浙江高考物理一轮复习第二章相互作用素养提升课二受力分析共点力的平衡学案

素养提升课(二) 受力分析共点力的平衡

题型一受力分析

1．受力分析的四个步骤

2．受力分析的四种方法

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

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

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如图所示，水平面上的P、Q两物块的接触面水平，二者叠在一起在作用于Q 上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动，某时刻撤动力F后，二者仍能不发生相对滑动。关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确的是( )

A．撤去F前6个，撤去F后瞬间5个

B．撤去F前5个，撤去F后瞬间5个

C．撤去F前5个，撤去F后瞬间4个

D．撤去F前4个，撤去F后瞬间4个

[解析] 撤去F前，物体Q受到：重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和力F共5个力的作用；撤去F后的瞬间，两物体做减速运动，此时Q受力：重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和P对Q的摩擦力，共5个力作用。

[答案] B

【对点练1】在水平桌面上叠放着木块P和Q，用水平力F推

Q，使P、Q两木块一起沿水平桌面匀速滑动，如图所示，以下说法正确的是( ) A．P受三个力，Q受六个力

B．P受四个力，Q受六个力

C．P受两个力，Q受五个力

D．以上答案均不正确

解析：选C。分析木块P受竖直方向的重力G和支持力F N的作用，木块Q受重力G′、地面的支持力F N′、木块P的压力F N″、水平推力F和地面对木块Q的摩擦力F f，故C正确。

【对点练2】(多选)(2020·丽水调研)如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是( )

A．A一定受到四个力

B．B可能受到四个力

C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力

D．A与B之间一定有摩擦力

解析：选AD。对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，C错误；对B受力分析如图乙所示，其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态，故B只能受到三个力，B错误；对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力，共四个力，A、D正确。

题型二静态平衡问题

1．静态平衡问题的解题步骤

2．处理静态平衡问题的常用方法

(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。

(2)分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的作用效果分解，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。

(4)力的三角形法：对受三个力作用而平衡的物体，将力平移使三个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。

(2019·4月浙江选考)如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有

A 、

B 两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两

环距离变小后书本仍处于静止状态，则( )

A ．杆对A 环的支持力变大

B ．B 环对杆的摩擦力变小

C ．杆对A 环的力不变

D ．与B 环相连的细绳对书本的拉力变大

[解析] 以环、绳和书本整体为研究对象，在竖直方向上始终受力平衡，故杆对其中一环的支持力F N 恒等于书本重力的一半，故A 错误；设绳与水平杆之间的夹角为θ，对B 环受力分析，可得杆对B 环摩擦力F f ＝F N tan θ，两环距离减小，夹角θ增大，摩擦力F f 减小，故B 环对杆的摩擦力变小，B 正确；杆对环的作用力包括支持力和摩擦力，根据环受力平衡可知，两者的合力大小与绳的拉力大小相等，而绳的拉力大小F ＝

F N sin θ，可知，夹角θ增大，拉力大小减小，故C 、D 错误。

[答案] B

【对点练3】 如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，斜面上放有一重力为G 的物块A ，有一水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与物块A 接触。若物块A 静止时受到沿斜面向下的摩擦力大小为G

2，此时弹簧的弹力大小是( )

A.33G

B.233

G C ．G

D.3＋33G 解析：选B 。对A 进行受力分析，利用正交分解法对力进行分解，如图所示：

在沿斜面方向，根据平衡条件：F cos 30°＝f ＋G sin 30°，而f ＝G 2，解得F ＝233

G ，故B 正确，A 、C 、D 错误。

题型三 动态平衡问题

1．动态平衡：“动态平衡”是指物体所受的力中有些是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个状态均可视为平衡状态，所以叫做动态平衡。

2．分析动态平衡问题的常用方法

(1)解析法

①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式；

②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况。

(2)图解法

①根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化；

②确定未知量大小、方向的变化。

(3)相似三角形法

①根据已知条件画出两个不同情况对应的力的三角形和空间几何三角形，确定对应边，利用三角形相似知识列出比例式；

②确定未知量大小的变化情况。

(多选)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端

装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N ，另一