高考物理一轮 第2单元第4讲 受力分析 共点力平衡
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高考物理 一轮复习 第二章 第4讲 受力分析 共点力平衡
4.两个推论 (1)当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时,这三个 力必__共__面__且__相__交__于__一__点____(三力汇交原理); (2)物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时,取出其中 的 一 个 力 , 则 这 个 力 必 与 剩 下 的 (N - 1) 个 力 的 合 力 ___等__大__反__向___.
面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑
的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2 的小球.当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连 线与水平线的夹角为α=90°,质量为m2的小球位于水平地面 上,设此时质量为m2的小球对地面压力大小为FN,细线的拉 力大小为FT,则( )
止在固定斜面和竖直挡板之间.若挡板逆时针缓慢转到水平位
置,在该过程中,挡板和斜面对小球的弹力的大小F1、F2的变 化情况是( )
A.F1增大 C.F2增大
B.F1先减小后增大 D.F2减小
图 2-4-7 图 2-4-8
解析 取球为研究对象,球受重力G、斜面支持力F2、挡板 支持力F1.因为球始终处于平衡状态,故3个力的合力始终为 零,3个力构成封闭的三角形.挡板逆时针转动时,F1的方向 也逆时针转动,F2的方向不变,作出如图2-4-8所示的动态 矢 量 三 角 形 . 由 图 可 知 F1 先 减 小 后 增 大 , F2 随 β 的 增 大 而 减 小,所以选项B、D正确.
方向上,Ff=2m+2 Mg,与挡板间的距离无关,A 错误,B 正确; 如图 2-4-11 所示,以轴 O 点为研究
对象,杆对轴 O 的作用力为 F=2cMosgθ,
再以木块 m 为研究对象,挡板对木块的正
压力 FN=F′sin θ=Fsin θ=Mgt2an θ,当
高考第一轮物理总复习第二第4节受力分析共点力平衡PPT课件
第4节 受力分析 共点力平衡
一、受力分析
1.定义:把指定物体(或研究对象)在特定的物 理环境中受到的所有外力都分析出来,并画出物体
__受___力___的示意图的过程. 2.受力分析的一般顺序 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. 二、共点力作用下物体的平衡
D.墙面对木块的作用力大小为 F2+(mg)2
【解析】假如把墙面撤去,物体不能静止,所以 墙面对木块一定有压力,物体在重力、推力、墙面的 压力作用下还不能静止,所以墙面对木块一定有摩擦 力,A、B正确;墙面对木块的作用力是指压力和摩 擦力的合力,等于重力和推力的合力,大小为
F2+(mg)2,C错误,D正确.
3.平衡条件的推论
平衡 类型
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
相,反在同
一直线上
三力 平衡
如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,
其中任意两个力的
合一力定与第三个力大
小 相等,方向 相反,在同一直线上
多力 平衡
如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任 何一个力与其余力的 合力 大小 相等 ,方向
1.平衡状态 (1)静止:物体的__速__度____和__加__速__度____都等于
零的状态. (2)匀速直线运动:物体的_速___度____不为零,其
__加__速__度___为零的状态.
2.平衡条件
(1)物体所受合外力为零,即 F 合=0.
(2)若采用正交分解法,平衡条件表达式为 Fx=0, Fy=0.
这三个力的矢量首尾相接,构成一个闭合三角形,反
一、受力分析
1.定义:把指定物体(或研究对象)在特定的物 理环境中受到的所有外力都分析出来,并画出物体
__受___力___的示意图的过程. 2.受力分析的一般顺序 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. 二、共点力作用下物体的平衡
D.墙面对木块的作用力大小为 F2+(mg)2
【解析】假如把墙面撤去,物体不能静止,所以 墙面对木块一定有压力,物体在重力、推力、墙面的 压力作用下还不能静止,所以墙面对木块一定有摩擦 力,A、B正确;墙面对木块的作用力是指压力和摩 擦力的合力,等于重力和推力的合力,大小为
F2+(mg)2,C错误,D正确.
3.平衡条件的推论
平衡 类型
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
相,反在同
一直线上
三力 平衡
如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,
其中任意两个力的
合一力定与第三个力大
小 相等,方向 相反,在同一直线上
多力 平衡
如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任 何一个力与其余力的 合力 大小 相等 ,方向
1.平衡状态 (1)静止:物体的__速__度____和__加__速__度____都等于
零的状态. (2)匀速直线运动:物体的_速___度____不为零,其
__加__速__度___为零的状态.
2.平衡条件
(1)物体所受合外力为零,即 F 合=0.
(2)若采用正交分解法,平衡条件表达式为 Fx=0, Fy=0.
