考题一 物体的受力分析及平衡问题
1.物理中的各种性质的力
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种类 |
大小 |
方向 |
说明 |
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重力 |
G＝mg(不同高度、纬度、星球，g值不同) |
竖直向下 |
微观粒子的重力一般可忽略，带电小球、微粒的重力一般不能忽略 |
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弹簧的弹力 |
F＝kx(x为形变量) |
沿弹簧轴线 |
大小、方向都能够发生变化 |
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静摩擦力 |
0＜Ff静≤Fmax |
与相对运动趋势方向相反 |
没有公式，只能由牛顿运动定律求解 |
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滑动摩擦力 |
Ff滑＝μFN |
与相对运动方向相反 |
一般情况下FN≠mg |
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万有引力 |
F＝G |
沿质点间的连线 |
适用于质点之间、质量均匀分布的球体之间引力的求解 |
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库仑力 |
F＝k |
沿点电荷间的连线 |
适用于真空中点电荷间库仑力的求解 |
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电场力 |
F电＝qE |
正(负)电荷与电场强度方向相同(相反) |
带电体处于电场中一定受电场力 |
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安培力 |
F＝BIL 当B∥I时，F＝0 |
左手定则，安培力(洛伦兹力)的方向总是垂直于B与I(或B与v)决定的平面 |
电流或电荷处于磁场中不一定受磁场力 |
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洛伦兹力 |
F洛＝qvB 当B∥v时，F洛＝0 |
2.受力分析的常用方法
(1)整体法与隔离法
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整体法 |
隔离法 |
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概念 |
将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法 |
将研究对象与周围物体分隔开的方法 |
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选用 原则 |
研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度 |
研究系统内物体之间的相互作用力 |
(2)假设法
在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.
(3)转换研究对象法
当直接分析一个物体的受力不方便时，可转换研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力.
考题二：共点力作用下物体的动态平衡
1.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由竖直位置向水平位置缓慢旋转时小球受力的变化.(如图5)
特点：一个力为恒力，另一个力的方向不变.
2.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6)
特点：一个力为恒力，另两个力的方向都在变.
3.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.
4.结论法：若合力不变，两等大分力夹角变大，则分力变大.
考题三：平衡中的临界、极值问题
1.物体平衡的临界问题：
当某一物理量变化时，会引起其他几个物理量跟着变化，从而使物体所处的平衡状态恰好出现变化或恰好不出现变化.
2.极限分析法：
通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端(“极大”或“极小”、“极右”或“极左”等).
3.解决中学物理极值问题和临界问题的方法
(1)物理分析方法：就是通过对物理过程的分析，抓住临界(或极值)条件进行求解.
(2)数学方法：例如求二次函数极值、讨论公式极值、三角函数极值.