第1讲 力与物体的平衡 网络构建 备考策略 1.平衡中的“三看”与“三想” (1)看到“缓慢”，想到“物体处于动态平衡状态”。 (2)看到“轻绳、轻环”，想到“绳、环的质量可忽略不计”。 (3)看到“光滑”，想到“摩擦力为零”。 2.“三点”注意 (1)杆的弹力方向不一定沿杆。 (2)摩擦力的方向总与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反，但与物体的运动方向无必然的联系。 (3)安培力F的方向既与磁感应强度的方向垂直，又与电流方向垂直，即F跟B、I所在的平面垂直，但B与I的方向不一定垂直。 力学中的平衡问题 物体的静态平衡问题 【典例1】 (2019·浙江杭州适应性考试)如图1所示，一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上，一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁，吸附在“房子”的顶棚斜面上保持静止状态。已知顶棚斜面与水平面的夹角为θ，塑料壳和磁铁的总质量为m，塑料壳和斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则以下说法正确的是( ) 图1 A.塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mgcos θ B.顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为μmgcos θ C.顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小为mg D.磁铁的磁性若瞬间消失，塑料壳不一定会往下滑动 解析 作塑料壳的受力图，FN＝F吸＋mgcos θ，FN′＝FN，A错误；Ff＝mgsin θ，B错误；FN和Ff的合力与mg和F吸的合力大小相等，方向相反，C错误；因最大静摩擦力和重力沿斜面的分力的大小关系未知，故D正确。 答案 D 物体的动态平衡问题 【典例2】 (2019·浙江省温州市平阳二中高三质检)如图2所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接。用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置。现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置，这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动。则此过程中，圆环对杆的摩擦力F1和圆环对杆的弹力F2的变化情况是( ) 图2 A.F1保持不变，F2逐渐增大 B.F1逐渐增大，F2保持不变 C.F1逐渐减小，F2保持不变 D.F1保持不变，F2逐渐减小 解析 设圆环B的质量为M。以整体为研究对象，分析受力，如图甲，根据平衡条件得F2′＝F，F1′＝(M＋m)g， 杆对圆环的摩擦力F1′大小保持不变，由牛顿第三定律知圆环对杆的摩擦力F1也保持不变。再以结点为研究对象，分析受力，如图乙，根据平衡条件得到，F＝mgtan θ，当O点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时，θ增大，则F增大，而F2′＝F，则F2′增大，由牛顿第三定律得，F2增大，故选项A正确。 答案 A 平衡中的连接体问题 【典例3】 (2019·桐乡一中周考)如图3所示，有5 000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止。若连接天花板的轻绳与水平方向的夹角为45°，则第2 013个小球与2 014个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于( ) 图3 A. B. C. D. 解析 以5 000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图甲所示，根据平衡条件得F＝5 000mg 再以2 014个到5 000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图乙所示，则有tan α＝＝，故选项D正确。 答案 D 1.在三个力作用下物体的平衡问题中，常用合成法分析；在多个力作用下物体的平衡问题中，常用正交分解法分析。 2.解决动态平衡问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”。动态平衡问题的常用方法： (1)图解法 (2)解析法 (3)相似三角形法 (4)正弦定理法等 1.(2019·浙江瑞安选考模拟)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，挂在如图4所示的晾衣架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平 ... ...
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