（浙江专版）高考物理大一轮复习 第二章 相互作用 第3课时 共点力的平衡创新课件

1、1第第3课时共点力的平衡课时共点力的平衡21.受力分析受力分析把指定物体把指定物体(研究对象研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程。找出来，并画出受力示意图的过程。2.受力分析的一般顺序受力分析的一般顺序先分析场力先分析场力(重力、电场力、磁场力重力、电场力、磁场力)，再分析接触力，再分析接触力(弹力、摩弹力、摩擦力擦力)，最后分析其他力。，最后分析其他力。 3静止静止匀速直线运动匀速直线运动46.平衡条件的推论平衡条件的推论(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，二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于

2、平衡状态，这两个力必定大小这两个力必定大小_，方向，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，三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小其中任何一个力与其余两个力的合力大小_，方向，方向_；并且这三个力的矢量可形成一个封闭的矢量并且这三个力的矢量可形成一个封闭的矢量_。(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小其中任何一个力与其余几个力的合力大小_，方向，方向_。 相等相等相反相反相等相等相反相反三角形三角形相等相等相反相

3、反5【思考判断】【思考判断】1.物体的速度为零即处于平衡状态物体的速度为零即处于平衡状态( )2.物体处于平衡状态时，其加速度一定为零物体处于平衡状态时，其加速度一定为零( )3.物体受两个力处于平衡状态，这两个力必定等大反向物体受两个力处于平衡状态，这两个力必定等大反向 ( )4.竖直上抛的小球到最高点时处于平衡状态竖直上抛的小球到最高点时处于平衡状态( ) 5.宇航员乘坐神舟十一号飞船绕地球做圆周运动时处于平衡状态宇航员乘坐神舟十一号飞船绕地球做圆周运动时处于平衡状态( )6考点一受力分析考点一受力分析(c/c)要点突破要点突破1.受力分析的基本思路受力分析的基本思路72.受力分析的注意事

4、项受力分析的注意事项(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施加的力。施加的力。(2)只分析性质力，不分析效果力。只分析性质力，不分析效果力。(3)每分析一个力，都应找出施力物体。每分析一个力，都应找出施力物体。(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力。合力和分力不能同时作为物体所受的力。(5)应结合运动状态。应结合运动状态。(6)注意牛顿第三定律的应用。注意牛顿第三定律的应用。(7)遇到弹力、摩擦力的判断较复杂时可用假设法。遇到弹力、摩擦力的判断较复杂时可用假设法。 8典例剖析典例剖析【例【例1】 (2017湖州期中湖州期中)

5、如图所示，沿光滑水平面运动的小滑块，如图所示，沿光滑水平面运动的小滑块，当冲上光滑的斜面后，受到的力有当冲上光滑的斜面后，受到的力有()A.重力、弹力、上冲力重力、弹力、上冲力 B.重力、弹力重力、弹力C.重力、弹力、下滑力重力、弹力、下滑力 D.重力、弹力、上冲力、下滑力重力、弹力、上冲力、下滑力解析小滑块受重力、斜面的支持力解析小滑块受重力、斜面的支持力，没有上冲力没有上冲力，因为该力因为该力没有施力物体没有施力物体，也没有下滑力也没有下滑力，下滑力是重力的一个分力。故，下滑力是重力的一个分力。故B正确正确，A、C、D错误。错误。答案答案B 9【例【例2】 在水平桌面上叠放着木块在水平桌面

6、上叠放着木块P和和Q，用水平力，用水平力F推推Q，使，使P、Q两木块一起沿水平桌面匀速滑动，如图所示，以下说法中正两木块一起沿水平桌面匀速滑动，如图所示，以下说法中正确的是确的是()A.P受三个力，受三个力，Q受六个力受六个力B.P受四个力，受四个力，Q受六个力受六个力C.P受两个力，受两个力，Q受五个力受五个力D.以上答案均不正确以上答案均不正确解析分析木块解析分析木块P受竖直方向的重力受竖直方向的重力G和支持力和支持力FN的作用的作用，木木块块Q受重力受重力G，地面的支持力地面的支持力FN，P木块的压力木块的压力FN、水平推、水平推力力F和地面对木块和地面对木块Q的摩擦力的摩擦力Ff。答案

7、答案C 10【例【例3】 如图所示，质量为如图所示，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为斜面的倾角为。斜面上有一质量为。斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦。用恒力之间存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑。沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑。在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止。则地面对楔在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止。则地面对楔形物块的支持力的大小为形物块的支持力的大小为()A.(Mm)g B.(Mm)gFC.(Mm)gFsin D.(Mm)gFsin 11解析匀速沿斜面上滑的小物

