专题共点力的平衡及其应用

课件编辑说明专题2共点力的平衡及其应用知识自查必备│热点题型探究│教师备用习题考试标准知识内容考试要求说明共点力平衡条件及应用c灵活应用整体法和隔离法处理连接体问题.知识自查必备【知识总览】知识自查必备

×√×√知识自查必备(5)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾角θ.若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为 (

)A.G

B.Gsinθ

C.Gcosθ

D.GtanθA[解析]人静躺在椅子上,处于平衡状态,因此椅子各部分对他的作用力的合力与人的重力G等大、反向,A正确.热点题型探究受力分析的一般原则(1)整体与隔离原则:当研究物体间内力时,需要隔离研究对象;当研究外力时,对整体研究一般较为简单,但有时也需要隔离.(2)按顺序分析的原则:一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序分析研究对象的受力情况.(3)物体受力和运动状态相一致的原则:物体处于平衡状态时,其所受合外力为零;物体处于非平衡状态时,应用牛顿第二定律.热点一共点力平衡条件及受力分析一般原则热点题型探究例1如图所示,M、N两物体叠放在一起,在竖直向上的恒力F作用下,沿竖直墙壁一起向上做匀速直线运动,则关于两物体受力情况的说法正确的是 (

)

A.物体M可能受到6个力B.物体N可能受到4个力C.物体M与墙之间一定有摩擦力D.物体M与N之间一定有摩擦力D[解析]物体N受到重力、支持力和静摩擦力三个力作用,M和N整体受到重力和外力F两个力作用,竖直墙对物体M没有弹力,则没有摩擦力,所以物体M受到外力F、重力、N对M的压力和摩擦力四个力作用,选项A、B、C错误,D正确.热点题型探究变式题如图所示,用轻杆拴接同种材料制成的a、b两物体,它们沿斜面向下做匀速运动.关于a、b的受力情况,以下说法正确的是 (

)A.a受三个力作用,b受四个力作用B.a受四个力作用,b受三个力作用C.a、b均受三个力作用D.a、b均受四个力作用C[解析]对a、b和轻杆组成的整体分析,根据平衡条件有Mgsinθ=μMgcosθ,解得μ=tanθ,再隔离a分析,假设受到杆的作用力,有mgsinθ=FT+μmgcosθ,解得FT=0,所以轻杆对a无作用力,同理,轻杆对b也无作用力,a、b均受三个力,即重力、支持力和摩擦力,选项C正确.热点题型探究热点二共点力的静态平衡

C热点题型探究

热点题型探究

C热点题型探究[解析]对a受力分析如图甲所示,其中虚线三角形为等边三角形,由正交分解法可得Fsinα=mgsin30°,又知F=mg,故α=30°;对小物块的悬挂点受力分析如图乙所示,由力的合成可得2F'cos(α+30°)=Mg,F'=F,解得M=m,C正确.热点题型探究热点三动态平衡的问题例3如图所示为一竖直放置的大圆环,在其水平直径上的A、B两端系着一根不可伸长的柔软轻绳,绳上套有一光滑小铁环.现将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度,则关于轻绳对A、B两点的拉力FA、FB的变化情况,下列说法正确的是 (

)

A.FA变小,FB变小B.FA变大,FB变大C.FA变大,FB变小D.FA变小,FB变大A热点题型探究

热点题型探究变式题1如图所示,将光滑的小球放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间.若以挡板底端为轴缓慢向左转动挡板至水平位置,则在此过程中 (

)A.球对斜面的压力先减小再增大B.球对挡板的压力逐渐减小C.球对挡板的压力先减小再增大D.球对斜面的压力逐渐增大C热点题型探究[解析]对小球受力分析,如图所示,在以挡板底端为轴缓慢向左转动挡板至水平位置的过程,由动态平衡的图示可得,挡板对球的支持力先减小再增大,斜面对球的支持力逐渐减小,由牛顿第三定律知,球对挡板的压力先减小再增大,球对斜面的压力逐渐减小,选项C正确,选项A、B、D错误.热点题型探究变式题2如图所示,AC是上端带定滑轮的固定竖直杆,轻杆AB一端通过铰链固定在A点,另一端B悬挂一重为G的物体,且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C,用力F拉绳,开始时∠BAC>90°.现使∠BAC缓慢变小,直到杆AB接近竖直杆AC,此过程中 (

