物理一轮课时卷讲义第2章3讲

1、7 受力分析 共点力平衡考点一受力分析整体法与法的应用1受力分析(1)定义：把指定物体(研究对象)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 (2)受力分析的一般顺序：首先分析场力(重力、电场力、磁场力)其次分析接触力(弹力、摩擦力)最后分析其他力2整体法与(1)对整体法和法法的理解整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法法是指将某物体从周围物体中出来，单独分析该物体的方法(2)整体法和法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时，宜用法1应用法受力分析如图

2、 1 所示，物体 A 置于水平地面上，力 F 竖直向用于物体 B 上，A、B 保持，则物体 A 的受力个数为()图 1D6A32应用B4C5法受力分析如图 2 所示，传送带沿逆时针方向匀速转动小木块 a、b 用细线连接，用平行于传送带的细线拉住 a，两木块均处于状态关于木块受力个数，正确的是()图 2Ba 受 4 个，b 受 4 个Da 受 5 个，b 受 4 个Aa 受 4 个，b 受 5 个Ca 受 5 个，b 受 5 个3应用整体法与法受力分析(多选)如图 3 所示，两个相似的斜面体 A、B 在竖直向上的力 F 的作用下靠在竖直粗糙墙壁上，关于斜面体 A 和 B 的受力情况，下列说法正确

3、的是()图 3BB 可能受到四个力DA 与 B 之间一定有摩擦力AA 一定受到四个力CB 与墙壁之间一定有弹力和摩擦力4整体法与法的应用(2013山东15)如图 4 所示，用完全相同的轻弹簧 A、B、C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于状态，弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30，弹簧 C 水平，则弹簧 A、C 的伸长量之比为()图 4C12A. 34B4 3D21【规律总结】受力分析的三个常用判据1条件判据：不同性质的力产生条件不同，进行受力分析时最基本的判据是根据其产生条件2效果判据：有时候是否满足某力产生的条件是很难判定的，可先根据物体的运动状态进行分析，再运用平衡条件或运动定律判定未知

4、力，也可应用“假设法”(1)物体平衡时必须保持合外力为零(2)物体做变速运动时必须保持合力方向沿加速度方向，合力大小满足 Fma.v2(3)物体做匀速圆周运动时必须保持恒力被平衡，合外力大小恒定，满足 Fm R ，方向始终指向圆心3特征判据：在有些受力情况较为复杂的情况下，根据力产生的条件及其作用效果仍不能判定该力是否存在时，可从力的作用是相互的这个基本特征出发，通过判定其反作用力是否存在来判定该力考点二平衡条件的应用1平衡状态物体处于状态或匀速直线运动状态2共点力的平衡条件Fx0F 合0 或者Fy03平衡条件的推论二力平衡：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

5、相反三力平衡：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相 等，方向相反，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形(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，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反4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(单个物体或系统，也可以是结点)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(4)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5法的应用在的 A、B、C、D

6、四幅图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴 O 安装在一根轻木杆 P 上，一根轻绳 ab 绕过滑轮，a 端固定在墙上，b 端下面都挂一个质量为 m 的重物，当滑轮和重物都不动时，图 A、C、D 中杆 P 与竖直方向的夹角均为 ，图 B 中杆 P 在竖直方向上，假设 A、B、C、D 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为 FA、FB、FC、FD，则以下判断中正确的是()AFAFBFCFDCFAFCFDFBBFDFAFBFCDFCFAFBFD6正交分解法的应用(2015山东16)如图 5 所示，滑块 A 置于水平地面上，滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 A(A、B 接触面竖直)，此时 A 恰好不滑

7、动，B 刚好不下滑已知 A 与 B 间的动摩擦因数为 1，A 与地面间的动摩擦因数为 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力A 与 B 的质量之比为()图 5A. 1 112112212B.C.D.121212127函数法的应用(2014新课标17 )如图 6 所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态现使小车从开始向左加速，加速度从 0 开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)，与稳定在竖直位置时相比，小球的高度()图 6A一定升高C保持不变B一定降低D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定【方法技巧】处理平衡问题的常用方法与技巧1法：物体受