这三个力的矢量首尾相接,构成一个闭合三角形,反
2023高考物理一轮总复习课件:受力分析-共点力的平衡
题型四 平衡中的临界极值问题
1.问题特点
当某物理量变化时,会引起其他物理量的变化,从 临界 而使物体所处的平衡状态能够“恰好出现”或“恰 问题 好不出现”。在问题描述中常用“刚好”“刚能”
“恰好”等语言叙述 极值 一般是指在力的变化过程中出现最大值和最小值问 问题 题
2.突破临界问题的三种方法
根据平衡条件列方程,用二次函数、讨论分析、三角 解析法
悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状 态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖 直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中( ) A.水平拉力的大小可能保持不变
√B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
√D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【对点练1】 (2020·泰安市一轮检测)如图,小球C置于B物体 的光滑半球形凹槽内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状 态。现缓慢减小木板的倾角θ。在这个过程中,下列说法正确 的是( )
A.B对A的摩擦力逐渐变大 C.B对A的压力不变
B.B对A的作用力逐渐变小
√D.C对B的压力不变
解析:对BC整体分析,受力情况为:重力mg、斜面A的支持力 N和摩擦力f,由平衡条件得知N=mgcos θ,f=mgsin θ,缓慢 减小木板的倾角θ,N增大,f减小,由牛顿第三定律得知B对A 的摩擦力逐渐减少,B对A的压力逐渐增大;根据平衡条件可知 A对B的作用力与B和C的重力大小相等,方向相反,所以A对B 的作用力不变,根据牛顿第三定律得知B对A的作用力不变,故 A、B、C错误; 由于半球形凹槽光滑,小球只受两个力:重力和支持力,由平 衡条件可知,支持力与重力大小相等,保持不变,则C对B的压 力也保持不变,故D正确。
高考物理一轮复习 第2章 研究物体间的相互作用 第4课时 受力分析 共点力的平衡课件.pptx
7
解析:先分析木块b的受力,木块b受重力、传送带 对b的支持力、沿传送带向下的滑动摩擦力、细线 的拉力,共4个力;再分析木块a的受力,木块a受 重力、传送带对a的支持力、沿传送带向下的滑动 摩擦力及上、下两段细线的拉力,共5个力,故D正 确. 答案:D
8
考点二 平衡问题的常用处理方法
平衡问题是指当物体处于平衡状态时,利用平衡条件求 解力的大小或方向的问题.处理平衡问题的 “三种” 常用方法: 1.合成法:物体受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.
第4课时 受力分析 共点力的平衡
1
考点一 物体的受力分析
1.受力分析的基本步骤 (1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究 对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系 统. (2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔 离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的 作用. (3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示 意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.
11
解析:取金属球为研究对象,有风时,它受到三个力的 作用:重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力FT, 如图所示.这三个力是共点力,在这三个共点力的作用 下金属球处于平衡状态,则这三个力的合力为零. 解法一 力的合成法 如图甲所示,风力F和拉力FT的合力与重力等大反向, 由平行四边形定则可得F=mgtan θ.
9
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.
10
【例2】 (2015·郑州模拟)在科学研究中,可以用风力仪 直接测量风力的大小,其原理如图所示.仪器中一根轻 质金属丝下悬挂着一个金属球,无风时,金属丝竖直下 垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方 向一定角度.风力越大,偏角越大.通过传感器,就可 以根据偏角的大小测出风力的大小,求风力大小F跟金 属球的质量m、偏角θ之间的关系.
解析:先分析木块b的受力,木块b受重力、传送带 对b的支持力、沿传送带向下的滑动摩擦力、细线 的拉力,共4个力;再分析木块a的受力,木块a受 重力、传送带对a的支持力、沿传送带向下的滑动 摩擦力及上、下两段细线的拉力,共5个力,故D正 确. 答案:D
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考点二 平衡问题的常用处理方法
平衡问题是指当物体处于平衡状态时,利用平衡条件求 解力的大小或方向的问题.处理平衡问题的 “三种” 常用方法: 1.合成法:物体受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.
第4课时 受力分析 共点力的平衡
1
考点一 物体的受力分析
1.受力分析的基本步骤 (1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究 对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系 统. (2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔 离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的 作用. (3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示 意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.
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解析:取金属球为研究对象,有风时,它受到三个力的 作用:重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力FT, 如图所示.这三个力是共点力,在这三个共点力的作用 下金属球处于平衡状态,则这三个力的合力为零. 解法一 力的合成法 如图甲所示,风力F和拉力FT的合力与重力等大反向, 由平行四边形定则可得F=mgtan θ.
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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.
10
【例2】 (2015·郑州模拟)在科学研究中,可以用风力仪 直接测量风力的大小,其原理如图所示.仪器中一根轻 质金属丝下悬挂着一个金属球,无风时,金属丝竖直下 垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方 向一定角度.风力越大,偏角越大.通过传感器,就可 以根据偏角的大小测出风力的大小,求风力大小F跟金 属球的质量m、偏角θ之间的关系.
