大小與物體的運與物體的運動狀態(tài)無關動狀態(tài)無關在電磁場在電磁場中，基本粒中，基本粒子的重力遠子的重力遠小于電磁力，小于電磁力，常被忽略常被忽略力的力的名稱名稱產(chǎn)生產(chǎn)生條件條件大小大小方向方向說明說明彈力彈力接觸、接觸、彈性形彈性形變變彈性彈性體：體：Fkx與形變與形變方向相方向相反反垂直于接觸面，垂直于接觸面，指向被支持物體或指向被支持物體或被壓物體；被壓物體；繩的繩的彈力方向沿繩收縮彈力方向沿繩收縮的方向；的方向；桿的彈力方向不桿的彈力方向不一定沿桿一定沿桿力的力的名稱名稱產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件大小大小方向方向說明說明摩擦力摩擦力兩物體之兩物體之間有彈力間有彈力接觸面粗糙接觸面粗糙有相對運有相對運動動(滑動摩滑動摩擦力擦力)或相或相對運動趨勢對運動趨勢(靜摩擦力靜摩擦力)滑動摩擦滑動摩擦力：力：FfFN靜摩靜摩擦力：擦力：0FfFfmax平行于接平行于接觸面，與觸面，與相對運動相對運動或相對運或相對運動趨勢的動趨勢的方向相反方向相反對靜摩擦對靜摩擦力的分析、力的分析、判斷，要判斷，要結合物體結合物體的運動狀的運動狀態(tài)態(tài)力的名稱力的名稱產(chǎn)生產(chǎn)生條件條件大小大小方向方向說明說明電場力電場力帶電帶電體在體在電場電場中中FqE(定義式定義式) (適用于真空中適用于真空中點電荷點電荷)正電荷受力正電荷受力方向與方向與E方方向相同，負向相同，負電荷受力方電荷受力方向與向與E方向方向相反相反力的力的名稱名稱產(chǎn)生產(chǎn)生條件條件大小大小方向方向說明說明安培安培力力通電通電導線導線在磁在磁場中場中做切做切割磁割磁感線感線運動運動FBIL(BI)由左手由左手定則判定則判斷斷F垂直垂直于于L和和B決定的決定的平面平面閉合回路中的導閉合回路中的導體棒做切割磁感體棒做切割磁感線運動產(chǎn)生感應線運動產(chǎn)生感應電流的同時，導電流的同時，導體棒受到安培力體棒受到安培力作用作用名稱名稱產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件大小大小方向方向說說明明洛倫茲力洛倫茲力電荷運動的方電荷運動的方向與磁場方向向與磁場方向不平行不平行FBqv(Bv)由左手定由左手定則判斷則判斷洛洛倫倫茲茲力力永永不不做做功功二、共點力平衡的基本思路和方法二、共點力平衡的基本思路和方法1求解共點力平衡問題的思路求解共點力平衡問題的思路2共點力平衡問題的解法共點力平衡問題的解法(1)二力平衡法二力平衡法當物體在兩個共點力作用下平衡時，這兩個力當物體在兩個共點力作用下平衡時，這兩個力一定等大反向一定等大反向(2)解三角形法解三角形法該方法主要用來解決三力平衡問題若力三角該方法主要用來解決三力平衡問題若力三角形為直角三角形，則運用勾股定理或三角函數(shù)形為直角三角形，則運用勾股定理或三角函數(shù)求解；若力三角形為斜三角形，則運用正弦定求解；若力三角形為斜三角形，則運用正弦定理、余弦定理的知識求解理、余弦定理的知識求解(3)正交分解法正交分解法物體在多個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，可物體在多個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，可以把各力沿兩個相互垂直的方向分解，在這兩以把各力沿兩個相互垂直的方向分解，在這兩個方向上分別根據(jù)個方向上分別根據(jù)Fx0、Fy0列方程并進行討列方程并進行討論論(4)相似三角形法相似三角形法通過力三角形與幾何三角形相似的方法求未知通過力三角形與幾何三角形相似的方法求未知力，這種方法在解斜三角形問題時更顯優(yōu)越力，這種方法在解斜三角形問題時更顯優(yōu)越性性(5)圖解法圖解法當物體所受的力變化時，通過對幾個特殊狀態(tài)當物體所受的力變化時，通過對幾個特殊狀態(tài)畫出受力圖畫出受力圖(在同一圖上在同一圖上)進行對比分析，使動態