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专题定位 本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题.高考对本专题内容的考查主要有:①对各种性质力特点的理解;②共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理方法和思想有:①整体法和隔离法;②假设法;③合成法;④正交分解法;⑤矢量三角形法;⑥相似三角形法;⑦等效思想;⑧分解思想.
应考策略 深刻理解各种性质力的特点.熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法.
1.弹力
(1)大小:弹簧在弹性限度内,弹力的大小可由胡克定律F=kx计算;一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解.
(2)方向:一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向;绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向.
2.摩擦力
(1)大小:滑动摩擦力Ff=μFN,与接触面的面积无关;静摩擦力0<Ff≤Ffmax,具体值根据牛顿运动定律或平衡条件来求.
(2)方向:沿接触面的切线方向,并且跟物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反.
3.电场力
(1)大小:F=qE.若为匀强电场,电场力则为恒力;若为非匀强电场,电场力则与电荷所处的位置有关;点电荷的库仑力F=kq1q2r2.
(2)方向:正电荷所受电场力方向与场强方向一致,负电荷所受电场力方向与场强方向相反.
4.安培力
(1)大小:F=BIL,此式只适用于B⊥I的情况,且L是导线的有效长度,当B∥I时F=0.
(2)方向:用左手定则判断,安培力垂直于B、I决定的平面.
5.洛伦兹力
(1)大小:F洛=qvB,此式只适用于B⊥v的情况.当B∥v时F洛=0.
(2)方向:用左手定则判断,洛伦兹力垂直于B、v决定的平面,洛伦兹力不做功.
6.共点力的平衡
(1)平衡状态:物体静止或做匀速直线运动.
(2)平衡条件:F合=0或Fx=0,Fy=0.
(3)常用推论:①若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n-1)个力的合力大小相等、方向相反.②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形.
1.处理平衡问题的基本思路:确定平衡状态(加速度为零)→巧选
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