高考物理复习第二章相互作用第4讲受力分析共点力的平衡资料

物理课标版第4讲受力分析共点力平衡1/27考点一受力分析

1.受力分析是把指定物体(或研究对象)在特定物理环境中受到

全部外力都分析出来,并画出物体①受力

图过程。2.受力分析普通次序先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最

后分析其它力。2/273.受力分析步骤(1)明确②研究对象

——即确定分析受力物体。(2)隔离物体分析——将研究对象从周围物体中③隔离

出来,进而

分析周围有哪些物体对它施加了力作用。(3)画出受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标

出④力方向

。(4)检验画出每一个力能否找出它⑤施力物体

,检验分析结果

能否使研究对象处于题目所给运动状态,不然,必定发生了漏力、添

力或错力现象。3/27(1)对物体受力分析时,只能画该物体受到力,其它物体受到力不能

画在该物体上。

()(2)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力作用。

(

)答案(1)√(2)✕4/27

1.受力分析时,应注意以下几点(1)只分析依据性质命名力,不要把按效果命名、分解或合成力

分析进去,受力图完成后再进行力合成或分解;(2)找不到施力物体力一定不存在;(3)受力情况与运动状态必须满足牛顿运动定律;(4)对几个物体组成系统进行受力分析时,只分析外力,不分析系统内

物体之间内力。5/272.受力分析惯用方法(1)整体法和隔离法①研究系统外物体对系统整体作用力时,通惯用整体法。②研究系统内部各物体之间相互作用力时,通惯用隔离法。(2)假设法在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在

假设,然后再就该力存在是否对物体运动状态影响来判断该力是否

存在。

6/271-1

(湖北沙市中学)在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况说法正确是

()

A.a一定受到4个力B.b可能受到4个力C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D.a与b之间不一定有摩擦力7/27答案

A对物体b受力分析,受重力、支持力和摩擦力,处于三力平衡

状态,故B、D错误;对物体a、b整体受力分析,受重力、推力F,若墙壁对

整体有弹力,水平方向不能平衡,故墙壁对整体没有弹力,故也没有摩擦力;最终对物体a受力分析,受推力、重力、物体b对其压力和静摩擦

力,即物体a共受4个力,故A正确,C错误。8/271-2

(内蒙古集宁一中月考)如图所表示,A和B两物块接触面是水

平,A与B保持相对静止一起沿固定粗糙斜面匀速下滑,在下滑过程中

B受力个数为

()

A.3

B.4

C.5

D.69/27答案

B先以A为研究对象,分析受力情况:受重力、B对A竖直向上

支持力,B对A没有摩擦力,不然A不会匀速运动。再对B研究,B受到重力、A对B竖直向下压力,斜面支持力和滑动摩擦力,共4个力,B正

确。10/27从力概念判断寻找对应施力物体从力性质判断寻找产生原因从力效果判断寻找是否发生形变或改变物体运动状态(即是否产生了加速度)从力相互性判断从力反作用角度去寻找方法指导在受力分析时碰到不能确定力,可用以下方法进行判断。11/27考点二解答平衡问题基本方法

一、共点力平衡1.平衡状态:物体处于①静止

或②匀速直线运动

状态。2.共点力平衡条件:F合=③0

或

12/27二、平衡条件推论1.二力平衡假如物体在两个共点力作用下处于平衡状态,这两个力必定大小⑥

相等

,方向⑦相反

,为一对⑧平衡力

。2.三力平衡(1)假如物体在三个共点力作用下处于平衡状态,其中任意两个力

协力一定与第三个力大小⑨相等

、方向⑩相反

。(2)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,表示这三个力有向线

段经过平移可组成封闭三角形。(3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,如图所表示,则有:

