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专题一 力与物体的平衡 教案
一． 专题要点
1. 重力
⑴产生：重力是由于地面上的物体受到地球的万有引力而产生的，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，如右图所示。
⑵大小：随地理位置的变化而变化。
在两极：G=F万
在赤道：G= F万-F向
一般情况下，在地表附近G=mg
⑶方向：竖直向下，并不指向地心。
2. 弹力
⑴产生条件：①接触②挤压③形变
⑵大小：弹簧弹力F=kx，其它的弹力利用牛顿定律和平衡条件求解。
⑶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，在分析竖直平面内的圆周运动时应该注意两者的区别。
3.摩擦力
⑴产生条件：①接触且挤压②接触面粗糙③有相对运动或者相对运动趋势
⑵大小：滑动摩擦力 ,与接触面的面积无关，静摩擦力根据牛顿运动定律或平衡条件求解。
⑶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.电场力
⑴电场力的方向：正电荷受电场力的方向与场强方向一致，负电荷受电场力的方向与场强方向相反。
⑵电场力的大小： ，若为匀强电场，电场力则为恒力，若为非匀强电场，电场力将与位置有关。
5.安培力
⑴方向：用左手定则判定，F一定垂直于I、B，但I、B不一定垂直，I、B有任一量反向，F
也反向。
⑵大小：
①此公式只适用于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 B平行时， 。
6.洛伦兹力
⑴洛伦兹力的方向
①洛伦兹力的方向既与电荷的运动方向垂直，又与磁场方向垂直，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，当电荷运动方向改变时，洛伦兹力的方向也发生改变。
③由于洛伦兹力的方向始终与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力对电荷永不做功。
⑵洛伦兹力的大小：
当 ， ，此时电荷受到的洛伦兹力最大
当 ， ，即电荷的运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力的作用。
当 ， ，说明磁场只对运动电荷产生力的作用。
7.力的合成与分解
由于力是矢量，因此可以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
⑴状态：静止或匀速运动
⑵F合=0





二． 考纲要求
考点 要求 考点解读
滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数 Ⅰ 物体在共点力的作用下的平衡是静力学的基础。考题主要考察重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力作用下的共点力的平衡问题、共点力的合成与分解、物体（或带电体）平衡条件的应用；常用的方法有整体法与隔离法、正交分解法、解矢量三角形、相似三角形。题目一般是以一个选择题的形式考查受力分析或者把受力分析、力的合成与分解附在大题中出现。
形变、弹性、胡克定律 Ⅰ
矢量和标量 Ⅰ
力的合成与分解 Ⅱ
共点力的平衡 Ⅱ
三． 教法指引
此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点，进行适当提炼讲解根据我对学生的了解，发现很多同学的力学基础不是很好，尤其在重力场、电场、磁场都出现之后受力变得复杂，有同学甚至不能区分F电、F安、F洛、把几个力混为一谈，处理力的性质时难度更大，所以在讲解时层次应放的低一点，还是要以夯实基础为主。
四． 知识网络

五． 典例精析
题型1.（受力分析问题）如图所示，物体A 靠在倾斜的墙面上，在与墙面和B垂直的力F作用下，A、B保持静止，试分析A、B两个物体的受力个数。
解析：B的受力简单一点，先取B为研究对象，若只受G与F作用，B物体不可能静止。因此 A对B有弹力与摩擦力，B物体共受四个力作用。
再取A为研究对象，受重力、B对A的弹力、B对A沿A向下的摩擦力、墙对A的弹力、墙对A沿墙向上的摩擦力，A物体共受五个力作用。此题也可以对AB整体分析推出墙对A对有弹力和向上的摩擦力（与分析B类似）。
规律总结：1.在分析两个以上相互作用物体的受力分析时，要整体法和隔离法相互结合。
2.确定摩擦力和弹力的方向时，通常根据物体所处的状态，采用“假设法”判断
3.当直接分析某一物体的受力不方面时，常通过转移研究对象，先分析与其相互作用的另一物体的受力，然后根据扭动第三定律分析该物体的受力，上例中就是先分析了B的受力，又分析A的受力。

题型2.（重力、弹力和摩擦力作用下的物体平衡问题）如图所示我国国家大剧院外部呈椭球型。假设国家大剧院的屋顶为半球形，一警卫人员为执行任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行，他在向上爬的过程中 （ ）
A． 屋顶对他的支持力变大
B． 屋顶对他的支持力变小
C． 屋顶对他的摩擦力变大
D． 屋顶对他的摩擦力变小
解析：缓慢爬行可以看成任意位置都处于平衡状态。对图示位置进行受力分析建立平衡方程
，向上爬时 减小，所以f减小、N增大，AD对。
若警卫人员执完特殊任务后从屋顶A点开始加速下滑，则摩擦力、支持力又如何？
解析：这时 ，向下滑时 增大，N减小、f减小，BD对。
规律总结：1.本题考查了力学中的三种力及力的分解、物体平衡条件的应用。
2.审题时要注意“缓慢”的含义，受力分析时应该特别注意摩擦力的方向沿着接触面的切线方向。
3.要注意静摩擦力与滑动摩擦力的求解方法不同，当加速下滑时受到的是滑动摩擦力应该根据公式 求解。

题型3.（连接体的平衡问题）如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30 和45 ,质量分别为2 m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置，再由静止释放，则在上述两种情形中正确的有（ ）
(A)质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用
(B)质量为m的滑块均沿斜面向上运动
(C)绳对质量为m滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力
(D)系统在运动中机械能均守恒
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