资源描述：
《01物理竞赛辅导资料03物体的平衡》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、物理竞赛辅导资料：物体的平衡第一节平衡状态的特点物体处于静止或匀速运动状态，称之为平衡状态。平衡状态下的物体是高屮物理中重要的模型，解平衡问题的基础是对物体进行受力分析C物体的平衡在物理学中有着广泛的应用:在静力学中有单体平衡、双体平衡；在气体压强的计算屮。带电粒子在电、磁场屮等等，都需要用到物体平衡知识。在高考中，直接出现或间接出现的儿率非常大。平衡态物体的特点：⑴平而共点力作用下的物体受到的合外力为零。如來物体仅受三个力，则任意两力的合力为第三力大小相等、方向相反。合外力为零，意味着物体受到的
2、诸力在任一方向上的分力的矢量和为零，因而常用正交分解法列平衡方程。⑵有固定转动轴物体的平衡，其合力矩为零，即财尸0。它表示使物休顺时针转动的力矩等于使物体逆时针转动的力矩（全国高考卷近年未出现该类题，但上海卷时冇出现）O【典型例题透析】㈠单体物体平衡态K例1H（1992年全国高考）如图，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即片、尺和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中H=10N,尺二2N,若撤去力月，则木块在水平方向受到的合力为：A.10N,方向向左左右B.6N，方向向右尸2C.2N,方向向
3、左D.零K命题意图》考查物体的平衡和摩擦力。K解题思路11当木块受三个力作用而静止时，则F,=F2+/,f毛N。由此可知，最人静摩擦力人于8M至少静摩擦力可以在0和8间取值。当撤去斤后，因为局二2N,它小于8N,所以此时，桌面可以给物体施加一个水平向右、人小为2"的静摩擦力，讣物体静止。因此。木块所受的合力仍为零。答案选DK探讨评价》⑴近年高考力学部分的平衡态问题，其题型主要以选择、填空为主，大的计算题出现不多。这类题一般耍涉及摩擦力，尤具是静摩擦力，要充分理解静摩擦力的概念和静摩擦力的—•些特点
4、。如静摩擦力为接触力、被动力，没有现成公式计算，在零和最大静摩擦力之间収值，与正压力无关等。⑵求解本题的难点是判断最大静摩擦力的大小。本题是根据用、尺的大小和物体的平衡条件來判断力和/G作用时的静摩擦力的，最后得出f毛N,然后就把用卉近似作为授大静摩擦力，即fZ那么桌面丿施给木块的摩擦力可以根据情况从0到8/VZ间提供任一数值的摩擦力，当然可以施加2艸的静摩擦力，而在这时摩擦力恰好厶严.与9：人小相等，因此木块受的合力为零。选D答案。如果该题问的不是木块5受的合力，而是木块受的摩擦力，则木块在斤去
5、掉时，木块受到的摩擦力为2；V,方向向右。乃㈡双体平衡K例2》（1993年上海高考）如图所示。两根细线挂着两个质量相同的小球A、B,上、下两根细线中的拉力分别是％、尤。现在使A、B带同号电荷。此时，上、下细线受力分别为『A、厂B,贝IJ：A.T,a=71,T，",b.ra=K,SC・T'5T，ARD・T'皿,厂皿K命题意图』考查电场力、物体受力分析和物体的平衡。K解题思路HA、B带电前，选A、B整体为研究对彖，由于下段绳对A、B的拉力为内力，则选B为研究对象，则742刃g。A、B带电后，以A和B的
6、整体为研究对象，下段绳对A、B的拉力以及A、B间的库仑力均为内力。则T，a=2^0选B为研究对彖：TB=F+mg，其中/「为两球间的库仑力。由于n=Pa,W故A正确。K探讨评价》电学中的平衡态问题，其处理方法与力学中平衡态问题相同，一般都离不开整体法、隔离体法，另外就是依据物体的平衡条件列方程求解。在电学平衡态问题中，要增加一个电场力，这是力学平衡态问题中所没有的。在处理电学平衡态问题时，要注意区分电场力是内力还是外力，如木题用整体法吋就不考虑电场力。对B单独分析吋就必须考虑电场力。对电场中平衡态
7、问题，像本题的A、B两球。无论两球带电量是否相等，电性如何，两球受到的电场力（库仑力）大小相等，不要错谋认为人电最的带电球受电场力人，小电最的带电球受的电场力小。这一点一定耍注意。K变化题例IH（1990年全国高考）如图所示。用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，今对于球0持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大的恒力，最后达到平衡，则表示平衡状态的图可能是:K解题思路》K解法1H以日、"两球及连接日、b球间的绳为一系统，因为施加在日、"两球上的两个恒力厂等
8、值反向，所以这两个力的合力为零，而整个系统处于静止状态，由于它们所受的重力是竖直向下的，所以连接悬挂点及。球的那段绳也必然是垂总向下的，所以四个图中只有A图正确。K解法2》我们也可以用隔离法对臼、方小球进行受力分析，也会得到同样的结论，以C图为例，对&：F]cos30°=T}sin/?+T2sina对b：F2cos30°=T2sina因为F{=F2,所以sin/?=0,ThO,所以P=0oK说明》「在力的平衡问题中，用整体法可以省略系统内部的相互作川，简化解题过程。-•般在分析外力