=13/27

=

。

3.多力平衡假如物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力协力

大小

相等

,方向

相反

。

14/27(1)速度等于零物体一定处于平衡状态。

()(2)物体平衡状态是指物体处于静止或速度等于零状态。

(

)(3)物体处于平衡状态时,加速度等于零。

()(4)二力平衡时,这两个力必定等大反向。

()(5)若物体受到三个力F1、F2、F3作用而平衡,将F1转动90°时,三个力

协力大小为

F1。

()(6)多个共点力平衡时,其中任何一个力与其余各力协力大小相等、

方向相反。

()答案(1)✕(2)✕(3)√(4)√(5)√(6)√

15/27合成法物体受三个共点力作用而平衡,则任意两个力协力一定与第三个

力大小相等,方向相反分解法物体受三个共点力作用而平衡,将某一个力按力效果分解,则其分

力和其它两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力作用时,将物体所受力分解为相互垂

直两组,每组力都满足平衡条件力三角形法对受三个力作用而平衡物体,将力平移使三力组成一个首尾依次相接矢量三角形,依据正弦定理、余弦定理或相同三角形等数学知识求解未知力拉密定理法

物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,如图所表示,则有(拉密定理): = = 。1.求解平衡问题惯用方法16/272.惯用数学工具(1)力三角形为直角三角形:三角函数,勾股定理等。(2)力三角形为斜三角形:三角形相同,正、余弦定理等。

17/272-1

(课标Ⅲ,17,6分)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内一段

固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m小球。在a和b

之间细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间距离恰好等于圆弧半

径。不计全部摩擦。小物块质量为

()

A.

B.

m

C.m

D.2m18/27答案

C因为物块经过挂钩悬挂在线上,细线穿过圆环且全部摩擦都

不计,可知线上各处张力都等于小球重力mg。如图所表示,由对称性可

知a、b位于同一水平线上,物块处于圆心O点正上方,则∠1=∠2,∠3=∠4,∠1=∠5。因圆弧对轻环弹力沿圆弧半径方向,且轻环重力不计,由

平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称,则∠5=∠6,由几何关系得∠

1=∠2=∠5=∠6=30°,∠3=∠4=60°。再由物块受力平衡有mgcos60°+

mgcos60°=Mg,故有M=m,C正确。

19/272-2(多项选择)如图所表示,重物质量为m,轻细绳AO和BOA端、B端是固

定。平衡时AO是水平,BO与水平方向夹角为θ。AO拉力F1和

BO拉力F2大小是

()

A.F1=mgcosθ

B.F1=

C.F2=mgsinθ

D.F2=

20/27解直角三角形得F1=

,F2=

,故选项B、D正确。

解法二:(分解法)用效果分解法求解。F2共产生两个作用效果,一个是水平方向沿A→O

拉绳子AO,另一个是拉着竖直方向绳子。如图乙所表示,将F2分解在这

两个方向上,结协力平衡等知识得:

答案

BD

解法一:(合成法)由平行四边形定则,作出F1、F2协力F12,如图甲所表示,又考虑到F12=mg,21/27F1=F2'=

,F2=

=

。显然,也能够按F3(或F1)产生效果分解F3(或F1)来求解此题。解法三:(正交分解法)将O点受力沿水平方向、竖直方向正交分解,如图丙所表示。由力平

衡条件得F2cosθ-F1=0,F2sinθ-mg=0,解得F2=

,F1=

。

解法四:(力三角形法)结点O受到F1、F2和F3作用处于平衡状态,画出受力分析图,再将三个力22/27矢量平移到一个三角形中,三力组成首尾依次相接封闭三角形,如

图丁所表示。

丁则由直角三角形知识可知:F1=

,F2=

。解法五:(拉密定理法)23/27对O点受力分析,如图戊所表示,依据拉密定理有:

戊

=

=

则F1=

mg=

F2=

mg=

24/272-3

(课标Ⅰ,19,6分)(多项选择)如图,一光滑轻滑轮用细绳OO'悬挂

于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙

桌面上物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方

向不变,大小在一定范围内改变,物块b仍一直保持静止,则 ()

A.绳OO'张力也在一定范围内改变B.物块b所受到支持力也在一定范围内改变C.连接a和b绳张力也在一定范围内改变D.物块b与桌面间摩擦力也在一定范围内改变25/27答案

BD系统处于静止状态,连接a和b绳张力大小T1一直等于

物块a重力Ga,C项错误;以O'点为研究对象,受力分析如图甲所表示,T1恒

定,夹角θ不变,由平衡条件知,绳OO'张力T2恒定不