01 静态平衡 第二章 第4讲 受力分析与共点力平衡-2024年高考物理一轮复习
【解析】 甲物体是拴牢在O点,且O点处于平衡状态,受力分析 如图所示 根据几何关系有γ=180°-60°-75°=45
三、整体法和隔离法
一、整体法 整体法就是把几个物体视为一个整体(系统),受力分析时,只分析其它物体
对整体(系统)的作用力(外力),不考虑整体(系统)内部物体之间的相互 作用力(内力)。 当只涉及系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法。
的弹力大小是( B )
方法3 三角形法---相似三角形
[例3] (多选)两轻杆通过铰链相连构成一个三角形框架,AB、BC、CA三 边长度分别为30 cm、20 cm、40 cm,在A点用一细线悬挂1 kg的物块,系统 处于静止状态,则(g取10 m/s2)( D )
A.AB杆对A点有沿杆从B点指向A点的弹力 B.CA杆作用于A点的弹力不一定沿CA杆方向 C.CA杆产生的弹力大小为20 N D.若改为悬挂一个0.5 kg的物块,则AB杆上弹力变为原来的一半
解法二(整体法):对人和木板整体分析受力,由平衡 条件得4F=mAg+Mg解得F=(mAg+Mg)/4=225N
例7.如图所示,水平固定倾角为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均静止在斜面上,此时弹簧的长度 为L,则下列说法正确的是( )
R
D.若换用原长相同,劲度系数更大的轻质弹簧, 小球将在B点下方达到受力平衡
方法3 三角形法----正弦定理 【例2】(正弦定理)如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上, 并且通过一条细绳跨过定滑轮连接,已知b球质量为1 kg,杆与水平面的夹 角为30°,不计所有摩擦,当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为30°, Ob段绳沿竖直方向,则a球的质量为( )
三、整体法和隔离法
一、整体法 整体法就是把几个物体视为一个整体(系统),受力分析时,只分析其它物体
对整体(系统)的作用力(外力),不考虑整体(系统)内部物体之间的相互 作用力(内力)。 当只涉及系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用整体法。
的弹力大小是( B )
方法3 三角形法---相似三角形
[例3] (多选)两轻杆通过铰链相连构成一个三角形框架,AB、BC、CA三 边长度分别为30 cm、20 cm、40 cm,在A点用一细线悬挂1 kg的物块,系统 处于静止状态,则(g取10 m/s2)( D )
A.AB杆对A点有沿杆从B点指向A点的弹力 B.CA杆作用于A点的弹力不一定沿CA杆方向 C.CA杆产生的弹力大小为20 N D.若改为悬挂一个0.5 kg的物块,则AB杆上弹力变为原来的一半
解法二(整体法):对人和木板整体分析受力,由平衡 条件得4F=mAg+Mg解得F=(mAg+Mg)/4=225N
例7.如图所示,水平固定倾角为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均静止在斜面上,此时弹簧的长度 为L,则下列说法正确的是( )
R
D.若换用原长相同,劲度系数更大的轻质弹簧, 小球将在B点下方达到受力平衡
方法3 三角形法----正弦定理 【例2】(正弦定理)如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上, 并且通过一条细绳跨过定滑轮连接,已知b球质量为1 kg,杆与水平面的夹 角为30°,不计所有摩擦,当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为30°, Ob段绳沿竖直方向,则a球的质量为( )
2015届高三物理大一轮复习:2-4 受力分析 共点力的平衡
O点转至水平位置,则此过程中球对挡板的压力F1和球对
斜面的压力F2的变化情况是 A.F1先增大后减小,F2一直减小 B.F1先减小后增大,F2一直减小 C.F1和F2都一直减小 ( ).
D.F1和F2都一直增大
图2-4-4
解析
小球受力如图甲所示,因挡板是缓慢移动,所以小
球处于动态平衡状态,在移动过程中,此三力(重力G、斜 面的支持力N、挡板的弹力F)组合成一矢量三角形的变化 情况如图乙所示 ( 重力大小方向均不变,斜面对其支持力 方向始终不变 ) ,由图可知此过程中斜面对小球的支持力
(5)若物体受到三个力 F1、F2、F3 的作用而平衡,将 F2 转动 90° 时,三个力的合力大小为 2F2.
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
(
)
基础自测
1.(2013·江苏省扬州测试)(单选)质量为m的长方形木块静止
在倾角为θ的斜面上,斜面对木块的支持力和摩擦力的合
力方向应该是 A.沿斜面向下 C.沿斜面向上 B.垂直于斜面向上 D.竖直向上 ( ).
力F作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线位
置,铁架台始终保持静止,则在这一过程中 A.细线拉力逐渐增大 B.铁架台对地面的压力逐渐增大 C.铁架台对地面的压力逐渐减小 ( ).
D.铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大 图2-4-9
解析
对小球受力分析知其受重力、线的拉力及水平力(如
图甲所示),因为缓慢运动所以小球处于动态平衡状态, mg 有 F=mgtan θ,F 拉= ,θ 增大,F、F 拉都变大,A 正 cos θ 确,将小球、线和铁架台看成一个整体,对其受力分析, 如图乙所示,则知 Ff=F,FN=(M+m)g,当 F 增大时,可 知 Ff 增大,FN 不变.所以 B、C 错误,D 正确.
高考物理一轮复习 第4讲受力分析 共点力平衡课件 新人教版
【答案】B
知识建构
乙 技能建构
二、解决平衡问题的常用方法与一般步骤
例2 如图甲所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,
一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支 持力为FN.OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是 ( )
A.F=
mg tan
mg
C.FN= tan
B.F=mgtan θ D.FN=mgtan θ
知识建构
技能建构
1.如图所示,质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑,物 体A在上滑过程中受到的力有 ( )
A.冲力、重力、斜面的支持力和摩擦力
B.重力、斜面的支持力
C.重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力
D.重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
【解析】物体虽然是向上运动,但不受向上的冲力,按受力分析的 顺序可知物体受重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力,D正 确.
知识建构
技能建构
【解析】对处于斜面上的物块受力分析,要使物块沿斜面下滑则 mgsin θ>μmgcos θ,故μ<tan θ,故A、B选项错误;若要使物块在平行 于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面匀速上滑,由平衡条件有:Fmgsin θ-μmgcos θ=0故F=mgsin θ+μmgcos θ,若μ=tan θ,则mgsin θ=μ mgcos θ, 即F=2mgsin θ,故C选项正确;若要使物块在平行于斜面向 下的拉力F作用下沿斜面向下匀速滑动,由平衡条件有:F+mgsin θμmgcos θ=0,则 F=μmgcos θ- mgsin θ,若μ=tan θ,则mgsin θ=μmgcos θ, 即F=0,故D选项错误.
