第二章 强化三 受力分析　共点力平衡-2023年高考物理一轮复习核心考点精梳细讲课件

第二章相互作用

专题强化三受力分析共点力平衡

【目标要求】

1.熟练掌握受力分析，会判断弹力、摩擦力的有无及方向.

2.理解共点力平衡的条件，会解共点力平衡问题.

—题型一受力分析

整体法隔离法

将加速度相同的几个物体作将研究对象与周围物体分隔

概念

为一个整体来分析的方法开来分析的方法

研究系统外的物体对系统整

选用研究系统内物体之间的相互

体的作用力或求系统整体的

原则作用力

加速度

2.受力分析的一般步骤

明确对象一选取研究对象：整体法或隔离法

\7

先分析重力和已知力，再按接触面分析弹力、

进行分析A

摩擦力，最后分析其他力（电场力、磁场力等）

\7

»边分析边将力——画在受力示意图上，准确标

画示意图*出各力的方向，尽量做到大力长线、小力短线

3.受力分析的两个技巧

(1)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力

有无及方向的常用方法.

⑵善于转换研究对象，尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形，

可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定.

题型二共点力的平衡条件及应用

共点力：物体受到的力作用在同一点或力的作用

线相交于一点，

高中范围内在力的作用下有转动趋势但

没有转动当成共点力来处理。

i.共点力的平衡_

⑴平衡状态：物体静止或做匀速直线运动

（2）平衡条件：尸合=。或&=Q，Fy=Q.

⑶常用推论

①若物体受〃个作用力而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余何一1）

个力的合力大小相等、方向相反.

②若三个共点力的合力为零，则表示这三个力的有向线段首尾相接组

成一个封闭三角形.

2.处理共点力平衡问题的基本思路

确定平衡状态（加速度为零）一巧选研究对象（整体法或隔离法）一受力分析一

建立平衡方程一求解或作讨论.

技巧点拨

求解共点力平衡问题的常用方法：合成法（3力平衡）

1•合成法：一个力与其余所有力的合力等大反向，常用于非共线三力平衡.

2.正交分解法：工合=0,外合=0,常用于多力平衡.正交分解法（4力以上）

3.矢量三角形法，把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形，常用

于非特殊角的一般三角形,相似三角形法（旁边有几何图形）

提能点（一）单个物体的平衡问题

［典例］如图所示，光滑斜面的倾角为仇质量为利的小球用\

水平轻质弹簧系住，弹簧的劲度系数为k,小球处于静止状态。重力y

加速度为g,则（）

A.弹簧的伸长量为等

B.弹簧的压缩量为漂

C.斜面对小球的支持力大小为总

D.斜面对小球的作用力方向竖直向上

【解析】根据平衡条件知，小球受弹簧对小球的弹力水平向左，故弹簧是压缩的,

A错误；设弹簧的压缩量为口斜面对小球的支持力大小为F,由平衡条件得"=眄加

仇憎=凡0§仇解得工二”叱，F=%C正确，B错误；斜面对小球的支持力

方向垂直斜面向上，D错误。

［答案］C

［针对训练］

L某同学参加“筷子夹玻璃珠”游戏。如图所示，夹起玻璃珠后,

左侧筷子与竖直方向的夹角。为锐角，右侧筷子竖直，且两筷子

始终在同一竖直平面内。保持玻璃珠静止，忽略筷子与玻璃珠

间的摩擦。下列说法正确的是（）

A.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力大

B.两侧筷子对玻璃珠的合力比重力小

C.左侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大

D.右侧筷子对玻璃珠的弹力一定比玻璃珠的重力大

解析：对玻璃珠受力分析如图所示，受到重力G、左侧筷子^Fx

对玻璃珠的弹力尸1、右侧筷子对玻璃珠的弹力F2,在三个|

力的作用下处于平衡状态。根据力的平衡可知，两侧筷子对1G

玻璃珠的合力与重力等大反向，故A、B错误。根据力的平衡，竖直方向有

Fxsin0=G,水平方向有B=FiCOS0,联立得B=si^，F2=t^Td9由于，

小于90。，则一定有尸i>G,而B不一定大于G,故C正确，D错误。

答案：C

2.（2021年8省联考・江苏卷）如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角

120°

形衣架上的衣服质量为衣架顶角为120。，重力加速度为g,

则衣架右侧对衣服的作用力大小为)

