高三物理高考总复习解题方法精讲专题二处理平衡问题的几种方法学案

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1、高三物理高考总复习解题方法精讲专题学案专题二：处理平衡问题的几种方法1．合成、分解法利用力的合成与分解能解决三力平衡的问题，具体求解时有两种思路：一是将某力沿另两个力的反方向进行分解，将三力转化为四力，构成两对平衡力．二是某二力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力．例1如图甲所示，质量为m的重球，由细绳悬挂放在斜面上，斜面光滑，倾角θ＝30°，细绳与竖直方向夹角也为30°，求细绳受到的拉力及斜面受到的压力．解析　对重球受力分析，如图乙所示，重球在斜面对球的支持力N、细绳的拉力T、重力mg的作用下处于平衡状态，由平衡条件可得，支持力N与

2、拉力T的合力与重力mg构成平衡力，由几何关系可得N＝T＝＝mg/3，由牛顿第三定律可得，重球对斜面的压力为N′＝mg/3，方向垂直于斜面向下．细绳受到的拉力为T′＝mg/3，方向沿绳斜向下．2．相似三角形法“相似三角形”的主要性质是对应边成比例，对应角相等．在物理中，一般当涉及矢量运算，又构建了三角形时，若矢量三角形与图中的某几何三角形为相似三角形，则可用相似三角形法解题．例2如图甲所示，两球A、B用劲度系数为k1的轻弹簧相连，球B用长为l的细绳悬于O点，球A固定在O点正下方，且OA之间的距离恰为l，系统平衡时绳子所受的拉力为F1.现把A、

3、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小之间的关系为(　　)A．F1>F2B．F1＝F2C．F1

4、竖直放置的木板之间，已知球重为G，斜面的倾角为θ，现使木板沿逆时针方向绕O点缓慢移动，问小球对斜面和挡板的压力怎样变化？解析　小球的受力如图乙所示，小球受重力、斜面的支持力和挡板的支持力，在这三个力的作用下处于平衡状态，这三个力可构成力的三角形．挡板绕O点缓慢移动，可视为动态平衡．因挡板对小球的支持力FN2的方向与水平方向之间的夹角由90°缓慢减小，重力的大小和方向都不变，斜面对小球的支持力FN1的方向也不变，由矢量三角形知，FN1必将变小，FN2将先变小后变大．4．正交分解法将各力分解到x轴和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零(∑Fx＝0

5、，∑Fy＝0)的条件解题，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡问题．值得注意的是，x、y方向选择的原则：(1)在平衡状态下，少分解力或将容易分解的力分解．(2)在非平衡状态下，通常沿加速度方向和垂直加速度方向进行分解．(3)尽量不要分解未知力．例4如图所示，斜劈A静止放置在水平地面上．质量为m的物体B在外力F1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下运动．当F1方向水平向右，F2方向沿斜劈的表面向下时斜劈受到地面的摩擦力方向向左．则下列说法中正确的是(　　)A．若同时撤去F1和F2，物体B的加速度方向一定沿斜面向下B．若只撤去F1，在物体B仍向下

6、运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右C．若只撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右D．若只撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力不变解析　对物体B和斜劈A分别受力分析如图(a)、(b)所示，由于水平方向受力平衡，且斜劈受到地面的摩擦力方向向左，对斜劈分析有NBsinθ>f′Bcosθ，f′B＝fB＝μNB，即μμmgcosθ，物体B的加速度方向一定沿斜面向下，A正确；若只撤去F1，N″B＝mgcosθ，f″B＝μmgcosθ

7、nθ，则N″Bsinθ>f″Bcosθ，A所受地面摩擦力方向仍向左，B错；若只撤去F2，A所受地面摩擦力方向向左不变，C错D对．答案　AD-5-高三物理高考总复习解题方法精讲专题学案规律总结　(1)物体或系统受四个或四个以上作用力时，一般采用正交分解法求解．(2)当物体或系统受力发生变化，在比较变化前、后的受力或运动情况时，要分清不变力和变化力，抓住变化力或者变化力的某方向上的分量进行比较，可以简化运算过程；如上题中，要求讨论斜劈A所受地面摩擦力的变化，只要抓住斜劈A所受变化力中的水平分力进行比较，就能较快地得出结论．(3)要善于转换研究对

8、象．选择研究对象时优先整体也是相对的，当整体法有困难时一定记得要选择恰当的隔离体作研究对象．5．正弦定理法三力平衡时，三力的合力为0，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到