新教材高中物理第4章力与平衡本章整合课件鲁科版必修第一册
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(3)正交分解法——一般用于受力个数三个以时。
(4)图解法——一般用于受三个力,一个力恒定不变,一个力方向不变,另一
个力变化。
典例2 如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点
为O。轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻
绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态。已知
则有FAsin θ=FB
FAcos θ=m1g
解得
5
3
FA= m1g,FB= m1g。
4
4
(3)
(2)对乙受力分析有f=FB= 3 m1g,方向水平向左。
4
答案
5
(1)4m1g
3
(2) m1g
4
3
m
1g
4
方向水平向左
针对训练2
物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面
3
平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 3 ,重力加速度
正确。
,斜面对滑块的支持力不可能为零,故C错误,D
2
方法技巧
受力分析时如何防止“多力”或“丢力”
(1)防止“多力”的有效途径是找出力的施力物体,若某力有施力物体则它实
际存在,无施力物体则它不存在。另外合力与分力不要重复分析。
(2)按正确的顺序(即一重、二弹、三摩擦、四其他)进行受力分析是保证
不“丢力”的有效措施。
kg,即A正确,B、C、
一、物体的受力分析
1.受力分析的方法:整体法与隔离法
方法
概念
选用
原则
整体法
将几个物体作为一个整体来分析的方法
研究系统外的物体对系统整体的作用力
隔离法
将研究对象与周围物体
分隔开的方法
研究系统内物体之间的
相互作用力
注意
受力分析时不要再考虑系统内物体间的 一般隔离受力较少的物
问题
相互作用
体
2.受力分析时需要注意的问题
画在受力分析图上。
(3)合力与分力
进行受力分析时,同一物体受到的合力与分力是“等效替代”的关系,不能同
时出现。
(4)力与物体的运动状态
分析物体受力时,要注意物体所处的状态,物体所处的状态不同,其受力情
况一般也不相同。如:放在水平传送带上的物体随传送带一起运动时,若传
送带加速运动,物体受到的摩擦力向前;若传送带减速运动,物体受到的摩
(2)巧选研究对象(整体法和隔离法)。
(3)受力分析(画出规范的受力分析图)。
(4)列平衡方程(灵活运用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及数学
解析法)。
(5)求解或讨论(解的结果及物理意义)。
2.分析平衡问题的基本方法
(1)力的合成法——一般用于受力个数为三个时。
(2)力的分解法——一般用于受力个数为三个时。
(1)只分析所受的力
在进行受力分析时,一定要注意,我们分析的是物体“受到”的力,而不是物
体对外施加的力,也不要把作用在其他物体上的力,错误地认为通过“力的
传递”而作用在研究对象上。
(2)只分析外力
对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在
受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要
B.地面对P的摩擦力逐渐增大
C.P、Q间的弹力先减小后增大
D.MN对Q的弹力逐渐减小
解析 先对Q受力分析,受重力、P对Q的支持力和MN对Q的支持力,如图甲
所示
根据共点力平衡条件,有N1= cos
,N2=mgtan θ。再对P、Q整体受力分析,
受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力和地面对其向右的摩擦
sin 37°=0.6,cos 37°=0.8, tan 37°=0.75,g取10 N/kg。
(1)轻绳OA、OB受到的拉力各多大?(试用三种
方法求解)
(2)物体乙受到的摩擦力多大?方向如何?
解析 (1)解法一:对结点O进行受力分析如图(1)所示,把FA与FB合成
则F=m1g
所以
1
FA=cos
C.斜面对滑块的支持力可能为零
D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于
2
解析 弹簧可能处于原长状态,滑块只受重力、支持力和静摩擦力三个力作
用而处于平衡状态,故A、B错误;将滑块所受重力沿平行于斜面方向和垂
直于斜面方向分解,根据共点力平衡条件可知,斜面对滑块的静摩擦力的大
小一定等于mgsin 30°=
力,如图乙所示
甲
乙
根据共点力平衡条件,有f=N2,N=(M+m)g,故f=mgtan θ;MN保持竖直且缓慢
地向右移动过程中,角θ不断变大,故f变大,N不变,N1变大,N2变大,P、Q受到
的合力始终为零。故选A、B。
二、分析平衡问题的基本思路和方法
1.分析平衡问题的基本思路
(1)明确平衡状态(合力为零)。
g 取 10 m/s2。若
轻绳能承受的最大拉力为 1 500 N,则物块的质量最大为( A )
A.150 kg
B.100 3 kg
C.200 kg
D.200 3 kg
解析 因为物块在拉力作用下沿斜面向上做匀速运动,所以F-mgsin θμmgcos θ=0,而F≤1 500
D错误。
N。因此m=sin + cos ≤150
针对训练1
(多选)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板
MN,在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状
态。这个装置的纵截面图如图所示。若用外力使MN保持竖直,缓慢地向
右移动,在Q落到地面以前,发现P始终保持静止。在此过程中,下列说法正
确的是( AB )
A.Q所受的合力始终为零
FB=m1gtan
=
5
m
1g
4
3
θ=4m1g
故轻绳 OA、OB 受到的拉力大小分别等于
(1)
5
3
FA、FB,即 m1g、 m1g。
4
4
解法二:把甲对O点的拉力按效果分解为FOA和FOB,如图(2)所示
则
1
FOA=cos
FOB=m1gtan
=
5
m
1g
4
3
θ= m1g。
4
(2)
解法三:把OA绳对结点O的拉力FA进行正交分解,如图(3)所示
擦力向后;若传送带匀速运动,物体不受摩擦力作用。
典例1 (2023山东新泰高一期中)如图所示,一个质量为m的滑块静止置于
倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端连
接在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°,重力加速度为g,则(