(tài)進行對比分析，使動態(tài)問題靜態(tài)化，抽象問題形象化，問題將變得易問題靜態(tài)化，抽象問題形象化，問題將變得易于分析處理于分析處理熱點題型示例熱點題型示例物體的受力分析物體的受力分析1受力分析的步驟受力分析的步驟(1)明確研究對象，可以是一個結點、一個物明確研究對象，可以是一個結點、一個物體或物體系統(tǒng)等體或物體系統(tǒng)等(2)按順序找力：一般先分析重力；其次分析按順序找力：一般先分析重力；其次分析接觸力接觸力(包括彈力和摩擦力包括彈力和摩擦力)，最后分析電場力、，最后分析電場力、磁場力磁場力(3)畫出受力圖，標出表示力的字母，并檢查畫出受力圖，標出表示力的字母，并檢查以防漏力或多力以防漏力或多力2受力分析的注意事項受力分析的注意事項(1)只分析研究對象受的力只分析研究對象受的力(即研究對象以外的物即研究對象以外的物體給研究對象的力體給研究對象的力)，而不分析研究對象給其他物，而不分析研究對象給其他物體的力體的力(2)只分析性質力，如重力、彈力、摩擦力、電場只分析性質力，如重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力等，不分析效果力，如向心力等力、磁場力等，不分析效果力，如向心力等(3)考慮了分力就不能再同時考慮合力，反之亦考慮了分力就不能再同時考慮合力，反之亦然然(4)物體的受力情況與運動情況相對應物體的受力情況與運動情況相對應 (2011年押題卷年押題卷)如圖如圖111所示，物塊所示，物塊的質量為的質量為m，在恒力，在恒力F的作用下，緊靠在天花板的作用下，緊靠在天花板上保持靜止，若物塊與天花板間的動摩擦因數(shù)上保持靜止，若物塊與天花板間的動摩擦因數(shù)為為，則，則()圖圖111A物塊可能受到物塊可能受到3個力作用個力作用B物塊受到的摩擦力的大小一定為物塊受到的摩擦力的大小一定為FcosC天花板對物塊摩擦力的大小一定為天花板對物塊摩擦力的大小一定為FsinD物塊對天花板的壓力大小為物塊對天花板的壓力大小為Fmg【自主解答自主解答】進行受力分析，物塊受重力進行受力分析，物塊受重力mg、外力外力F的作用，然后用的作用，然后用“假設法假設法”判定，它一定受判定，它一定受到靜摩擦力到靜摩擦力Ff與支持力與支持力FN，物塊共受到，物塊共受到4個力作個力作用，如圖所示用，如圖所示A選項錯誤對物塊受力在水平、選項錯誤對物塊受力在水平、豎直方向建立坐標系，正交分解、應用三角函豎直方向建立坐標系，正交分解、應用三角函數(shù)，由平衡條件得：水平方向：數(shù)，由平衡條件得：水平方向：FcosFf豎直方向：豎直方向：FsinFNmg所以，所以，C、D錯誤，錯誤，B正確正確綜上分析，正確選項為綜上分析，正確選項為B.【答案答案】B強化訓練強化訓練1如圖如圖112所示，所示，100個大小相同、個大小相同、質量均為質量均為m且無摩擦的小球，靜止放置于兩個且無摩擦的小球，靜止放置于兩個相互垂直且光滑的平面上，已知平面相互垂直且光滑的平面上，已知平面AB與水平與水平面夾角為面夾角為30，則第二個小球，則第二個小球()圖圖112A共受到三個力的作用共受到三個力的作用B共受到四個力的作用共受到四個力的作用C對第三個小球的作用大小為對第三個小球的作用大小為48mgD對第三個小球的作用大小為對第三個小球的作用大小為47mg解析：選解析：選B.選第二個小球為研究對象，它受到選第二個小球為研究對象，它受到重力、斜面的支持力、第一個小球的彈力和第重力、斜面的支持力、第一個小球的彈力和第三個小球的彈力四個力的作用再選第二個球三個小球的彈力四個力的作用再選第二個球以上以上(包括第三個球包括第三個球)的的98個球為研究對象，它個球為研究對象，它受到重力受到重力98mg、支持力、支持力F1及第二個球對它的沿及第二個球對它的沿斜面向上的彈力斜面向上的彈力F2作用，根據(jù)平衡條件可得作用，根據(jù)平衡條件可得F298mgsin3049mg.1整體法：整體法：選取幾個物體組成的整體為研究對選取幾個物體組成的整體為研究對象，進行受力分析的方法用整體方法解題一象，進行受