高中物理-受力分析和共点力平衡教学课件设计

专题强化二受力分析

共点力的平衡

.目标及核心素养：1.新课标内容要求：能用共点力平衡条件分析生产生活中的问题新课标素养要求：体现物理观念，科学思维，科学态度与责任的学科素养2.高考对本专题内容的考查主要是在选择题中作为一个考查点出现，但近年

在计算题中也作为一个力学或电学考点命题。3.用到的相关知识有：受力分析、力的合成与分解、共点力的平衡条件；用到的主要方法有：整体法与隔离法、合成法、正交分解法等。

1.受力分析的一般步骤任务一：受力分析的一般步骤是什么？如何防止添力和漏力？2.防止添力和漏力（1）防止添力的有效措施是：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。（2）防止漏力的有效措施是：按照正确的顺序进行分析：一重、二弹、三摩擦例1

(2020·云南保山市统一检测)如图1所示，A、B、C三个物体处于平衡状态，则关于A、B、C三个物体的受力个数，下列说法正确的是A.A物体受到4个力的作用B.B物体受到3个力的作用C.C物体受到3个力的作用D.C物体受到4个力的作用√图1解析物体C受重力、B的支持力和摩擦力3个力的作用，选项C正确，D错误；物体B受重力、A的支持力、C的压力和摩擦力4个力的作用，选项B错误；把B、C看成一个整体，物体A受重力、地面的支持力以及B、C整体的压力3个力的作用，选项A错误.变式1如图3所示，两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接，在水平外力F作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等.弹簧A、B的劲度系数分别为kA、kB，且原长相等.弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A、B中的拉力分别为FA、FB.小球直径相比弹簧长度可以忽略，重力加速度为g.则图3√解析对下面的小球进行受力分析，如图甲所示：对两个小球整体受力分析，如图乙所示：(1)平衡状态：物体静止或做匀速直线运动.(2)平衡条件：F合＝0或Fx＝0，Fy＝0.高考热点

讲透练熟任务二

1.什么是共点力平衡状态？共点力的平衡条件是什么？2.平衡问题的分类？对应的解决方法是什么？静态平衡：正交分解法、解析法动态平衡：解析法、图解法、相似三角形

3.学会用以上方法解决生产生活中的平衡问题例2

(2019·全国卷Ⅲ·16)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图4所示.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则√图4【静态平衡】解析分析可知工件受力平衡，对工件受到的重力按照压紧斜面Ⅰ和Ⅱ的效果进行分解如图所示，变式2.(2020山东,8,3分)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为 (

)

A. 1/3

B. 1/4

C.1/5 

D.1/6 

√1.动态平衡的特点：（1）动（2）慢（关键词：缓慢）2.常用方法

解析法、图解法、相似三角形法【动态平衡】例3

(2019·安徽蚌埠市第二次质检)如图9所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态.现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为Ff，则该过程中A.Ff变小，F变大

B.Ff变小，F变小C.Ff变大，F变小

D.Ff变大，F变大题型一解析法的应用图9√解析以小球乙为研究对象受力分析，设绳与竖直方向的夹角为α，根据平衡条件可得，水平拉力为F＝mgtan

α，可见水平拉力F逐渐增大，绳子的拉力为FT＝

，故绳子的拉力也逐渐增大；以物体甲为研究对象受力分析，根据平衡条件可得，物体甲受地面的摩擦力与绳子的拉力沿水平方向的分力FTx＝FTcos

θ，两力等大反向，故摩擦力方向向左，Ff＝

，逐渐增大，故D正确，A、B、C错误.例题4

(2020·河南驻马店市第一学期期终)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平力F拉着绳的中点O，使OA段绳偏离竖直方向一定角度，如图8所示.设绳OA段拉力的大小为FT，若保持O点位置不变，则当力F的方向顺时针缓慢旋转至竖直方向的过程中A.F先变大后变小，FT逐渐变小B.F先变大后变小，FT逐渐变大C.F先变小后变大，FT逐渐变小D.F先变小后变大，FT逐渐变大图8√题型二图解法的应用解析对结点O受力分析如图所示，当保持O点位置不变，则当力F的方向顺时针缓慢旋转至竖直方向的过程中，由图可知F先减小后增大，FT一直减小，故选C.

变式3如图7，一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对小球的压力大小为FN1，木板对小球的压力大小为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A.FN1始终减小，FN2始终增大B.FN1始终减小，FN2始终减小C.FN1先增大后减小，FN2始终减小D.FN1先增大后减小，FN2先减小后增大图7√解析对小球受力分析如图所示，可知木板从题图位置缓慢地转到水平位置的过程中，FN1始终减小，FN2始终减小.故选项B正确.例5如图10所示，光滑的半圆环沿竖直方向固定，M点为半圆环的最高点，N点为半圆环上与半圆环的圆心等高的点，直径MH沿竖直方向，光滑的定滑轮固定在M处，另一小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮.开始小圆环处在半圆环的最低点H点，第一次拉小圆环使其缓慢地运动到N点，第二次以恒定的速率将小圆环拉到N点.滑轮大小可以忽略，则下列说法正确的是A.第一次轻绳的拉力逐渐增大B.第一次半圆环受到的压力逐渐减小C.小圆环第一次在N点与第二次在N点时，轻绳的拉力相等D.小圆环第一次在N点与第二次在N点时，半圆环受到的压

力相等图10√题型3

相似三角形法解析小圆环沿半圆环缓慢上移过程中，受重力G、拉力FT、弹力FN三个力处于平衡状态，受力分析如图所示.在小圆环缓慢上移的过程中，半径R不变，MN的长度逐渐减小，故轻绳的拉力FT逐渐减小，小圆环所受的支持力的大小不变，由牛顿第三定律得半圆环所受的压力的大小不变，A、B错误；小结：（1）解析法一般适用于解决平衡问题中存在直角的问题（2）图解法适用于解决动态平衡中一个力的方向发生改变的问题（3）相似三角形法适用于解决动态平衡中两个力的方向发生改变的情况对于物体沿圆弧缓慢移动的动态平衡问题，常把力的矢量三角形与几何三角形联系起来，根据三角形相似，讨论力的大小变化情况，另外需要注意的是构建三角形时可能需要画辅助线。1如图2，一个物体以某一初速度冲上粗糙斜面，下列关于物体的受力分析正确的是随堂训练√2

(2019·江苏卷·2)如图5所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右.细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为图5C.Tsin

α D.Tcos

α√解析以气球为研究对象，受力分析如图所示，则由力的平衡条件可知，气球在水平方向的合力为零，即风对气球作用力的大小为F＝Tsin

α，C正确，A、B、D错误.3

(2019·陕西宝鸡市高考模拟检测(二)如图6所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角为θ，则物体A、B的质量之比mA∶mB等于A.1∶cosθ

B.cosθ∶1C.tanθ∶1 D.1∶sinθ图6√解析设绳子的拉力为FT，隔离A分析有FT＝mAg

①隔离B分析有：FTcos

θ＝mBg

②由①②得：mA∶mB＝1∶cosθ，故A正确，B、C、D错误.4.(2018·盐城中学最后一卷)如图4所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平，现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B′点，此时OB′与OA之间的夹角θ<90°，设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB，则下列说法正确的是(

)

图4A．FOA一直增大 B．FOA一直减小C．FOB一直减小 D．FO