2019年高考物理一轮复习第二章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡学案

第3讲受力分析共点力的平衡

微知识1 物体的受力分析

对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学问题的重要方法。受力分析的程序：1．根据题意选取研究对象，选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便，它可以是单个物体或物体的某一部分，也可以是由几个物体组成的系统。

2．把研究对象从周围的环境中隔离出来，按照先场力再接触力的顺序对物体进行受力分析，并画出物体的受力分析图。

微知识2 共点力作用下物体的平衡

1．平衡态

(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F x＝0，F y＝0。

3．物体平衡条件的相关推论

(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。

(3)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，方向相反。

特别提醒物体的速度等于零不同于静止，物体静止时(v＝0，a＝0)处于平衡状态，而物体只是速度等于零，不一定处于平衡态，如物体竖直上抛到最高点和单摆摆球及弹簧振子在最大位移处时，速度均等于零，但加速度不等于零，不处于平衡态。

一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)

1．对物体进行受力分析时不用区分外力与内力，两者都要同时分析。(×)

2．处于平衡状态的物体加速度一定等于零。(√)

3．速度等于零的物体一定处于平衡状态。(×)

4．物体在缓慢运动时所处的状态不能认为是平衡状态。(×)

5．物体做竖直上抛运动到达最高点时处于静止状态。(×)

二、对点微练

1．(受力分析)(多选)如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B 靠在竖直墙壁上，物块A 放在斜面体B 上，开始时A 、B 静止。现用水平力F 推A ，A 、B 仍静止，则此时A 、B 受力个数的组合可能是( )

A ．3个、5个

B ．3个、3个

C ．4个、5个

D ．3个、4个

解析 先对A 、B 整体受力分析，A 、B 整体受推力、重力、地面的支持力、墙壁的支持力；再对物块A 受力分析，A 受重力、推力、斜面体的支持力，可能还受到静摩擦力，所以A 可能受到3个或4个力，分析B 的受力情况，B 受到重力、墙壁的支持力、地面的支持力、A 对B 的压力，可能还受到A 对B 的静摩擦力，所以B 可能受到4个或5个力，故C 、D 项均正确。 答案 CD

2.(物体的平衡条件)(2017·全国卷Ⅱ)如图，一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F 的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动，物块与桌面间的动摩擦因数为( )

A ．2－3B.3

6

C.

33D.3

2

解析 物块在F 作用下水平匀速运动，则F ＝μmg ；当F 的方向与水平面成60°时，物块也恰好做匀速直线运动，则F cos60°＝μ()mg －F sin60°，两式联立解得μ

＝

3

3

，故C 项正确。 答案 C

3．(整体法和隔离法的应用)

如图所示，水平细杆上套一环A ，环A 与球B 间用一轻质绳相连，质量分别为m A 、m B ，由于

B 球受到风力作用，环A 与球B 一起向右匀速运动。已知细绳与竖直方向的夹角为θ，则下

列说法正确的是( )

A ．风力增大时，轻质绳对球

B 的拉力保持不变 B ．球B 受到的风力F 为m B g tan θ

C ．杆对环A 的支持力随着风力的增加而增加

D ．环A 与水平细杆间的动摩擦因数为

m B

m A ＋m B

解析 以B 球为研究对象，其受到重力、风力和绳的拉力作用，三力平衡，解三角形得到拉力T ＝m B g

cos θ，风力F ＝m B g tan θ，风力增大，θ变大，则F 变大，A 项错误，B 项正确；利

用整体法，水平方向有f ＝μ(m A ＋m B )g ，解得μ≥m B tan θ

m A ＋m B

，D 项错误；竖直方向杆对A 球的支持力N A ＝(m A ＋m B )g ，C 项错误。 答案 B

见学生用书P026

微考点 1 受力分析 整体法和隔离法

核|心|微|讲

1．受力分析的四种方法

(1)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在。

(2)整体法：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的方法。 (3)隔离法：将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析的方法。 (4)动力学分析法：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求解的方法。

2．受力分析的四个步骤

(1)明确研究对象：确定受力分析的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体的组合。

(2)隔离物体分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪几个物体对它施加了力的作用(重力—弹力—摩擦力—其他力)。

(3)画出受力示意图：画出受力示意图，准确标出各力的方向。

(4)检查分析结果：检查画出的每一个力能否找出它的施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的物理状态。