8、块和楔形物块都处于平衡状态解析匀速沿斜面上滑的小物块和楔形物块都处于平衡状态，可可将二者看作一个处于平衡状态的整体将二者看作一个处于平衡状态的整体，由竖直方向受力平衡可得由竖直方向受力平衡可得(Mm)gFNFsin ，解得解得FN(Mm)gFsin 。答案答案D12【方法总结】【方法总结】受力分析的常用方法受力分析的常用方法(1)整体法：将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法。整体法：将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法。(2)隔离法：将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法。隔离法：将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法。(3)假设法：在受力分析时假设法：在受力分析时，若不能

9、确定某力是否存在若不能确定某力是否存在，可先对其可先对其作出存在或不存在的假设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的有无。态影响的不同来判断该力的有无。13针对训练针对训练1.如图所示，物块静止在固定的斜面上，物块受到的力有如图所示，物块静止在固定的斜面上，物块受到的力有()A.重力、支持力和摩擦力重力、支持力和摩擦力B.重力、摩擦力和下滑力重力、摩擦力和下滑力C.重力、摩擦力和平衡力重力、摩擦力和平衡力D.重力、弹力和平衡力重力、弹力和平衡力解析对物块受力分析解析对物块受力分析，物块受到重力、斜面的支持力和沿斜物块受到

10、重力、斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力作用面向上的摩擦力作用，选项选项A正确。正确。答案答案A 142.如图所示，小车如图所示，小车M在恒力在恒力F作用下，沿水平地面做直线运动，作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断由此可判断()A.若地面光滑，则小车一定受三个力作用若地面光滑，则小车一定受三个力作用B.若地面粗糙，则小车一定受三个力作用若地面粗糙，则小车一定受三个力作用C.若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用D.若小车做加速运动，则小车一定受三个力作用若小车做加速运动，则小车一定受三个力作用 15解析先分析重力和已知力解析先分析重力和已知力F，再

11、分析弹力再分析弹力，由于由于F的竖直分力的竖直分力可能等于重力可能等于重力，因此地面可能对物体无弹力作用因此地面可能对物体无弹力作用，选项选项A错误；错误；F的竖直分力可能小于重力的竖直分力可能小于重力，地面对物体有弹力作用地面对物体有弹力作用，若地面粗若地面粗糙糙，小车受摩擦力作用小车受摩擦力作用，共四个力作用共四个力作用，选项选项B错误；若小车匀错误；若小车匀速运动速运动，那么水平方向上所受摩擦力与那么水平方向上所受摩擦力与F的分力平衡的分力平衡，这时小车这时小车一定受重力、恒力一定受重力、恒力F、地面弹力、摩擦力四个力作用、地面弹力、摩擦力四个力作用，选项选项C正正确；若小车做加速运动确

12、；若小车做加速运动，当地面光滑时当地面光滑时，小车受重力和力小车受重力和力F作用作用或受重力、力或受重力、力F、地面弹力作用、地面弹力作用，选项选项D错误。错误。答案答案C16考点二共点力作用下物体的平衡考点二共点力作用下物体的平衡(c/c)要点突破要点突破1.应用平衡条件解题的步骤应用平衡条件解题的步骤(1)选取研究对象：根据题目要求，选取一个平衡体选取研究对象：根据题目要求，选取一个平衡体(单个物体单个物体或系统，也可以是结点或系统，也可以是结点)作为研究对象。作为研究对象。(2)画受力示意图：对研究对象按受力分析的顺序进行受力分析，画受力示意图：对研究对象按受力分析的顺序进行受力分析，画

13、出受力示意图。画出受力示意图。(3)建立坐标系：选取合适的方向建立直角坐标系。建立坐标系：选取合适的方向建立直角坐标系。(4)列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程，对列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程，对结果进行讨论。结果进行讨论。 172.平衡问题常见处理方法平衡问题常见处理方法方法方法内容内容合成法合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反力一定与第三个力大小相等，方向相反分解法分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的

14、效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分正交分解法解法物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件力的三力的三角形法角形法对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力183.动态平衡问题

15、解决方法动态平衡问题解决方法(1)动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题。衡问题中的一类难题。(2)基本思路：化基本思路：化“动动”为为“静静”，“静静”中求中求“动动”。(3)基本方法：图解法和解析法。图解法是利用力的平行四边基本方法：图解法和解析法。图解法是利用力的平行四边形形(或矢量三角形或矢量三角形)中角与边长的变化情况来直接确定物理量的中角与边长的变化情况来直接确定物理量的变化情况。变化情况。 19

