
专题01 力与物体的平衡 命题预测 本章属于基础热点内容,试题以选择题为主,知识方面的考查集中在受力分析、力的合成与分解、平衡条件的运用等知识上,能力考查主要表现在物理方法(整体与隔离法、假设法、等效法等)的运用能力、空间想象能力和建模能力等。 单独命题时突出以轻绳、杆、弹簧为模型,以连接体、叠加体为载体,结合实际生活,设计平衡问题,而且以动态平衡问题为重点,也常与电场和磁场相结合进行考查,复习本章时,要理解力和力的运算法则,会正确受力分析。在连接体问题和动态平衡问题中体会优选研究对象(整体或隔离)的便捷,在处理物体受不同个数的力的平衡问题中体会优选平衡条件的合适形式解决问题的便捷,同时体会临界极值法、函数法、图像法、整体法、隔离法等解题方法,多联系生活中的平衡现象,提高应用物理知识解决实际问题的能力。 高频考法 (1)物体的受力分析、静态平衡、动态平衡; (2)静电力、安培力、洛伦兹力作用下的平衡; (3)利用平衡条件解决实际问题. 考向一:受力分析及静态平衡问题 1.静态平衡问题的解题脉络 2.静态平衡问题的四种求解方法 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡时,任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡时,将某一个力按作用效果分解,则分力与其他两个力分别平衡 正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时,将所有力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件 矢量三角形法 对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 考向二:动态平衡问题 1.解决动态平衡问题的三种常用方法 (1)解析法:如果物体受到多个力的作用,可进行正交分解,利用解析法,建立平衡方程,根据自变量的变化确定因变量的变化。 (2)图解法:一个力恒定、另一个力的方向恒定时可用此法。例:挡板P由竖直位置逆时针向水平位置缓慢旋转时小球受力的变化。(如图所示) (3)相似三角形法:一个力恒定、另外两个力的方向同时变化,当所作矢量三角形与空间的某个几何三角形总相似时用此法。(如图所示) (4)矢量圆法(正弦定理法) ①矢量圆:如图所示,物体受三个共点力作用而平衡,其中一力恒定,另外两力方向一直变化,但两力的夹角不变,作出不同状态的矢量三角形,利用两力夹角不变,可以作出动态圆(也可以由正弦定理列式求解),恒力为圆的一条弦,根据不同位置判断各力的大小变化。 ②拉密定理:如图所示,物体受三个共点力作用而处于平衡状态,则三个力中任意一个力的大小与另外两个力的夹角的正弦成正比,即==。 2.解决动态平衡问题的一般思路 考向三 平衡中的临界与极值问题 1.临界或极值条件的标志 有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点。 若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语,表明题述的过程存在着“起止点”,而这些起止点往往就对应临界状态。 若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点。 若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等,即是求收尾加速度或收尾速度。 2.解决动力学临界、极值问题的常用方法 极限分析法 一种处理临界问题的有效方法,它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端(“极大”、“极小”、“极右”、“极左”等),从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来,使问题明朗化,便于分析求解。临界条件必须在变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而要把某个物理量推向极端,即极大和极小,并依次做出科学的推理分析,从而给出判断或导出一般结论。 假设分析法 ... ...
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