力分析的方法用整體方法解題一般較簡單，但整體法不能求內力般較簡單，但整體法不能求內力2隔離法：隔離法：把研究對象從周圍物體中隔離出來，把研究對象從周圍物體中隔離出來，進行受力分析的方法隔離法不僅能求出其他進行受力分析的方法隔離法不僅能求出其他物體對整體的作用力，而且還能求出整體內部物體對整體的作用力，而且還能求出整體內部物體之間的作用力物體之間的作用力整體法、隔離法的應用整體法、隔離法的應用3注意問題注意問題(1)實際問題通常需要交叉應用隔離法與整體法實際問題通常需要交叉應用隔離法與整體法才能求解才能求解(2)對兩個以上的物體疊加組成的物體進行受力對兩個以上的物體疊加組成的物體進行受力分析時，一般先從受力最簡單的物體入手，采分析時，一般先從受力最簡單的物體入手，采用隔離法進行分析用隔離法進行分析 如圖如圖113所示，質量為所示，質量為M的直角三棱的直角三棱柱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為且斜面傾角為.質量為質量為m的光滑球放在三棱柱的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，和光滑豎直墻壁之間，A和和B都處于靜止狀態(tài)，都處于靜止狀態(tài)，求地面對三棱柱支持力和摩擦力各為多少？求地面對三棱柱支持力和摩擦力各為多少？圖圖113【自主解答自主解答】選取選取A和和B整體為研究對象，它整體為研究對象，它受到重力受到重力(Mm)g，地面支持力，地面支持力FN，墻壁的彈，墻壁的彈力力F和地面的摩擦力和地面的摩擦力Ff的作用的作用(如圖所示如圖所示)而處于而處于平衡狀態(tài)根據(jù)平衡條件有：平衡狀態(tài)根據(jù)平衡條件有：FN(Mm)g0FFf再以再以B為研究對象，它受到重力為研究對象，它受到重力mg，三棱柱對，三棱柱對它的支持力它的支持力FNB，墻壁對它的彈力，墻壁對它的彈力F的作用的作用(如圖如圖所示所示)，而處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有：，而處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有：FNBcosmgFNBsinF解得解得Fmgtan所以所以FfFmgtan.【答案答案】(Mm)gmgtan強化訓練強化訓練2(2011年高考海南卷年高考海南卷)如圖如圖114，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對斜劈的摩擦力則地面對斜劈的摩擦力()圖圖114A等于零等于零B不為零，方向向右不為零，方向向右C不為零，方向向左不為零，方向向左D不為零，不為零，v0較大時方向向左，較大時方向向左，v0較小時方向較小時方向向右向右解析：選解析：選A.法一：整體法選物塊和斜劈為研法一：整體法選物塊和斜劈為研究對象，由于系統(tǒng)的加速度等于零，合力等于究對象，由于系統(tǒng)的加速度等于零，合力等于零，故系統(tǒng)在水平方向的合力等于零因此地零，故系統(tǒng)在水平方向的合力等于零因此地面對斜劈的摩擦力等于零故面對斜劈的摩擦力等于零故A正確正確1動態(tài)平衡動態(tài)平衡所謂動態(tài)平衡是指通過控制某些物理量，使物所謂動態(tài)平衡是指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，而在這一過程中物體體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，而在這一過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)又始終處于一系列的平衡狀態(tài)共點力作用下的動態(tài)平衡共點力作用下的動態(tài)平衡問題問題2分析動態(tài)平衡問題的方法分析動態(tài)平衡問題的方法解決此類問題的基本方法有解析法和圖解法解決此類問題的基本方法有解析法和圖解法(1)解析法：畫出研究對象的