16、典例剖析典例剖析【例【例1】 如图所示，有一只重为如图所示，有一只重为G的蜻蜓在空中沿虚线方向匀速的蜻蜓在空中沿虚线方向匀速直线飞行，在此过程中，蜻蜓受到空气对它的作用力的方向是直线飞行，在此过程中，蜻蜓受到空气对它的作用力的方向是()A.a方向方向 B.b方向方向C.c方向方向 D.d方向方向解析解析 蜻蜓做匀速直线运动蜻蜓做匀速直线运动，蜻蜓受重力和空气的作用力而蜻蜓受重力和空气的作用力而处于平衡状态处于平衡状态，故空气对蜻蜓的作用力的方向竖直向上故空气对蜻蜓的作用力的方向竖直向上，即即沿沿a方向方向，故选故选A。答案答案A 20【例【例2】 如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体在与水

17、平方向成的物体在与水平方向成角的拉力角的拉力作用下做匀速直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为作用下做匀速直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为，则物体所受摩擦力的大小为则物体所受摩擦力的大小为()A.Fcos B.Fsin C.mg D.(mgFcos ) 21解析以质量为解析以质量为m的物体为研究对象的物体为研究对象，受力分析如图所示受力分析如图所示，根据根据平衡条件得：水平方向上平衡条件得：水平方向上Fcos Ff，竖直方向上竖直方向上Fsin FNmg，则则FfFN(mgFsin )，故故A正确。正确。答案答案A22【例【例3】 如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳如图所示，电灯

18、悬挂于两墙壁之间，更换水平绳OA使使连接点连接点A向上移动而保持向上移动而保持O点位置和点位置和OB绳的位置不变，则在绳的位置不变，则在A点向上移动的过程中点向上移动的过程中()A.绳绳OB的拉力逐渐增大的拉力逐渐增大B.绳绳OB的拉力不变的拉力不变C.绳绳OA的拉力先增大后减小的拉力先增大后减小D.绳绳OA的拉力先减小后增大的拉力先减小后增大 23解析在绳解析在绳OA的连接点的连接点A向上移动的过程中向上移动的过程中，结点结点O始终处于平始终处于平衡状态。取结点衡状态。取结点O为研究对象为研究对象，受力情况如图所示受力情况如图所示，图中图中F1、F2、F3分别是绳分别是绳OA、绳、绳OB、电

19、线对结点、电线对结点O的拉力的拉力，F3是是F1和和F2的的合力合力，且且F3F3。在。在A点向上移动的过程中点向上移动的过程中，F3的大小和方向的大小和方向都保持不变都保持不变，F2的方向保持不变。由图可知的方向保持不变。由图可知，当绳，当绳OA垂直于垂直于OB时时，绳绳OA的拉力最小的拉力最小，所以绳所以绳OA的拉力先减小后增大的拉力先减小后增大，绳绳OB的拉力逐渐减小的拉力逐渐减小，正确选项为正确选项为D。答案答案D24针对训练针对训练1.如图所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为如图所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水的物体在一水平推力平推力F的作用下处于静止状态。若斜面的

20、倾角为的作用下处于静止状态。若斜面的倾角为，则，则()25答案答案D262.半圆柱体半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有竖直挡板放在粗糙的水平地面上，其右端有竖直挡板MN。在。在P和和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静，整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使MN保保持竖直并缓慢地向右移动，在持竖直并缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现落到地面以前，发现P始终保持始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是静止。在此过程中，下列说法中正确的是()A.MN对对Q的弹力逐渐减

21、小的弹力逐渐减小B.地面对地面对P的摩擦力逐渐增大的摩擦力逐渐增大C.P、Q间的弹力先减小后增大间的弹力先减小后增大D.Q受到受到P和和MN的合力逐渐增大的合力逐渐增大 27解析对圆柱体解析对圆柱体Q受力分析受力分析，如图所示，如图所示，P对对Q的弹力为的弹力为F，MN对对Q的弹力为的弹力为FN，挡板挡板MN向右运动时向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐和竖直方向的夹角逐渐增大增大，如图所示如图所示，而圆柱体所受重力大小不变而圆柱体所受重力大小不变，所以所以F和和FN的合的合力大小不变力大小不变，故选项故选项D错误；由图可知错误；由图可知，F和和FN都在不断增大都在不断增大，故选项故选项A、C都

22、错误；对都错误；对P、Q整体受力分析知整体受力分析知，地面对地面对P的摩擦的摩擦力大小等于力大小等于FN，所以地面对所以地面对P的摩擦力逐渐增大的摩擦力逐渐增大，选项选项B正确。正确。答案答案B28考点三考点三 平衡中的临界与极值问题平衡中的临界与极值问题(c/c)要点突破要点突破1.极值问题极值问题(1)定义：平衡物体的极值问题，一般指在力的变化过程中的定义：平衡物体的极值问题，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。最大值和最小值问题。(2)解题方法：解决这类问题的常用方法是解析法，即根据物解题方法：解决这类问题的常用方法是解析法，即根据物体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识

