题一各种性质的力和物体的平衡.pdfVIP

题一各种性质的力和物体的平衡

【重点知识梳理】

一．各种性质的力：

1．重力：重力与万有引力、重力的方向、重力的大小G=mg(g随高度、纬度、地质结

构而变化)、重心（悬吊法，支持法）；

2．弹力：产生条件（假设法、反推法）、方向（切向力，杆、绳、弹簧等弹力方向）、大

小F=Kx(x为伸长量或压缩量,K为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关)；

3．摩擦力：产生条件（假设法、反推法）、方向（法向力，总是与相对运动或相对运动趋

势方向相反）、大小（滑动摩擦力：f=N；静摩擦力：由物体的平衡条件或牛顿第

二定律求解）；

mm

4．万有引力：F=G12（注意适用条件）；

r2

qq

5．库仑力：F=K12(注意适用条件)；

r2

6．电场力：F=qE(F与电场强度的方向可以相同，也可以相反)；

7．安培力：磁场对电流的作用力。公式：F=BIL（BI）方向一左手定则；

8．洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力。公式：f=BqV(BV)方向一左手定则；

9．核力：短程强引力。

二．平衡状态：

1．平衡思想：力学中的平衡、电磁学中的平衡（电桥平衡、静电平衡、电磁流量计、磁

流体发电机等）、热平衡问题等；静态平衡、动态平衡；

2．力的平衡：共点力作用下平衡状态：静止（V=0，a=0）或匀速直线运动（V≠0，a=0）；

物体的平衡条件，所受合外力为零。F=0或F=0F=0；推论：[1]非平行

xy

的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。[2]几个共点力作用于物体而平衡，

其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向

三、力学中物体平衡的分析方法：

1．力的合成与分解法（正交分解法）；

2．图解法；

3．相似三角形法；

4．整体与隔离法；

【分类典型例题】

一．重力场中的物体平衡：

题型一：常规力平衡问题

解决这类问题需要注意：此类题型常用分解法也可以用合成法，关键是找清力及每个

力的方向和大小表示！多为双方向各自平衡，建立各方向上的平衡方程后再联立求解。

［例1］一个质量m的物体放在水平地面上,物体与地面间

的摩擦因数为μ,轻弹簧的一端系在物体上,如图所示.当用力F与

水平方向成θ角拉弹簧时,弹簧的长度伸长x，物体沿水平面做

匀速直线运动.求弹簧的劲度系数.

［变式训练1］如图，质量为m的物体置于倾角为θ的斜

面上，先用平行于斜面的推力F作

1

用于物体上，能使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力作用于物体上，也能使物体沿斜面

匀速上滑，则两次力之比F/F=?

12

题型二：动态平衡与极值问题

解决这类问题需要注意：（1）、三力平衡问题中判断变力大小的变化趋势时，可利用平

行四边形定则将其中大小和方向均不变的一个力，分别向两个已知方向分解，从而可从图中

或用解析法判断出变力大小变化趋势，作图时应使三力作用点O的位置保持不变．

（2）、一个物体受到三个力而平衡，其中一个力的大小和方向是确定的，另一个力的方

向始终不改变，而第三个力的大小和方向都可改变，问第三个力取什么方向这个力有最小值，

当第三个力的方向与第二个力垂直时有最小值，这个规律掌握后，运用图解法或计算法就比

较容易了．

［例2］如图2-5-3所示，用细线AO、BO悬挂重力，BO是水平的，AO与

竖直方向成α角．如果改变BO长度使β角减小，而保持O点不动，角α（α

0

45）不变，在β角减小到等于α角的过程中，两细线拉力