专题受力分析共点力的平衡

专题受力分析、共点力的平衡

一．受力分析

力学中三种常见性质力

1.重力：（1）方向：竖直向下（2）作用点：重心

2.(1)有多少个接触面(点)就有可能有多少个弹力

(2)常见的弹力的方向：

弹簧对物体的弹力方向:与弹簧恢复原长的方向相同

绳子对物体的弹力：沿着绳子收缩的方向．

面弹力（压力，支持力）：垂直于接触面指向受力的物体.

3.摩擦力

(1)有多少个接触面就有可能有多少个摩擦力

(2)静摩擦力方向：与相对运动的趋势方向相反

(3)滑动摩擦力的方向：与相对运动方向相反

二．受力分析

1.步骤(1).确定研究对象（受力物体）：可以是一个整体，也可以个体（隔离分析）

注意：只分析外界给研究对象的力，研究对象给别人的力不分析

(2).受力分析要看物体的运动状态：静止还是运动

2.顺序：（1）外力：外力可以方向不变地平移

（2）重力

（3）接触面的力（弹力，摩擦力）

先弹力：看有几个接触面（点）。判断面上若有挤压，则垂直于接触面有弹力。

其次摩擦力：若有相对运动或者相对运动趋势，则平行于接触面有摩擦力

分析完一个面（点），再分析其他面（点）

3.检验：是否多画力或者漏画力

检查每一个力的施力物体是否都是别的物体

三．题型：分类

静止水平面

竖直面

运动斜面

二、共点力的平衡

1．共点力

作用于物体的或力的相交于一点的力．

2．平衡状态

(1)物体保持或的状态．

(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)．

物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事吗？

提示：物体处于静止状态，不但速度为零，而且加速度(或合外力)为零．有时，物体速度为零，但加速度不一定为零，如竖直上抛的物体到达最高点时；摆球摆到最高点时，加速度都不为零，都不属于平衡状态．因此，物体的速度为零与静止状态不是一回事．

3．共点力的平衡条件

F 合＝或者x y F F ⎧⎪⎨⎪⎩合合

4．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 ，方向 ，为一对 ．

(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，其中任何一个力与其余两个力的合力大小 ，方向 ；

(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小 ，方向 ．

三．解决平衡问题的思路

二力平衡--------二力大小相等，方向相反

三力平衡--------合成法、正交分解法

例：如图所示，用绳AC 和BC 吊起一重物，重物静止，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°,物体的重力为100N ，求绳AC 和BC 受到的拉力各为多少牛？

多力平衡--------正交分解法

如图所示：某装卸工人推着质量为m 的木箱在水平地面上匀速运动。

已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，该工人的推力与水平面间的夹角为

θ，重力加速度为g ，求：推力F 的大小。

四、动态平衡问题的分析方法

1．图解法

用图解法分析力的动态变化，具有直观、便于比较的特点，它一般适用于研究对象受三个力作用的情况，且其中一个力大小、方向不变，另一个力方向不变，第三个力大小、方向均变化.应用时应注意以下几点：

(1)明确要分解大小、方向均不变的力，把它分解到另外两个力的反方向上．

(2)明确哪个力的方向是不变的．

(3)明确哪个力大小、方向变化，变化的范围如何．

2．列方程法

1、结点O 受球的拉力为G 为60N ，已知θ=30。，球静止，求绳子AO 和BO 受到的拉力各为多少牛？

一．物体受力分析

试对下列物体受力分析。

题型一：水平面

1.物体在光滑和粗糙的水平面向右运动。

2.物体在水平向右的水平力F 作用下，在粗糙的水平面上向右和向左运动。

题型二：竖直面

A 向右运动

A 向左匀速

物体在水平力F 作用下在粗糙的竖直面上静止和匀速下滑。

题型三：斜面

1．物体沿光滑斜面下滑和物体在粗糙的斜面上静止。２．物体沿粗糙斜面上滑和匀速下滑。 ３．光滑球在斜面上静止。

４．小试牛刀：

５．如图所示请分别分析物体A 和B 受力情况： （１）A 、B 都静止,各接触面均粗

糙 （２）A 、B 一起向右匀速运动,

各接触面均粗糙 （３）A 、B 一起向右加速运动,

各接触面均粗糙 ６．分析A 和B 物体受的力分析A 和C 受力（并写出施力物）

v 1

。

【专题训练】

一．二力平衡

1.人站在自动扶梯上随扶梯匀速上升，如图2所示，下列说法正确的是( )

A ．人所受合力方向同图中速度的方向

B ．人在水平方向受到向右的摩擦力的作用

C ．人只在竖直方向受力且合力为零

D ．人在竖直方向所受合力不为零图2

二．三力平衡问题

2.如图1所示，一物体静止在斜面上，关于它所受各力的相互关系，下列说法正确的是( ) A A A

在水平力F 作用下A 、B 沿桌面匀速运动， C

A ．它受到的重力与弹力大小相等

B ．它受到的静摩擦力的大小等于重力沿斜面向下的分力

C ．所受到的弹力与摩擦力的合力大于物体受到的重力

D ．它受到的斜面作用力的合力方向垂直于斜面向上图1

3．如图4所示，质量为m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )

A.mg 和mg

B.mg 和mg

C.mg 和μmg

D.mg 和μmg

4.用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中，如图5所示。已知ac 和bc 与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则

ac 绳和bc 绳中的拉力分别为( )

A.mg ，mg

B.mg ，mg

C.mg ，mg

D.mg ，mg

5．(8分)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9所示。仪器中一根轻质金属丝，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个角度。风力越大。偏角越大。通过传感器，就可以根据偏角的大小指示出风力。那么风力大小F 跟金属球的质量m 、偏角θ之间有什么样的关系呢？

图9

图4