【答案】C
知识建构
乙 技能建构
二、解决平衡问题的常用方法与一般步骤
例2 如图甲所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,
一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支 持力为FN.OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是 ( )
A.F=
mg tan
mg
C.FN= tan
B.F=mgtan θ D.FN=mgtan θ
知识建构
技能建构
1.如图所示,质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑,物 体A在上滑过程中受到的力有 ( )
A.冲力、重力、斜面的支持力和摩擦力
B.重力、斜面的支持力
C.重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力
D.重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
【解析】物体虽然是向上运动,但不受向上的冲力,按受力分析的 顺序可知物体受重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力,D正 确.
知识建构
技能建构
【解析】对处于斜面上的物块受力分析,要使物块沿斜面下滑则 mgsin θ>μmgcos θ,故μ<tan θ,故A、B选项错误;若要使物块在平行 于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面匀速上滑,由平衡条件有:Fmgsin θ-μmgcos θ=0故F=mgsin θ+μmgcos θ,若μ=tan θ,则mgsin θ=μ mgcos θ, 即F=2mgsin θ,故C选项正确;若要使物块在平行于斜面向 下的拉力F作用下沿斜面向下匀速滑动,由平衡条件有:F+mgsin θμmgcos θ=0,则 F=μmgcos θ- mgsin θ,若μ=tan θ,则mgsin θ=μmgcos θ, 即F=0,故D选项错误.
【答案】C
高考物理一轮总复习 第二章 相互作用 第4讲 受力分析 共点力的平衡课件(必修1)
[答案] A
没有根据整体法确定物体A、B与墙面间无弹力,不具 备摩擦力产生的条件,而是仅根据墙面粗糙
就得出了物体与墙面间有摩擦力的错误结论.
受力分析中不要“添力”或“漏力” 不“漏力”的方法:严格按照先场力(重力、电场力、磁 场力),后接触力(弹力、摩擦力)的顺序分析受力,逐一分析 检查.分析场力时先弄清有几种场存在,就可能有几个场力; 分析接触力时,绕物体表面一周,看有几处接触就可以预计 有几个弹力和几个摩擦力.
2.(2015·荆州模拟)如图所示,甲、乙、丙三个物体叠 放在水平面上,用水平力F拉位于中间的物体乙,它们仍保 持静止状态,三个物体的接触面均为水平,则乙物体受力的 个数为( )
A.3个 C.5个
B.4个 D.6个
[解析] 由甲受力平衡可判断甲乙间不存在摩擦力. [答案] C
考点二 共点力平衡 1.研究对象的选取方法 整体法和隔离法 2.共点力作用下物体平衡的一般解题思路
[答案] √
()
6.物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力
[答案] ×
()
考点
互动探究
[核心提示] 4 个考点:受力分析、共点力平衡、动态平衡问题、平 衡中的临界极值问题 5 种方法:受力分析的基本方法、力 的合成法、力的分解法、正交分解法、图解法 3 种思想方 法:整体与隔离法、极限思想、假设法
3.对力的处理常用方法
方法
内容
合成法
物体受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
物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按 分解法 力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡
条件
正交分 解法
物体受到三个或三个以上力的作用时,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
没有根据整体法确定物体A、B与墙面间无弹力,不具 备摩擦力产生的条件,而是仅根据墙面粗糙
就得出了物体与墙面间有摩擦力的错误结论.
受力分析中不要“添力”或“漏力” 不“漏力”的方法:严格按照先场力(重力、电场力、磁 场力),后接触力(弹力、摩擦力)的顺序分析受力,逐一分析 检查.分析场力时先弄清有几种场存在,就可能有几个场力; 分析接触力时,绕物体表面一周,看有几处接触就可以预计 有几个弹力和几个摩擦力.