8、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2分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件3正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，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4整体法和法：当多个物体整体处于平衡状态时系统内的各物体相对，有和匀速运动两种情况，不涉及内力时，采用整体法进行受力分析并求解涉及内力时宜采用先后整体或先整体后的方法考点三三力动态平衡问题的处理技巧1动态平衡问题指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体始终处于一系列的平衡状态2解决动态平衡问

9、题的关键抓住不变量，确定自变量，依据不变量与自变量的关系来确定其他量的变化规律3常用的分析方法(1)法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变量与自变量的一般函数关系式，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定因变量的变化情况(2)图解法：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量(一般为某一角度)的变化，在同一图中作出物体在若干状态下力的平行四边形或三角形，再由力的平行四边形或三角形的边的长度变化及角度变化确定某些力的大小及方向的变化情况思维深化应用图解法分析三力动态平衡问题时，三个力分别特点？8图解法求极值如图 7 所示，用一根长为 l 的细绳一端固定在

10、 O 点，另一端悬挂质量为 m 的小球 A，为使细绳与竖直方向成 30角且绷紧，小球 A 处于，对小球施加的最小的力是()图 7B. 31 3D.A. 3mg2 mgC.2mg3 mg9图解法的应用半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板 MN.在半圆柱体 P和 MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q，整个装置处于平衡状态，如图 8 所示是这个装置的截面图现使 MN 保持竖直并且缓慢地向右平移，在 Q 滑落到地面之前，发现 P 始终保持则在此过程中，下列说法中正确的是()图 8B地面对 P 的摩擦力逐渐增大DQ 所受的合力逐渐增大AMN 对 Q 的弹力逐渐减小CP、Q

11、 间的弹力先减小后增大10法和图解法的应用如图 9，一小球放置在木板与竖直之间设对球的压力大小为 FN1，球对木板的压力大小为 FN2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦，在此过程中()图 9BFN1 始终减小，FN2 始终减小DFN1 先增大后减小，FN2 先减小后增大AFN1 始终减小，FN2 始终增大CFN1 先增大后减小，FN2 始终减小【方法技巧】处理动态平衡问题的一般思路1平行四边形定则是基本方法，但也要根据实际情况采用不同的方法，若出现直角三角形，常用三角函数表示合力与分力的关系2图解法的适用情况：图解法分析物体动态平衡问题时，一

12、般物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化3用力的矢量三角形分析力的最小值问题的规律：(1)若已知 F 合的方向、大小及一个分力 F1 的方向，则另一分力 F2 的最小值的条件为 F1F2；(2)若已知 F 合的方向及一个分力 F1 的大小、方向，则另一分力 F2 的最小值的条件为 F2F 合考点四平衡中的临界与极值问题1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，采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值另外，图

13、解法也是常用的法，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2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，解题的关键是确定“恰好出现”或“恰好不出现”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11临界问题倾角为 37的斜面体与水平面保持，斜面上有一重为 G 的物体 A，物体 A 与斜面间的动摩擦因数 0.5.现给 A 施加一水平力 F，如图 10 所示设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(si

14、n 370.6，cos 370.8)，如果物体 A 能在斜面上，水平推力 F 与 G 的比值不可能是()图 10A3B2C1D0.512临界问题如图 11 所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧，紧贴弹簧放一质量为 3m 的滑块，此时弹簧处于自然长度已知滑块与板间的动摩擦因数为3 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为 ，最后直到板竖直，此过程簧弹力的大小 F 随夹角 的变化关系可能是图中的()图 1113极值问题质量为 M 的木楔倾角为 ，在水平面上保持，当将一质量为 m 的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑如果用与木楔斜面成 角的力 F 拉着

15、木块匀速上升，如图 12 所示(已知木楔在整个过程中始终)图 12当 时，拉力 F 有最小值，求此最小值；求在(1)的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少？【方法技巧】临界与极值问题的分析技巧1求解平衡中的临界问题和极值问题时，首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡中的临界点和极值点2临界条件必须在变化中寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，把某个物理量推向，即极大或极小，并依此作出科学的推理分析，从而给出判断或导出结论1(2013新课标15)如图 13，在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用，F 平行于斜面向上若要物块在斜面上保持，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别

