高考物理复习高效学习方略受力分析共点力的平衡课件

3．一般步骤 (1)选取研究对象．根据题目要求，恰当选取研究对象， 在平衡问题中，研究对象可以是： ①单个物体； ②多个物体组成的系统； ③几个物体的结点、几根绳或绳和杆之间的结点． (2)分析研究对象的受力情况，并作出受力图． (3)选取研究方法．研究方法的选择应视具体问题借鉴上 表选定方法． (4)利用平衡条件建立方程求解．
应为Fx＝0，Fy＝0.
4．几个推论 (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 ，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，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 ．
一、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 到的所有外力都找出来，并画出受力图，这个过程就是受力 分析． 2．受力分析的顺序：先找重力，次找接触力(如弹力、 摩擦力)，最后分析电场力、磁场力、其他力．
3．受力分析的步骤 (1)明确研究对象——即确定分析受力的物体． (2)隔离物体分析——将研究对象从周围物体中隔离 出 来，进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用． (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 方向 ． (4)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运动状态，否 则，必然发生了漏力、添力或错力的现象．
的，则( )
A．F＝(ma＋mb)g，FN1＝FN2 B．F＝(ma＋mb)g，FN1≠FN2 C．mag<F<(ma＋mb)g，FN1＝FN2 D．mag<F<(ma＋mb)g，FN1≠FN2
解析 A 对a和b整体受力分析，由平衡条件可知，A
正确.
要点三 动态平衡、临界与极值问题 1.动态平衡问题：通过控制某些物理量，使物体的状态 发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的 平衡状态． 2．临界问题：当某物理量变化时，会引起其他几个物 理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或 “恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“刚 能”“恰好”等语言． 3．极值问题：平衡物体的极值，一般指在力的变化过 程中的最大值和最小值问题．
2.分析平衡类问题时需要注意的问题 (1)当物体受三个力平衡时，选择分解法或合成法比较简 单． (2)当物体受四个或四个以上力的作用时，一般采用正交 分解法，在建立直角坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重 合，需要分解的力尽可能少，这样可以简化运算过程． (3)当多个物体组成的系统处于平衡状态时，系统内的任 何一个物体也处于平衡状态，此时可以对系统列平衡方程， 也可以对系统内的任何一个物体列平衡方程，并且在任意一 个方向上的合力均为零．
【例2】 如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平 地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m 的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静 止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？
解析 选取A和B整体为研究对象，它受到重力(M＋ m)g，地面支持力FN，墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作 用，如图所示，处于平衡状态．根据平衡条件有：
解析 CD 先分析重力和已知力F，再分析弹力，由于 F的竖直分力可能等于重力，因此地面可能对物体无弹力作 用，则A错；F的竖直分力可能小于重力，则一定有地面对物 体的弹力存在，若地面粗糙，小车受摩擦力作用，共四个力 作用，B错；若小车做匀速运动，那么水平方向上所受摩擦 力和F的水平分力平衡，这时小车一定受重力、恒力F、地面 弹力、摩擦力四个力作用，则C对；若小车做加速运动，当 地面光滑时，小车受重力和力F作用或受重力、力F、地面支 持力作用，选项D正确．
【答案】 不能超过173.2 N
要点一 受力分析 1.受力分析的方法 (1)整体法与隔离法
方法
整体法
隔离法
将加速度相同的几个相 将所研究的对象从周围 概 念 互关联的物体作为一个 的物体中分离出来的方
整体进行分析的方法 法
方法
整体法
研究系统外的物体对 选用原则 系统整体的作用力或
系统整体的加速度
4．(2011·衡阳高三联考)如图所示，轻弹簧的一端与物 块P相连，另一端固定在木板上，先将木板水平放置，并使 弹簧处于拉伸状态，缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增 大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块P 所受静摩擦力的大小变化情况是( )
A．保持不变 B．一直增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大
方法
内容
图解 法
对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力 分析，依据某一参量的变化，在同一图中作出物体 在若干状态下力的平衡图(力的平行四边形)，再由 动态力的平行四边形各边长度变化及角度变化确定 力的大小及方向的变化情况
相似 三角 形法