2.(2015·荆州模拟)如图所示,甲、乙、丙三个物体叠 放在水平面上,用水平力F拉位于中间的物体乙,它们仍保 持静止状态,三个物体的接触面均为水平,则乙物体受力的 个数为( )
A.3个 C.5个
B.4个 D.6个
[解析] 由甲受力平衡可判断甲乙间不存在摩擦力. [答案] C
考点二 共点力平衡 1.研究对象的选取方法 整体法和隔离法 2.共点力作用下物体平衡的一般解题思路
[答案] √
()
6.物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力
[答案] ×
()
考点
互动探究
[核心提示] 4 个考点:受力分析、共点力平衡、动态平衡问题、平 衡中的临界极值问题 5 种方法:受力分析的基本方法、力 的合成法、力的分解法、正交分解法、图解法 3 种思想方 法:整体与隔离法、极限思想、假设法
3.对力的处理常用方法
方法
内容
合成法
物体受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
物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按 分解法 力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡
条件
正交分 解法
物体受到三个或三个以上力的作用时,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
2025届高考物理一轮复习课件: 第4讲 受力分析 共点力的平衡
第二章 相互作用——力
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一所有外
力都找出来,并画出受力示意图,这个过程就是受力分析 ②步骤:明确对象 研究对象选取方法:整体法或隔离法,可以是单个
物体,也可以是多个物体的组合
进行分析 先分析重力和已知力,再按接触面分析弹力、摩擦 力,最后分析其他力(静电力、磁场力等)
是( )
B
A.人越重,梯子所受合外力越大
B.地面对梯子支持力的大小与人所站的高度无关
C.墙壁对梯子的弹力方向垂直于梯子所在平面斜向上
D.地面对梯子的摩擦力大于墙壁对梯子的弹力
其余力的合力大小相等,方向相反
考点三 整体法和隔离法解决多物体平衡
多物体通常由两个或两个以上的研究对象,通过直接接触或通过绳、杆等 媒介连接组合,如叠加体、连接体等,处理方法通常是整体法和隔离法交 替使用。
3.(2022·广东普宁二中模拟)如图3,一直梯靠竖直墙壁放置,人站在梯子
上,处于静止状态,忽略梯子与墙壁间的摩擦力,则下列说法正确的
2、共点力平衡 ①平衡状态 物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态
②平衡条件 F合=0(或Fx=0,Fy=0) ③推论 二相等,方向相反 三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意
两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反 多力平衡 如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与
画示意图 将物体受到的力一一画在受力示意图上,准确标 出各力的方向,尽量做到大力长线、小力短线
受力分析的四种方法
在未知某力是否存在时,先对其做出不存在的假设,然后根据该 假设法
力不存在对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在 将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析 整体法 的方法 将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析 隔离法 的方法 动力学 对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析 分析法 求解的方法
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一所有外
力都找出来,并画出受力示意图,这个过程就是受力分析 ②步骤:明确对象 研究对象选取方法:整体法或隔离法,可以是单个
物体,也可以是多个物体的组合
进行分析 先分析重力和已知力,再按接触面分析弹力、摩擦 力,最后分析其他力(静电力、磁场力等)
是( )
B
A.人越重,梯子所受合外力越大
B.地面对梯子支持力的大小与人所站的高度无关
C.墙壁对梯子的弹力方向垂直于梯子所在平面斜向上
D.地面对梯子的摩擦力大于墙壁对梯子的弹力
其余力的合力大小相等,方向相反
考点三 整体法和隔离法解决多物体平衡
多物体通常由两个或两个以上的研究对象,通过直接接触或通过绳、杆等 媒介连接组合,如叠加体、连接体等,处理方法通常是整体法和隔离法交 替使用。
3.(2022·广东普宁二中模拟)如图3,一直梯靠竖直墙壁放置,人站在梯子
上,处于静止状态,忽略梯子与墙壁间的摩擦力,则下列说法正确的
2、共点力平衡 ①平衡状态 物体处于静止或者保持匀速直线运动的状态
②平衡条件 F合=0(或Fx=0,Fy=0) ③推论 二相等,方向相反 三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意
两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反 多力平衡 如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与
画示意图 将物体受到的力一一画在受力示意图上,准确标 出各力的方向,尽量做到大力长线、小力短线
受力分析的四种方法
在未知某力是否存在时,先对其做出不存在的假设,然后根据该 假设法
力不存在对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在 将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析 整体法 的方法 将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析 隔离法 的方法 动力学 对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析 分析法 求解的方法
高三物理一轮复习 第二章 物体的平衡 第4讲 受力分析共点力平衡课件
解析 A 项,三个物体都处于平衡状态,所以受到的合外力 都是 0.故 A 项错误;B 项,以物体 A 为研究的对象,受力如图 甲,
B、C 对 A 的作用力的合力方向一定竖直向上.故 B 项正确; C 项,以 B 为研究对象,受力如图乙.可知 B 与 C 之间不一定 存在弹力.故 C 项错误;D 项,以 B 为研究对象,受力如图乙, 由牛顿第三定律,得 F′=F,沿水平方向 F′·sin30°=f,所 以如果水平面光滑,它们将不能保持图示的平衡.故 D 项错误
2.共点力 一个物体同时受到几个力的作用,若这几个力作用于同一 点,或它们的作用线相交于一点,这几个力叫共点力. 如图所示,T1、T2、G 为共点力,交点不在物体上.
概念延伸:物体在作用线共面的三个非平行力作用下,处于 平衡状态时,这三个力的作用线必相交于一点.
3.共点力作用下物体平衡条件 物体所受的合外力为零,即∑F=0.若采用正交分解法求解 平衡问题,则∑Fx=0,∑Fy=0.
B.F1 变大,F2 变小 D.F1 变小,F2 变小
解析 木板静止时,受重力和两个拉力而平衡,故三个力为 共点力,合力为零,即:F1=0;根据共点力平衡条件,必有两 根绳子的拉力的合力与重力等大反向,轻绳变短时,上面两根绳 子间的夹角变大,而合力不变,故绳上力变大,拉力 F2 变大,A 选项正确.
4.受力分析的顺序 一般按照已知力、重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力的 顺序去分析. (1)地面上的物体,都要受到重力作用,且方向竖直向下,故 先分析重力. (2)由于接触是产生弹力的必要条件,分析弹力时,首先确定 研究对象与周围物体有几个接触点.
(3)若接触处除有形变外,还有相对运动或相对运动的趋势, 则有摩擦力.“再到接触处去找力”是防止漏力的秘密武器.
