高考物理一轮复习第二章相互作用第4讲受力分析共点力的平衡课件.ppt

物理课标版,第4讲受力分析共点力的平衡,考点一受力分析1.受力分析是把指定物体(或研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都分析出来,并画出物体受力图的过程。2.受力分析的一般顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力。,3.受力分析的步骤(1)明确研究对象即确定分析受力的物体。(2)隔离物体分析将研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用。(3)画出受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向。(4)检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态,否则,必然发生了漏力、添力或错力现象。,(1)对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上。()(2)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。()答案(1)(2),1.受力分析时,应注意以下几点(1)只分析根据性质命名的力,不要把按效果命名的、分解或合成的力分析进去,受力图完成后再进行力的合成或分解;(2)找不到施力物体的力一定不存在;(3)受力情况与运动状态必须满足牛顿运动定律;(4)对几个物体组成的系统进行受力分析时,只分析外力,不分析系统内物体之间的内力。,2.受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法研究系统外的物体对系统整体的作用力时,通常用整体法。研究系统内部各物体之间的相互作用力时,通常用隔离法。(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的影响来判断该力是否存在。,1-1(2017湖北沙市中学)在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是()A.a一定受到4个力B.b可能受到4个力C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D.a与b之间不一定有摩擦力,答案A对物体b受力分析,受重力、支持力和摩擦力,处于三力平衡状态,故B、D错误;对物体a、b整体受力分析,受重力、推力F,若墙壁对整体有弹力,水平方向不能平衡,故墙壁对整体没有弹力,故也没有摩擦力;最后对物体a受力分析,受推力、重力、物体b对其的压力和静摩擦力,即物体a共受4个力,故A正确,C错误。,1-2(2016内蒙古集宁一中月考)如图所示,A和B两物块的接触面是水平的,A与B保持相对静止一起沿固定粗糙斜面匀速下滑,在下滑过程中B的受力个数为()A.3B.4C.5D.6,答案B先以A为研究对象,分析受力情况:受重力、B对A竖直向上的支持力,B对A没有摩擦力,否则A不会匀速运动。再对B研究,B受到重力、A对B竖直向下的压力,斜面的支持力和滑动摩擦力,共4个力,B正确。,方法指导在受力分析时遇到不能确定的力,可用以下方法进行判断。,考点二解答平衡问题的基本方法一、共点力的平衡1.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动状态。2.共点力的平衡条件:F合=0或,二、平衡条件的推论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,这两个力必定大小相等,方向相反,为一对平衡力。2.三力平衡(1)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相等、方向相反。(2)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,表示这三个力的有向线段通过平移可构成封闭三角形。(3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,如图所示,则有:=,=。3.多力平衡如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反。,(1)速度等于零的物体一定处于平衡状态。()(2)物体的平衡状态是指物体处于静止或速度等于零的状态。()(3)物体处于平衡状态时,加速度等于零。()(4)二力平衡时,这两个力必定等大反向。()(5)若物体受到三个力F1、F2、F3的作用而平衡,将F1转动90时,三个力的合力大小为F1。()(6)多个共点力平衡时,其中任何一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),1.求解平衡问题的常用方法,2.常用的数学工具(1)力的三角形为直角三角形:三角函数,勾股定理等。(2)力的三角形为斜三角形:三角形相似,正、余弦定理等。,2-1(2016课标,17,6分)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为()A.B.mC.mD.2m,答案C由于物块通过挂钩悬挂在线上,细线穿过圆环且所有摩擦都不计,可知线上各处张力都等于小球重力mg。如图所示,由对称性可知a、b位于同一水平线上,物块处于圆心O点正上方,则1=2,3=4,1=5。因圆弧对轻环的弹力沿圆弧半径方向,且轻环重力不计,由平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称,则5=6,由几何关系得1=2=5=6=30,3=4=60。再由物块受力平衡有mgcos60+mgcos60=Mg,故有M=m,C正确。,2-2(多选)如图所示,重物的质量为m,轻细绳AO和BO的A端、B端是固定的。平衡时AO是水平的,BO与水平方向的夹角为。AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是()A.F1=mgcosB.F1=C.F2=mgsinD.F2=,解直角三角形得F1=,F2=,故选项B、D正确。解法二:(分解法)用效果分解法求解。F2共产生两个作用效果,一个是水平方向沿AO拉绳子AO,另一个是拉着竖直方向的绳子。如图乙所示,将F2分解在这两个方向上,结合力的平衡等知识得:,答案BD解法一:(合成法)由平行四边形定则,作出F1、F2的合力F12,如图甲所示,又考虑到F12=mg,F1=F2=,F2=。显然,也可以按F3(或F1)产生的效果分解F3(或F1)来求解此题。解法三:(正交分解法)将O点受的力沿水平方向、竖直方向正交分解,如图丙所示。由力的平衡条件得F2cos-F1=0,F2sin-mg=0,解得F2=,F1=。解法四:(力的三角形法)结点O受到F1、F2和F3作用处于平衡状态,画出受力分析图,再将三个力,的矢量平移到一个三角形中,三力构成首尾依次相接的封闭三角形,如图丁所示。丁则由直角三角形知识可知:F1=,F2=。解法五:(拉密定理法),对O点受力分析,如图戊所示,根据拉密定理有:戊=则F1=mg=F2=mg=,2-3(2016课标,19,6分)(多选)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则()A.绳OO的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化,答案BD系统处于静止状态,连接a和b的绳的张力大小T1始终等于物块a的重力Ga,C项错误;以O点为研究对象,受力分析如图甲所示,T1恒定,夹角不变,由平衡条件知,绳OO的张力T2恒定不变,A项错误;以b