B.学吗

C.；Mg

D.Mg

解析：以衣服为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系尸、；

得F与竖直方向的夹角为30。，由共点力的平衡条件可得，

2Fcos300=Mg解得/=天力恁，故选项B正确。

fJtMg

答案：B

提能点（二）多个物体的平衡问题

［典例］（2020・山东等级考）如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在

倾斜木板上，质量分别为切和2加的物块力、B,通过不可伸长的轻

绳跨过滑轮连接,，、B间的接触面和轻绳均与木板平行。，与6间、

B与木板间的动摩擦因数均为“，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，物块力、5刚好要滑动，则"的值为)

A)B,4C,5D,6

［解析］根据题述,物块/、6刚要滑动，可知/、6之间的摩擦力fAB=/imgcos

45°,B与木板之间的摩擦力/=〃,3%geos45°o隔离力分析受力，由平衡条件可

得轻绳中拉力产=/i5+/gsin45。。对Z、6整体，由平衡条件：2F=3zngsin45°

联立解得：〃=；,选项C正确。

［答案］C

［针对训练］

1.（2022•青岛模拟）如图所示为仅靠摩擦力将25个网球垒成9层高的

直立“小塔”。网球力位于“小塔”顶层，下面各层均有3个网

球，网球片位于“小塔”的第6层，已知每个网球质量均为加。

下列说法正确的是（）

A.其他网球对4球的作用力大于刀球的重力

B.将，球拿走后，“小塔”仍能保持直立平衡

C.第8层的三个网球与力球间的弹力大小各为竽

D.最底层的3个网球受到地面的支持力均为空

解析:因为6球保持静止，因此其他网球对6球的作用力与6球重力等大

反向，A错误；拿掉/球后，力球下面的三个小球的受力情况均发生了变化,

平衡被破坏，“小塔”不能保持直立平衡，B错误；第8层的三个网球对/

球的弹力在竖直方向的分力均为弩，而弹力的大小大于弩，C错误；最底

层的3个网球受到的地面的支持力相等，由3尸N=25叫可得，斤=药管，

D正确。

答案：D

2.（2022,德州模拟）如图所示，在4、3位置的两小球的质量都为阴，.......1

OFT

它们用三段轻绳分别连接在竖直墙壁上的M点和天花板上的"加1—：

点，稳定时段水平，BN段与水平天花板的夹角为45。，已知彳

重力加速度为g,则轻绳4B段的张力大小为（）

A.2\[2mgB.小mg

C.2mgD.y/lmg

解析：设，M的拉力为Bw，BN的拉力为FBN，轻绳力8段的张力大小为北以

两球组成的整体为研究对象，受力如图甲，则由平衡条件可得2冲tan45。

2

=2mgo对在A点的小球受力分析，如图乙所示，则有T=yjFAM+(mg)=

'(2初g)2+(/ng?=小Mg,A、C、D错误，B正确。

甲乙

答案：B

挑战题.如图所示,一轻杆两0

端固定两个小球4、B,mA=F杆I

4mB，跨过定滑轮连接力、5的

CT

轻绳长为乙求平衡时04、

分别为多长.a=p

解：分别以A、B为研究对象

杆①W4mg

Tcosa=Fcos9mgW

4mg=Tsina+F杆sin。②①⑤联立得：3tana=5tan0⑥

TeosB=F杆cosS③由正弦定律得：

mg=Tsina-Fffsin0④OAOBOA_sin(a-e)太繁琐

②④联立得：sin(a-O)"sin(a+e