2012优化方案高三物理一轮复习课件--第2章第三节《受力分析共点力的平衡》.ppt

基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 第三节 受力分析 共点力的平衡 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 课堂互动讲练 经典题型探究 第三节 受力分析 共点力的平衡 基础知识梳理 知能优化演练 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 一、受力分析 1概念 把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的 所有力都分析出来，并画出物体所受力的_， 这个过程就是受力分析 2受力分析的一般顺序 先分析_，然后按接触面分析接触力(弹力、摩 擦力)，再分析其他力(电磁力、浮力等)，最后分析 已知力 基础知识梳理 示意图 重力 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 静止匀速直线运动 F合0 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 思考感悟 v0一定是平衡状态吗？ 提示：不一定因为v0时a不一定等于0. 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 三、共点力平衡的几条重要推论 1二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处 于平衡状态，这两个力必定大小_，方向_ 2三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处 于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个 力大小_、方向_ 3多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡， 其中任何一个力与其余力的合力大小_，方向 _ 相等相反 相等相反 相等 相反 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 一、物体受力分析的常用方法及其应注意的问题 1常用方法 (1)整体法与隔离法 课堂互动讲练 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 整体法隔离法 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 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 注意 问题 受力分析时不要再考虑系 统内物体间的相互作用 一般隔离受力较 少的物体 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (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 2应注意的问题 (1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体 的作用力混淆 (2)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确 其来源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无 中生有 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (3)合力和分力不能重复考虑 (4)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常 只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力 或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或 分解 (5)区分内力与外力：对几个物体的整体进行受力分 析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力 图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的 内力变成外力，要在受力分析图中画出 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 特别提醒：在分析物体的受力情况时，为防止漏力 或添力，分析的顺序一般是先分析场力，再分析接 触力 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1. (2011年辽宁沈阳测试)如图231所示，两个等 大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B 两物体均处于静止状态若各接触面与水平地面平 行，则A、B两物体各受几个力( ) 图231 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 A3个、4个 B4个、4个 C4个、5个 D4个、6个 解析：选C.对物体A受力分析：竖直方向上受两个 力：重力和支持力；水平方向受两个力：水平力F 和B对A的摩擦力，即物体A共受4个力作用；对物 体B受力分析；竖直方向上受3个力作用：重力、地 面的支持力、A对B的压力；水平方向受两个力作用 ：水平力F和A对B向右的摩擦力，即物体B共受5个 力的作用，故答案C正确 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 二、处理平衡问题的基本方法 1方法 (1)力的合成法 物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合 力必定跟第三个力等大反向可利用力的平行四边 形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等 数学知识求解 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (3)力的三角形法 物体受同一平面内三个互不平行的力处于平衡时， 可以将这三个力的矢量首尾相接，构成一个矢量三 角形；即三个力矢量首尾相接，恰好构成三角形， 则这三个力的合力必为零，利用三角形法，根据正 弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得 未知力 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 2一般步骤 (1)选取研究对象：根据题目要求，恰当选取研究对 象，在平衡类问题中，研究对象可以是单个物体， 也可以是多个物体组成的系统，还可以是几个物体 相互连接的结点 (2)分析研究对象的受力情况，画出受力图 (3)利用平衡条件建立方程并求解 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 特别提醒：(1)物体受三个力平衡时，利用力的分解 法或合成法比较简单 (2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐 标轴重合，需要分解的力尽可能少，物体受四个以 上的力作用时一般要采用正交分解法 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 即时应用(即时突破，小试牛刀) 2. (2009年高考山东卷)如图232所示，光滑半球 形容器固定在水平面上，O为球心一质量为m的 小滑块，在水平力F的作用下静止于P点设滑块所 受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为，下列关 系正确的是( ) 图232 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (2011年广东省实验中学模拟)如图233所 示，质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两 竖直墙和水平面间，处于静止状态m与M相接触 的边与竖直方向的夹角为，若不计一切摩擦，求 ： 整体法和隔离法的应用 例例1 1 图233 经典题型探究 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (1)水平面对正方体M的弹力大小； (2)墙面对正方体m的弹力大小 【思路点拨】 求解此题应注意以下三点： (1)整体法分析受力，利用平衡求水平面对正方体M 的弹力； (2)隔离m进行受力分析，并建立直角坐标系； (3)列平衡方程求墙面对正方体m的弹力大小 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 【解析】 (1)以两个正方体整体为研究对象，整体 受到向上的支持力和向下的重力，处于静止状态 所以水平面对正方体M的弹力大小为FN(Mm)g. (2)对正方体m进行受力分析如图234所示 把FN2沿水平方向和竖直方向分解有FN2cosFN1 FN2sinmg. 解得FN1mgcot. 图234 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 【答案】 (1)(Mm)g (2)mgcot 【规律总结】 灵活地选取研究对象可以使问题简 化对处于平衡状态的两个物体组成的系统，在不 涉及内力时，优先考虑整体法有时即使求解的是 系统外力，也必须采取隔离法分析，如求解本题的 墙面对正方体m的弹力时，就采用了隔离法 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 变式训练1(2010年高考山东卷)如图235所示， 质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在 力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在 地面，m2在空中)，力F与水平方向成角则m1所 受支持力FN和摩擦力Ff正确的是( ) 图235 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 AFNm1gm2gFsin BFNm1gm2gFcos CFfFcos DFfFsin 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 解析：选AC.对于m1、m2和轻弹簧组成的系统受力 分析如图，由平衡条件知： 水平方向：FfFcos 竖直方向：FNFsinm1gm2g. 由以上两式得FfFcos，FNm1gm2gFsin， 正确选项为A、C. 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (满分样板 13分)物体A的质量为2 kg，两根 轻细绳b和c的一端连接于竖直墙上，另一端系于物 体A上，在物体A上另施加一个方向与水平线成角 的拉力F，相关几何关系如图236所示，60. 若要使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围(g取 10 m/s2) 平衡中的临界和极值问题 例例2 2 图236 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 【思路点拨】 本题可以利用解析法和正交分解法 进行分析，通过列出的平衡方程求出绳b和绳c的拉 力表达式，若要使两绳都伸直，则必须保证两绳的 拉力都大于或等于零，进而求出F的极值 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！ 作出物体A的受力分析图如图237所示，由平衡 条件得 FsinF1sinmg0 (2分) FcosF2F1cos0 (2分) 图237 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 【名师归纳】 解决临界问题，必须在变化中 去寻找临界条件，即不能停留在一个状态来研究 临