16、为 F1 和 F2(F20)由此可求出()图 13B斜面的倾角D物块对斜面的正压力A物块的质量C物块与斜面间的最大静摩擦力2(2014山东14)如图 14，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板时，F1 表示木板所受合力的大小，F2 表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后()图 14 BF1 不变，F2 变小DF1 变小，F2 变小AF1 不变，F2 变大CF1 变大，F2 变大3(20135)如图 15 所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于 O 点现用水平力 F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，

17、细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力 FN 以及绳对小球的拉力 FT 的变化情况是()图 15BFN 不断增大，FT 不断减小DFN 不断增大，FT 先减小后增大AFN 保持不变，FT 不断增大CFN 保持不变，FT 先增大后减小4重为 G 的木块与水平地面间的动摩擦因数为 ，一人欲用最小的作用力 F 使木块做匀速运动，则此最小作用力的大小和方向应如何？练出高分1如图 1 所示，A 和 B 两物块的接触面是水平的，A 与 B 保持相对一起沿固定斜面匀速下滑，在下滑过程中 B 的受力个数为()图 1A3B4C5D62如图 2 所示，在倾斜的滑杆上

18、套一个质量为 m 的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为 M 的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，则()图 2B环一定受四个力作用D悬绳对物体的拉力小于物体的重力A环只受三个力作用C物体做匀加速运动3如图 3 所示，放置在斜劈上的物块受到平行于斜面向上的力 F 的作用，整个装置保持现在使力 F增大，但整个装置仍保持，则下列说法正确的是()图 3B物块受到的合外力可能增大 D斜劈对物块的摩擦力可能减小A物块对斜劈的压力可能增大C地面对斜劈的摩擦力可能减小4如图 4 所示，质量均为 1 kg 的小球 a、b 在轻弹簧 A、B 及外力 F 的作用下处于平衡状态，其中 A

19、、B两个弹簧的劲度系数均为 5 N/cm，B 弹簧上端与天花板固定连接，轴线与竖直方向的夹角为 60，A 弹簧竖直，g 取 10 m/s2，则以下说法正确的是()图 4B外力 F10 3 NAA 弹簧的伸长量为 3 cmCB 弹簧的伸长量为 4 cmD突然撤去外力 F 瞬间，b 球加速度为 05如图 5 所示，水平固定且倾角为 30的光滑斜面上有两个质量均为 m 的小球 A、B，它们用劲度系数为k 的轻质弹簧连接，现对 B 施加一水平向左的推力 F 使 A、B 均在斜面上，此时弹簧的长度为 l，则弹簧原长和推力 F 的大小分别为()图 5mg2 3mg2 3Al 2k ，mgBl 2k ，mg

20、33mgmgCl2 3mgDl2 3mg 2k ， 2k ，6如图 6 所示，倾角为 30的斜面体放在水平地面上，一个重为 G 的球在水平力 F 的作用下，于光滑斜面上，此时水平力的大小为 F；若将力 F 从水平方向逆时针转过某一角度 后，仍保持 F 的大小不，此时水平地面对斜面体的摩擦力为 Ff，那么 F 和 Ff 的大小分别是()变，且小球和斜面体依然保持图 6 3 3AF G，Ff G 3 3BF G，Ff G6324 3 3CF G，F f 3DF 3，Ff2 G3 G6 G47如图 7 所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，轻杆 A 端用铰链固定，滑轮在 A 点正上方(

21、滑轮大小及摩擦均可不计)，轻杆 B 端吊一重物 G，现将绳的一端拴在杆的 B 端，用拉力 F 将 B 端缓慢上拉(均未断)，在 AB 杆达到竖直前，以下分析正确的是()图 7B绳子越来越不容易断 DAB 杆越来越不容易断置于倾角为 30的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖A绳子越来越容易断 CAB 杆越来越容易断8(多选)如图 8 所示，一个质量为 m 的滑块直墙上的 P 点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为 30，则()图 8B滑块可能受到三个力作用D斜面对滑块的摩擦力的大小等于 mgA弹簧一定处于压缩状态C斜面对滑块的支持力不能为 09(多选)如图 9 所示，质量为 M 的斜面体 A 置于粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为 m 的小球 B 置于斜面上，整个系统处于状态已知斜面倾角 30，轻绳与斜面平行且