高考物理(人教版)第一轮复习课件 1-2-4受力分析 共点力的平衡
D.A、B整体可能受三个力作用
解析
对A、B整体,一定受到重力G、斜面支持力FN、水平
力F如图(a),这三个力可能使整体平衡,因此斜面对A、B整 体的静摩擦力可能为0,可能沿斜面向上,也可能沿斜面向 下,B、D正确;对木块A,受力如图(b),水平方向受平衡
力,因此一定有静摩擦力FfA与水平力F平衡,C错误;对木
B 、 C 项叙述的情况均可能。若斜面光滑,得挡板的支持力 FN=mgtan θ,选项D错误。 答案 D
2.如图2所示,水平地面上叠放着A、B两物体,B物体受力 F作用,A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动,则B 物体的受力个数为 ( )
图2 A.4个 B.5个 C.6个 D.7个
解析
先用隔离法,选取A为研究对象,A必受到B对其施加
(4)若物体受到三个力 F1、F2、 F3 的作用而平衡,将 F2 转动 90° 时,三个力的合力大小为 2F2。
答案
(1)×
(2)√ (3)×
(4)√
(
)
[题 组 自 测 ] 题组一 受力分析 物体的平衡 1.光滑的挡板竖直固定在倾角为θ的斜面上,一质量为m的半 球形均匀物体靠着挡板放上后,处于静止状态,如图 1 所 示。关于对半球形物体的受力分析错误的是 ( )
第4课时 受力分析 共点力的平衡
[知 识 梳 理] 知识点、共点力的平衡 1.平衡状态:物体处于 静止 状态或 匀速直线运动 状态。 2.共点力的平衡条件 F 合= 0
Fx=0 或者 F y= 0
3.平衡条件的推论 (1) 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 相反 。 (2) 三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡
高考物理一轮总复习 第二章 第4课时 受力分析 共点力的平衡(能力课时)课件
12/9/2021
第二十二页,共四十二页。
解析:选A.设每个球的质量为m,Oa与ab和竖直方向的夹角分别 为α、β. 以两个小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图甲 所示,根据平衡条件可知,Oa绳的方向不可能沿竖直方向,否则整体 的合力不为零,不能保持平衡.由平衡条件得:tan α=2mFg. 以b球为 研究对象,分析受力情况,如图乙所示,由平衡条件得:tan β=mFg, 则α<β,故A正确.
衡
个力必定大小相等,方向相反
如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中
三力平 任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相
衡 反;并且这三个力的矢量可以构成一个封闭的矢量三
角形
多力平 如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中
衡 任何一个力与其余几个力的合力大小相等,方向相反
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第二十五页,共四十二页。
考向1 解析法的应用
如图所示,用与水平方向成θ角的推 力F作用在物块上,随着θ逐渐减小直到水平的过 程中,物块始终沿水平面做匀速直线运动.关于物块受到的外力,下 列判断正确的是( B )
A.推力F先增大后减小 B.推力F一直减小 C.物块受到的摩擦力先减小后增大 D.物块受到的摩擦力一直不变
三角形
法
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对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三 力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定
理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力
第十三页,共四十二页。
考向1 单个物体的平衡
如图所示,光滑半球形容器固定在
水平面上,O为球心.一质量为m的小滑块,在
水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持
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【答案】B
4.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心 ,碗的内表面及碗口是光滑的,一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质 量为m1和m2的小球.当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线跟 水平线的夹角α=90°,质量为m2的小球位于水平地面上,设此时质量为m2 的小球对地面的压力大小为FN,细线的拉力大小为FT,则( )
重力,则斜面对物体产生支持力和静摩擦力,且支持力与静摩擦力 的合力竖直向上,故物体就受到四个力作用.
【答案】D
1.常用方法 (1)整体法和隔离法
整体法 将加速度相同的几个物 概念 体作为一个整体来分析 的方法 研究系统外的物体对系 选用原则 统整体的作用力或系统 整体的加速度 受力分析时不要再考虑 注意问题 系统内物体间的相互作 用
1.如图所示,一个质量m=2.0 kg的物体,放在倾角θ=30° 的斜面上静止不动,若用竖直向上F=5.0 N的力提物体,物体仍静
止,下列结论正确的是( )
A.斜面受的压力减小5.0 N B.物体受到的合外力减小5.0 N C.物体受的摩擦力减小5.0 N D.物体对斜面的作用力减小5.0 N
【解析】因为F竖直向上,所以可认为物体重力减小5 N,故A、
3.平衡条件的推论 (1)二力平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,则这两个力必 定大小__相等、方向___相反,为一对___平衡力.
(2)三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,则这三个力必定共面 ,且其中任意两个力的合力一定与第三个力大小___相等、方向__相反. (3)多力平衡 如果物体受多个力作用处于平衡状态,则其中任何一个力与其余力的 合力大小___相等,方向___相反. (4)三力汇交原理 如果物体在共面的、不平行的三个力作用下处于平衡状态,则这三个 力一定是___共点力. 3.注意:物体保持静止必须同时满足两个条件,即速度和加速度同时 为零.三(多)力平衡的结论,本质上是将三(多)力平衡转化为二力平衡.
第4讲 受力分析 共点力平衡
第4讲 受力分析 共点力平衡
1.新课标高考对本讲的考查,多从处理平衡问题的常用方法入 手.如:力的合成与分解法、矢量三角形法、正交分解法、三力汇 交原理等.对于平衡中的临界问题多采用假设法,以考查推力及逻 辑思维能力.