)A.轻杆AB对B端的弹力大小不变B.轻杆AB对B端的弹力先减小后增大C.力F逐渐增大D.力F先减小后增大A热点题型探究

热点题型探究变式题3如图所示,a、b两细绳一端系着质量为m的小球,另一端系在竖直放置的圆环上,小球位于圆环的中心,开始时绳a水平,绳b倾斜.现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动至绳b水平,在此过程中 (

)A.a上的张力逐渐增大,b上的张力逐渐增大B.a上的张力逐渐减小,b上的张力逐渐减小C.a上的张力逐渐减小,b上的张力逐渐增大D.a上的张力逐渐增大,b上的张力逐渐减小D热点题型探究

热点题型探究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:用图解法分析物体动态平衡问题时,一般物体只受三个力作用,且有两个不变量,即其中一个力大小、方向均不变,另一个力的方向不变或另两个力的夹角不变.■要点总结热点题型探究(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,则另一个分力F2取最小值的条件为F2⊥F1;②若已知F合的方向及一个分力F1的大小、方向,则另一个分力F2取最小值的条件为F2⊥F合.教师备用习题1.[2019·菁才中学期末]如图所示,物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上,关于A受力的个数,下列说法中正确的是 (

)

A.A一定受两个力作用B.A一定受四个力作用C.A可能受三个力作用D.A受两个力或者四个力作用D[解析]若拉力F大小等于物体的重力,则物体与斜面没有相互作用力,所以物体就只受到两个力作用;若拉力F小于物体的重力,则斜面对物体产生支持力和静摩擦力,故物体应受到四个力作用,D正确.教师备用习题2.如图所示,两梯形木块A、B叠放在水平地面上,水平向左的力F作用于B上,A、B之间的接触面倾斜.A的左侧靠在光滑的竖直墙面上,关于两木块的受力,下列说法正确的是 (

)A.A、B之间一定存在摩擦力作用B.木块A可能受三个力作用C.木块A一定受四个力作用D.木块B一定受到地面向右的摩擦力作用B教师备用习题[解析]由于A、B间接触面情况未知,若A、B接触面光滑,则A、B间没有摩擦力,此时A受重力、B对A的支持力和墙壁对A的弹力而平衡,故A、C错误,B正确;木块B受力F、A对B的压力,若压力向右的分力大小等于F,则地面对B没有摩擦力,故D错误.教师备用习题3.“电动平衡车”是时下流行的一种代步工具.如图所示,人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线匀速前进,人受到的空气阻力与速度成正比.下列说法正确的是 (

)A.“电动平衡车”对人的作用力竖直向上B.“电动平衡车”对人的作用力大于空气阻力C.不管速度多大,“电动平衡车”对人的作用力不变D.地面对“电动平衡车”的作用力竖直向上B教师备用习题[解析]根据题意,人沿水平地面匀速行驶,对人受力分析如图所示,所以电动平衡车对人的作用力斜向上,选项A错误.电动平衡车对人的静摩擦力大小等于空气阻力,支持力大小等于重力,因此电动平衡车对人的作用力大于空气阻力,选项B正确.速度变大,则空气阻力变大,根据受力分析可知,电动平衡车对人的作用力变大,选项C错误.地面对电动平衡车的作用力有支持力、摩擦力,所以作用力方向不可能是竖直方向,选项D错误.教师备用习题4.如图所示,斜面体静止在水平面上,滑块恰能沿斜面体的斜面自由匀速下滑.现在滑块上加一竖直向下的恒力F,则与未施加恒力F时相比,下列说法错误的是 (

)A.滑块和斜面体间的压力变大B.滑块和斜面体间的摩擦力变大C.水平面对斜面体的支持力变大D.斜面体和水平面间的摩擦力变大D教师备用习题[解析]滑块能够沿斜面匀速下滑,即μ=tanθ.现施加一个竖直向下恒力F,则滑块依然能够匀速下滑.根据整体法可以判断,地面对斜面体的支持力变为(M+m)g+F,水平方向没有摩擦力,摩擦力保持不变,选项C正确,D错误.对滑块的受力分析如图所示,所以施加压力F之后,滑块、斜面体之间的压力变大,滑动摩擦力也变大,选项A、B正确.教师备用习题5.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,