受力圖，根據(jù)動態(tài)解析法：畫出研究對象的受力圖，根據(jù)動態(tài)變化的原因，一般是某一夾角在發(fā)生變化，用變化的原因，一般是某一夾角在發(fā)生變化，用三角函數(shù)表示出各個作用力與變化夾角之間的三角函數(shù)表示出各個作用力與變化夾角之間的關系，從而判斷各作用力的變化關系，從而判斷各作用力的變化(2)圖解法：畫出研究對象的受力圖，作出力的圖解法：畫出研究對象的受力圖，作出力的平行四邊形或矢量三角形，依據(jù)某一參量的變平行四邊形或矢量三角形，依據(jù)某一參量的變化，分析各邊的長度變化從而確定力的大小及化，分析各邊的長度變化從而確定力的大小及方向的變化情況當物體受到一個大小方向不方向的變化情況當物體受到一個大小方向不變、一個方向不變、一個大小方向都變化的三變、一個方向不變、一個大小方向都變化的三個力作用時，且題目只要求定性討論力的大小個力作用時，且題目只要求定性討論力的大小而不必進行定量計算時應首先考慮這種方法而不必進行定量計算時應首先考慮這種方法 如圖如圖115所示，質量為所示，質量為m的物體在三的物體在三根細繩懸吊下處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)用手持繩根細繩懸吊下處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)用手持繩OB的的B端，使端，使B端緩慢向上轉動，且始終保持結點端緩慢向上轉動，且始終保持結點O的位置不動，則的位置不動，則AO繩拉力繩拉力F1、BO繩拉力繩拉力F2的變的變化情況是化情況是()圖圖115AF1變小，變小，F(xiàn)2變小變小BF1變小，變小，F(xiàn)2先變小、后變大先變小、后變大CF1變大，變大，F(xiàn)2變小變小DF1變大，變大，F(xiàn)2先變大、后變小先變大、后變小【自主解答自主解答】以結點以結點O 為研究對象，受為研究對象，受OA繩的繩的拉力拉力F1、OB繩的拉力繩的拉力F2、OC繩的拉力繩的拉力(大小等大小等于于mg)作用它始終處于平衡狀態(tài)，用平行四作用它始終處于平衡狀態(tài)，用平行四邊形定則做出相應的邊形定則做出相應的“力三角形力三角形OBD”，它的三，它的三個邊長分別表示三個力的大小，如圖所示個邊長分別表示三個力的大小，如圖所示在在OB向上轉動的過程中，向上轉動的過程中，OC繩的拉力一直等繩的拉力一直等于于mg，其大小、方向均不變；因，其大小、方向均不變；因OA位置不變，位置不變，F(xiàn)1的方向不變當?shù)姆较虿蛔儺擝點向上轉動時，從圖形的幾點向上轉動時，從圖形的幾何特點可以看出，拉力何特點可以看出，拉力F1一直變小，拉力一直變小，拉力F2先變先變小、后變大小、后變大綜上分析，正確選項為綜上分析，正確選項為B.【答案答案】B強化訓練強化訓練3 (2011年廈門高三沖刺卷年廈門高三沖刺卷)我國國家大我國國家大劇院外部呈橢球型，假設國家大劇院的屋頂為劇院外部呈橢球型，假設國家大劇院的屋頂為半球型，一警衛(wèi)員為執(zhí)行特殊任務，必須冒險半球型，一警衛(wèi)員為執(zhí)行特殊任務，必須冒險在半球型屋頂上向上緩慢爬行在半球型屋頂上向上緩慢爬行(如圖如圖116所所示示)，他在向上爬的過程中，他在向上爬的過程中()圖圖116屋頂對他的支持力變大屋頂對他的支持力變大屋頂對他的支持力變小屋頂對他的支持力變小屋頂對他的摩擦力變大屋頂對他的摩擦力變大屋頂對他的摩擦力變小屋頂對他的摩擦力變小ABC D解析：選解析：選B.作出人的受力圖，如圖，受力分析作出人的受力圖，如圖，受力分析時要注意摩擦力的方向沿著接觸面的切線方向，時要注意摩擦力的方向沿著接觸面的切線方向，支持力的方向垂直于接觸面，即背向圓心支持力的方向垂直于接觸面，即背向圓心將人受的摩擦力與支持力合成，其合力與重力將人受的摩擦力與支持力合成，其合力與重力平衡由圖得：平衡由圖得：Ffmgsin，F(xiàn)Nmgcos，隨著隨著從從90逐漸減小到逐漸減小到0，F(xiàn)f減小，減小，F(xiàn)N增增大故選大故選B.