2.通过本讲复习让学生了解平衡状态,知道共点力作用下物体 的平衡条件,知道共点力平衡的常用结论,并能采用不同的方法解 决具体问题.
A.M一定是受两个力作用 B.M一定是受四个力作用 C.M可能受三个力作用 D.M不是受两个力作用就是受四个力作用
【名师点金】M在斜面上处于静止,是平衡状态,从所受合力应
为零进行分析判断,物体的受力分析往往与平衡条件结合起来,才 能对物体的受力情况分析清楚.
【规范全解】若拉力F的大小等于重力,则物体与斜面之间没有 相互作用力,所以物体就只受到两个力的作用;若拉力F小于物体的
3.巩固力的合成与分解、矢量三角形、正交分解、三力汇交原 理等方法或结论,会解决平衡中的临界问题.
一、受力分析 1.定义:把研究对象(物体或物体系)在特定的物理环境中受到 的外力都分析出来,并画出研究对象①受力示意图的过程. 2.受力分析的一般顺序 一般说来场力属于主动力,而接触力往往属于被动力.所以先 分析②场力(重力、电场力、磁场力),再分析③接触力(弹力、摩擦 力),最后分析其他力. 3.受力分析的步骤
C不对.物体仍静止,说明合力为零,B不对.物体对斜面的作
用力为对斜面的压力和对斜面的摩擦力的合力,方向竖直向下.F竖
直向上,物体对斜面的作用力大小为物体所受重力和竖直向上拉力 合力的大小,D正确.
【答案】D
2.如图甲所示,将质量为m的物体置于固定的光滑斜面上,斜 面的倾角为θ,水平恒力F作用在物体上,物体处于静止状态,则物 体对斜面的压力大小可表示为(重力加速度为g)( )
A.C不受摩擦力作用 B.B不受摩擦力作用 C.A受摩擦力的合力不为零 D.以A、B、C为整体,整体受到的摩擦力为零 【解析】C在力F作用下有相对于A向右运动的趋势,受到向左的静摩擦 力作用,A错误;假设B下表面光滑,B由于惯性仍相对于A
静止,即B不受摩擦力作用,所以B项正确;A在水平方向受到地面和C 的摩擦力作用做匀速运动,摩擦力合力为零,故C错误;对A、B、C整体,受 到向左的摩擦力作用,所以D错误.
4.注意:受力分析时,有些力的大小和方向不能准确确定下 来,必须根据物体受到的一些力和物体的运动状态,运用假设法进 行分析判断
二、共点力的平衡 1.平衡状态 (1)物体保持⑨静止状态或⑩匀速直线运动的状态. (2)通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化的过程( 动态平衡). 2.共点力平衡条件
3.受力分析是正确解决平衡问题和动力学问题的必要前提和基 础.通过讲解、训练,使学生形成正确受力分析的“定式”.
1.了解平衡状态,知道共点力作用下物体的平衡条件,记住共 点力平衡的常用结论,能采用不同的方法解决具体问题.
2.掌握对物体进行受力分析的一般顺序,能根据具体问题灵活 选择研究对象,正确地作出物体受力图.
①mgcos θ
F ②sin θ
③ F2+
mg
2
④mgcos θ+Fsin θ
A.只有②③正确
B.只有③④正确
C.只有①②③正确
D.只有②③④正确
【解析】对物体受力分析如图乙所示,
根据三力平衡的推论,可知F与mg的合力
与FN平衡,②③正确;建立图示坐标系,
可知④正确.
【答案】D
3.如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体 ,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,且三者相对静止.下列关于摩擦力 的说法中,正确的是( )
A.FN=(m2-m1)g B.FN=m2g C.FT= 22m1g
D.FT=(m2- 22m1)g
【解析】质量为m1的小球受重力和竖直向上的支持力作用,二力平衡, 所以绳的拉力FT=0.质量为m2的小球受重力和地面竖直向上的支持力 作用,FN=m2g.故B选项正确.
【答案】Bຫໍສະໝຸດ 一、受力分析的常用方法及注意事项 【例1】如图所示,物体M在竖直向上的拉力F的作用下静止在斜面上. 关于M受力的个数,下列说法中正确的是( )
4.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心 ,碗的内表面及碗口是光滑的,一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质 量为m1和m2的小球.当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线跟 水平线的夹角α=90°,质量为m2的小球位于水平地面上,设此时质量为m2 的小球对地面的压力大小为FN,细线的拉力大小为FT,则( )
重力,则斜面对物体产生支持力和静摩擦力,且支持力与静摩擦力 的合力竖直向上,故物体就受到四个力作用.
【答案】D
1.常用方法 (1)整体法和隔离法
整体法 将加速度相同的几个物 概念 体作为一个整体来分析 的方法 研究系统外的物体对系 选用原则 统整体的作用力或系统 整体的加速度 受力分析时不要再考虑 注意问题 系统内物体间的相互作 用
1.如图所示,一个质量m=2.0 kg的物体,放在倾角θ=30° 的斜面上静止不动,若用竖直向上F=5.0 N的力提物体,物体仍静
止,下列结论正确的是( )
A.斜面受的压力减小5.0 N B.物体受到的合外力减小5.0 N C.物体受的摩擦力减小5.0 N D.物体对斜面的作用力减小5.0 N
【解析】因为F竖直向上,所以可认为物体重力减小5 N,故A、
3.平衡条件的推论 (1)二力平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,则这两个力必 定大小__相等、方向___相反,为一对___平衡力.