物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出 其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行 四边形，其中可能有力三角形与题设图中的几何三 角形相似，进而力三角形与几何三角形对应成比例， 根据比值便可计算出未知力的大小与方向
解析 D 本题考查共点力的动态平衡问题．对物块进 行受力分析可知，由于初始状态弹簧被拉伸，所以物块受到 的摩擦力水平向左，当倾角逐渐增大时，物块所受重力在斜 面方向的分力逐渐增大，所以摩擦力先逐渐减小，当摩擦力 减为零时，弹力和重力的分力平衡；当倾角继续增大时，摩 擦力向上逐渐增大，故选项D正确．
【规律方法】 解答此题时应注意把握以下三点： (1)整体分析受力，利用竖直方向平衡条件分析地面对三 棱柱的支持力． (2)利用水平方向平衡条件分析地面对三棱柱的摩擦力与 墙对球B的弹力关系． (3)隔离B球受力分析，利用平衡条件求出墙对B的弹 力．
两刚性球a和b的质量分别为ma和mb，直径分别为 da和db(da>db)．将a、b球依次放入一竖直放置、内径为 d(da<d<da＋db)的平底圆筒内，如图所示．设a、b两球静止 时对圆筒侧面的压力大小分别为FN1和FN2，筒底所受的压力 大小为F.已知重力加速度大小为g.若所有接触面都是光滑
要点二 解决平衡类问题的常用方法和一般步骤 1.常用方法
方法
内容
分解法
物体受到几个力的作用，将某一个力按力的实 际效果进行分解，则其分力和其他力在所分解 的方向上满足平衡条件
物体受几个力的作用，通过合成的方法将它们 合成法 简化成两个力，这两个力满足二力平衡条件
正交分 解法
将处于平衡状态的物体所受的力分解到相互正 交的两坐标轴上，每一坐标轴上的力都满足平 衡条件．Fx＝0，Fy＝0
A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零 B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零 C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用 D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用
解析 B 若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光 滑，不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力，重力和拉力都 沿竖直方向；如果受斜面的支持力，则小球没法达到平衡， 因此小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉 力大小等于重力大小，故A项错误，B正确；若小车向右匀速 运动，小球受重力和绳子的拉力两个力的作用；若小车向右 做减速运动，则一定受斜面的支持力，可能受绳子的拉力， 也可能不受绳子的拉力，故C、D错误.
【规律方法】 由物体M的运动状态，分析物体的受力 情况，平衡状态时，物体所受的合外力必为零，非平衡状态 时，物体必有加速度．反之，由物体的受力情况，确定其运 动状态，注意分析摩擦力存在与否的两种情况．
(2011·扬州模拟)如图所示，小车内有一固定光 滑的斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车在水平面上 做直线运动，细绳始终保持竖直，关于小球的受力情况，下 列说法正确的是(后，各物体仍保持静止状态，那么以下说法正 确的是( )
A．C不受摩擦力作用 B．B不受摩擦力作用 C．A受各个摩擦力的合力为零 D．A、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零
解析 BC 各物体仍保持静止状态，说明各物体所受 外力的合力为零，C必受水平向左的摩擦力的作用，A错 误；通过假设法可知B不可能受摩擦力作用，B正确；对三 个物体由整体法可知A一定受地面向左的摩擦力，且大小等 于F，C对A的摩擦力向右，大小为F，所以A所受摩擦力的 合力为零，C正确，D错误．
2．下列物体处于平衡状态的是( ) A．沿斜面匀速上升的物体 B．荡秋千的小孩到达最高点的瞬间 C．做匀速圆周运动的物体 D．匀速降落的跳伞运动员 解析 AD 平衡状态即合外力为零、加速度也为零的 状态，只有A、D选项中的物体和运动员加速度为零．
3．(2011·中山模拟)猎人非法猎猴，用两根轻绳将猴子 悬于空中，猴子处于静止状态，如图所示．以下相关说法正 确的是( )
2．应注意的问题 (1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作 用力相混淆． (2)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来 源，每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有． (3)合力和分力不能重复考虑．
(4)研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不 要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进 行力的合成或分解．
5．如图所示，用绳AC和BC吊起一重物，绳与竖直方向 夹角分别为30°和60°，AC绳能承受的最大拉力为150 N，而 BC绳能承受的最大拉力为100 N，求物体的最大重力不能超 过多少？
解析 重物受力分析如图所示，由重物静止有： FTBCsin 60°－FTACsin 30°＝0① FTACcos 30°＋FTBCcos 60°－G＝0② 由式①可知FTAC＝ 3 FTBC，当FTBC＝100 N时，FTAC ＝173.2 N，AC将断．而当FTAC＝150 N时，FTBC＝86.6 N<100 N．将FTAC＝150 N，FTBC＝86.6 N，代入式②解得G ＝173.2 N，所以重物的最大重力不能超过173.2 N.