力与物体的平衡研析考情知识概览考向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重力、弹力、摩擦力、电场力和磁场力作用下的受力分析;②共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理思想和方法有: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分解思想等.应考策略深刻理解各种性质力的方向特点,紧紧把握平衡这一特殊状态,通过受力分析,运用平衡条件,选用适当的方法解决问题.单个物体的平衡问题1.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.2.平衡条件:F合=0或Fx=0.Fy=0.3.共点力平衡条件的推论(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.4.求解共点力平衡问题的一般思路如图1-1-1所示,质量m=8kg的物体放在倾角θ=53°的固定斜面上,计算中取g=10m/s2.图1-1-1(1)若物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,对物体施加一水平向右力F,恰好能使物体沿斜面匀速上升.求F的大小.(sin53°=0.8,cos53°=0.6)(2)若改变斜面的倾角θ,而不改变动摩擦因数μ,当θ取某些值时,无论用多大的水平推力F都无法使物体沿斜面匀速上滑.求满足这种情况的θ的取值范围.【解析】(1)物体的受力情况如图所示,由平衡条件得:Fcosθ=f+mgsinθ①Fsinθ+mgcosθ=FN②且有:f=μFN③由①②③式得:F=μcosθ+sinθcosθ-μsinθmg④代入数据得:F=440N.(2)无论F多大均不能使物体沿斜面上滑,即F无解,则应满足:cosθ-μsinθ≤0即tanθ≥1μ得:θ≥arctan2.【答案】(1)440N(2)θ≥arctan2处理共点力平衡问题的常用方法(1)分解法:物体受到几个力的作用,将某一个力按力的效果进行分解,则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件.(2)合成法:物体受几个力的作用,通过合成的方法将它们简化成两个力,则这两个力满足二力平衡条件.(3)正交分解法:将处于平衡状态的物体所受的力,分解为相互正交的两组力,则每一组力都满足二力平衡条件.1.2013年6月17日,中国“蛟龙”号首个试验性应用航次首次下潜任务顺利完成.设质量为M的“蛟龙”号在匀速下降,若“蛟龙”号所受浮力F始终保持不变,“蛟龙”号在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g,现欲使“蛟龙”号以同样速率...