(2)三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,则这三个力必定共面 ,且其中任意两个力的合力一定与第三个力大小___相等、方向__相反. (3)多力平衡 如果物体受多个力作用处于平衡状态,则其中任何一个力与其余力的 合力大小___相等,方向___相反. (4)三力汇交原理 如果物体在共面的、不平行的三个力作用下处于平衡状态,则这三个 力一定是___共点力. 3.注意:物体保持静止必须同时满足两个条件,即速度和加速度同时 为零.三(多)力平衡的结论,本质上是将三(多)力平衡转化为二力平衡.
第4讲 受力分析 共点力平衡
第4讲 受力分析 共点力平衡
1.新课标高考对本讲的考查,多从处理平衡问题的常用方法入 手.如:力的合成与分解法、矢量三角形法、正交分解法、三力汇 交原理等.对于平衡中的临界问题多采用假设法,以考查推力及逻 辑思维能力.
2.通过本讲复习让学生了解平衡状态,知道共点力作用下物体 的平衡条件,知道共点力平衡的常用结论,并能采用不同的方法解 决具体问题.
A.M一定是受两个力作用 B.M一定是受四个力作用 C.M可能受三个力作用 D.M不是受两个力作用就是受四个力作用
【名师点金】M在斜面上处于静止,是平衡状态,从所受合力应
为零进行分析判断,物体的受力分析往往与平衡条件结合起来,才 能对物体的受力情况分析清楚.
【规范全解】若拉力F的大小等于重力,则物体与斜面之间没有 相互作用力,所以物体就只受到两个力的作用;若拉力F小于物体的
3.巩固力的合成与分解、矢量三角形、正交分解、三力汇交原 理等方法或结论,会解决平衡中的临界问题.
一、受力分析 1.定义:把研究对象(物体或物体系)在特定的物理环境中受到 的外力都分析出来,并画出研究对象①受力示意图的过程. 2.受力分析的一般顺序 一般说来场力属于主动力,而接触力往往属于被动力.所以先 分析②场力(重力、电场力、磁场力),再分析③接触力(弹力、摩擦 力),最后分析其他力. 3.受力分析的步骤
C不对.物体仍静止,说明合力为零,B不对.物体对斜面的作
用力为对斜面的压力和对斜面的摩擦力的合力,方向竖直向下.F竖
直向上,物体对斜面的作用力大小为物体所受重力和竖直向上拉力 合力的大小,D正确.
【答案】D
2.如图甲所示,将质量为m的物体置于固定的光滑斜面上,斜 面的倾角为θ,水平恒力F作用在物体上,物体处于静止状态,则物 体对斜面的压力大小可表示为(重力加速度为g)( )
A.C不受摩擦力作用 B.B不受摩擦力作用 C.A受摩擦力的合力不为零 D.以A、B、C为整体,整体受到的摩擦力为零 【解析】C在力F作用下有相对于A向右运动的趋势,受到向左的静摩擦 力作用,A错误;假设B下表面光滑,B由于惯性仍相对于A
静止,即B不受摩擦力作用,所以B项正确;A在水平方向受到地面和C 的摩擦力作用做匀速运动,摩擦力合力为零,故C错误;对A、B、C整体,受 到向左的摩擦力作用,所以D错误.
4.注意:受力分析时,有些力的大小和方向不能准确确定下 来,必须根据物体受到的一些力和物体的运动状态,运用假设法进 行分析判断
二、共点力的平衡 1.平衡状态 (1)物体保持⑨静止状态或⑩匀速直线运动的状态. (2)通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化的过程( 动态平衡). 2.共点力平衡条件
3.受力分析是正确解决平衡问题和动力学问题的必要前提和基 础.通过讲解、训练,使学生形成正确受力分析的“定式”.
1.了解平衡状态,知道共点力作用下物体的平衡条件,记住共 点力平衡的常用结论,能采用不同的方法解决具体问题.
2.掌握对物体进行受力分析的一般顺序,能根据具体问题灵活 选择研究对象,正确地作出物体受力图.
①mgcos θ
F ②sin θ
③ F2+
mg
2
④mgcos θ+Fsin θ
A.只有②③正确
B.只有③④正确
C.只有①②③正确
D.只有②③④正确
【解析】对物体受力分析如图乙所示,
根据三力平衡的推论,可知F与mg的合力
与FN平衡,②③正确;建立图示坐标系,
可知④正确.
【答案】D
3.如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体 ,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,且三者相对静止.下列关于摩擦力 的说法中,正确的是( )
A.FN=(m2-m1)g B.FN=m2g C.FT= 22m1g
D.FT=(m2- 22m1)g
【解析】质量为m1的小球受重力和竖直向上的支持力作用,二力平衡, 所以绳的拉力FT=0.质量为m2的小球受重力和地面竖直向上的支持力 作用,FN=m2g.故B选项正确.
【答案】Bຫໍສະໝຸດ 一、受力分析的常用方法及注意事项 【例1】如图所示,物体M在竖直向上的拉力F的作用下静止在斜面上. 关于M受力的个数,下列说法中正确的是( )