)D
A.滑块受到四个力作用
B.弹簧一定处于压缩状态
(4)图解法——一般用于受三个力,一个力恒定不变,一个力方向不变,另一
个力变化。
典例2 如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点
为O。轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻
绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态。已知
则有FAsin θ=FB
FAcos θ=m1g
解得
5
3
FA= m1g,FB= m1g。
4
4
(3)
(2)对乙受力分析有f=FB= 3 m1g,方向水平向左。
4
答案
5
(1)4m1g
3
(2) m1g
4
3
m
1g
4
方向水平向左
针对训练2
物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面
3
平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为 3 ,重力加速度
正确。
,斜面对滑块的支持力不可能为零,故C错误,D
2
方法技巧
受力分析时如何防止“多力”或“丢力”
(1)防止“多力”的有效途径是找出力的施力物体,若某力有施力物体则它实
际存在,无施力物体则它不存在。另外合力与分力不要重复分析。
(2)按正确的顺序(即一重、二弹、三摩擦、四其他)进行受力分析是保证
不“丢力”的有效措施。
kg,即A正确,B、C、
一、物体的受力分析
1.受力分析的方法:整体法与隔离法
方法
概念
选用
原则
整体法
将几个物体作为一个整体来分析的方法
研究系统外的物体对系统整体的作用力
隔离法
将研究对象与周围物体
分隔开的方法
研究系统内物体之间的
相互作用力
注意
受力分析时不要再考虑系统内物体间的 一般隔离受力较少的物
问题
相互作用
体
2.受力分析时需要注意的问题
画在受力分析图上。
(3)合力与分力
进行受力分析时,同一物体受到的合力与分力是“等效替代”的关系,不能同
时出现。
(4)力与物体的运动状态
分析物体受力时,要注意物体所处的状态,物体所处的状态不同,其受力情
况一般也不相同。如:放在水平传送带上的物体随传送带一起运动时,若传
送带加速运动,物体受到的摩擦力向前;若传送带减速运动,物体受到的摩
(2)巧选研究对象(整体法和隔离法)。
(3)受力分析(画出规范的受力分析图)。
(4)列平衡方程(灵活运用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及数学
解析法)。
(5)求解或讨论(解的结果及物理意义)。
2.分析平衡问题的基本方法
(1)力的合成法——一般用于受力个数为三个时。
(2)力的分解法——一般用于受力个数为三个时。
(1)只分析所受的力
在进行受力分析时,一定要注意,我们分析的是物体“受到”的力,而不是物
体对外施加的力,也不要把作用在其他物体上的力,错误地认为通过“力的
传递”而作用在研究对象上。
(2)只分析外力
对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在
受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成了外力,要
B.地面对P的摩擦力逐渐增大
C.P、Q间的弹力先减小后增大
D.MN对Q的弹力逐渐减小
解析 先对Q受力分析,受重力、P对Q的支持力和MN对Q的支持力,如图甲
所示
根据共点力平衡条件,有N1= cos
,N2=mgtan θ。再对P、Q整体受力分析,
受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力和地面对其向右的摩擦
sin 37°=0.6,cos 37°=0.8, tan 37°=0.75,g取10 N/kg。
(1)轻绳OA、OB受到的拉力各多大?(试用三种
方法求解)
(2)物体乙受到的摩擦力多大?方向如何?
解析 (1)解法一:对结点O进行受力分析如图(1)所示,把FA与FB合成
则F=m1g
所以
1
FA=cos
C.斜面对滑块的支持力可能为零
D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于
2
解析 弹簧可能处于原长状态,滑块只受重力、支持力和静摩擦力三个力作
用而处于平衡状态,故A、B错误;将滑块所受重力沿平行于斜面方向和垂
直于斜面方向分解,根据共点力平衡条件可知,斜面对滑块的静摩擦力的大
小一定等于mgsin 30°=
力,如图乙所示
甲
乙
根据共点力平衡条件,有f=N2,N=(M+m)g,故f=mgtan θ;MN保持竖直且缓慢
地向右移动过程中,角θ不断变大,故f变大,N不变,N1变大,N2变大,P、Q受到
的合力始终为零。故选A、B。
二、分析平衡问题的基本思路和方法
1.分析平衡问题的基本思路
(1)明确平衡状态(合力为零)。
g 取 10 m/s2。若
轻绳能承受的最大拉力为 1 500 N,则物块的质量最大为( A )
A.150 kg
B.100 3 kg
C.200 kg
D.200 3 kg
解析 因为物块在拉力作用下沿斜面向上做匀速运动,所以F-mgsin θμmgcos θ=0,而F≤1 500
D错误。
N。因此m=sin + cos ≤150
针对训练1
(多选)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板
MN,在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状
态。这个装置的纵截面图如图所示。若用外力使MN保持竖直,缓慢地向
右移动,在Q落到地面以前,发现P始终保持静止。在此过程中,下列说法正
确的是( AB )
A.Q所受的合力始终为零
FB=m1gtan
=
5
m
1g
4
3
θ=4m1g
故轻绳 OA、OB 受到的拉力大小分别等于
(1)
5
3
FA、FB,即 m1g、 m1g。
4
4
解法二:把甲对O点的拉力按效果分解为FOA和FOB,如图(2)所示
则
1
FOA=cos
FOB=m1gtan
=
5
m
1g
4
3
θ= m1g。
4
(2)
解法三:把OA绳对结点O的拉力FA进行正交分解,如图(3)所示
擦力向后;若传送带匀速运动,物体不受摩擦力作用。
典例1 (2023山东新泰高一期中)如图所示,一个质量为m的滑块静止置于
倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端连
接在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°,重力加速度为g,则(
)D
A.滑块受到四个力作用
B.弹簧一定处于压缩状态