23、求极值体的平衡条件列出方程，在解方程时，采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。另外，图解法也是常用的一或者根据物理临界条件求极值。另外，图解法也是常用的一种方法，即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行种方法，即根据物体的平衡条件作出力的矢量图，画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值。四边形或者矢量三角形进行动态分析，确定最大值或最小值。 292.临界问题临界问题(1)定义：由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理定义：由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的状态叫临界状态，状态变化为另一种物理状态时，发生转折

24、的状态叫临界状态，解题的关键是确定解题的关键是确定“恰好出现恰好出现”或或“恰好不出现恰好不出现”的条件。的条件。(2)解题方法：解决这类问题的基本方法是假设推理法，即解题方法：解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后根据平衡条件及有关知识进行论证、先假设某种情况成立，然后根据平衡条件及有关知识进行论证、求解。求解。 30典例剖析典例剖析【例【例1】 如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体与地的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为，对物体施加一个与水平方向成，对物体施加一个与水平方向成角的力角的力F，已知最大静摩擦力等于滑

25、动摩擦力，试求：要使物体在水，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求：要使物体在水平地面上运动，力平地面上运动，力F的取值范围。的取值范围。3132【例【例2】 将两个质量均为将两个质量均为m的小球的小球a、b用细线相连后，再用细线用细线相连后，再用细线悬挂于悬挂于O点，如图所示。用力点，如图所示。用力F拉小球拉小球b，使两个小球都处于静，使两个小球都处于静止状态，且细线止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持与竖直方向的夹角保持30，则，则F的最的最小值为小值为()解析当力解析当力F与与Oa垂直时垂直时，F有最小值有最小值，以两小球整体为研究以两小球整体为研究对象对象，F最小值最小值F2mgsi

26、n 30mg。答案答案B 33针对训练针对训练1.如图所示，一根长为如图所示，一根长为l的细绳一端固定在的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量点，另一端悬挂质量为为m的小球的小球A，为使细绳与竖直方向成，为使细绳与竖直方向成30角且绷紧，小球角且绷紧，小球A处处于静止，对小球于静止，对小球A施加的最小的力是施加的最小的力是()34答案答案C352.如图所示，一物块受一恒力如图所示，一物块受一恒力F作用，现要使该物块沿直线作用，现要使该物块沿直线AB运运动，应该再加上另一个力的作用，则加上去的这个力的最小值动，应该再加上另一个力的作用，则加上去的这个力的最小值为为()A.Fcos B.Fsin C

27、.Ftan D.Fcot 36解析要使物块沿解析要使物块沿AB方向运动方向运动，恒力恒力F与另一个力的合力必沿与另一个力的合力必沿AB方向方向，当另一个力与当另一个力与AB方向垂直时为最小方向垂直时为最小，故故FFsin ，B正确。正确。答案答案B 371.(2017温州选考模拟温州选考模拟)如图所示，小张同学左手抓起一篮球，当如图所示，小张同学左手抓起一篮球，当篮球与手臂都静止时，下列说法正确的是篮球与手臂都静止时，下列说法正确的是()A.手对篮球作用力的大小等于篮球的重力手对篮球作用力的大小等于篮球的重力B.手对篮球作用力的大小大于篮球的重力手对篮球作用力的大小大于篮球的重力C.手对篮球的

28、作用力和篮球的重力是一对相互作用力手对篮球的作用力和篮球的重力是一对相互作用力D.手对篮球的作用力和篮球对手的作用力是一对平衡力手对篮球的作用力和篮球对手的作用力是一对平衡力 38解析篮球静止时合力为零解析篮球静止时合力为零，篮球只受重力和手对篮球的作用力篮球只受重力和手对篮球的作用力，故二力平衡故二力平衡，A正确正确，B、C不正确；手对篮球的作用力和篮球对不正确；手对篮球的作用力和篮球对手的作用力是作用力和反作用力手的作用力是作用力和反作用力，不是平衡力不是平衡力，D不正确不正确，综上综上应选应选A。答案答案A392.(2017嘉兴模拟嘉兴模拟)如图所示，一物体放在自动扶梯上，随自动扶如图所示，一物体放在自动扶梯上，随自动扶梯匀速斜向下运动，则物体受到的外力有梯匀速斜向下运动，则物体受到的外力有()A.1个个 B.2个个 C.3个个 D.4个个解析物体匀速运动解析物体匀速运动，由受力分析知物体受竖直向下的重力由受力分析知物体受竖直向下的重力和竖直向上的支持力和竖直向上的支持力，故，故B选项正确。选项正确。答案答案B 403.如图所示，物体如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力靠在竖直墙面