一轮复习23受力分析共点力的平衡教案

合集下载

受力分析 共点力的平衡教案

受力分析 共点力的平衡教案

学习过程一、复习预习上节课学习了力的合成与分解,知道了合力和分力是等效代替的关系.学习了共点力的特性和力的合成法则。

力的分解方法有哪些?合理的范围怎么计算?本节课我们将以上节课所学知识为基础探讨物体在共点力作用下的平衡问题。

思考:1.一个物体在多个力的作用下保持平衡,那这几个力的关系如何?2.当这些力中存在变力时,其他的力怎么改变?3.怎么通过其他的力来确定其中的某个力?我们将带着这几个问题进入本节课的学习二、知识讲解考点1、受力分析1.概念把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析.2.受力分析的一般顺序先分析重力,然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力),再分析其他力(电磁力、浮力、已知力等).3.受力分析的步骤①明确研究对象:研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体的集合.②隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.③画出受力示意图,标明各力的符号.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,防止发生漏力、添力或错力现象.受力分析时的注意事项:(1)养成按“一重力、二弹力、三摩擦、四其他”的顺序分析受力的习惯.(2)明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等).(3)分析弹力、摩擦力这些接触力时,按一定的绕向围绕研究对象一周,对接触面逐一分析,在弹力和摩擦力不确定时,可结合产生条件和受力分析的结果与题中物体状态是否相符来判断.(4)区分研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力.考点2、共点力的平衡共点力: 力的作用点在物体上的同一点或力的延长线交于一点的几个力叫做共点力.平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态,叫做平衡状态.平衡条件:物体受到的合外力为零,即F合=0 或错误!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.考点3、静态平衡问题的分析根据例题进行讲解如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m的小球,小球被竖直的木板挡住,不计摩擦,则球对挡板的压力是().A.mgcos αB.mgtan αC。

2025届高考物理一轮复习资料第二章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡

2025届高考物理一轮复习资料第二章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡

第3讲受力分析共点力的平衡学习目标 1.从具体的情境中选择研究对象,会分析其弹力、摩擦力的有无及方向。

2.会灵活应用整体法和隔离法对多物体受力分析。

3.会运用共点力平衡的条件分析解决平衡问题。

1.2.1.思考判断(1)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。

(×)(2)物体的速度为零即处于平衡状态。

(×)(3)物体处于平衡状态时,其加速度一定为零。

(√)(4)物体受两个力作用处于平衡状态,这两个力必定等大反向。

(√)(5)物体受三个力F1、F2、F3作用处于平衡状态,若将F2转动90°,则这三个力的合力大小为2F2。

(√)2.“空中速降”是一项具有挑战性的体育游乐项目。

如图所示,某人沿一根绳索匀速下滑,绳索上端A竖直,下端B松弛。

下列对人的受力分析正确的是()答案A考点一受力分析受力分析的四种方法假设法在未知某力是否存在时,先对其做出不存在的假设,然后根据该力不存在对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在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例1如图1所示,两梯形木块A、B叠放在水平地面上,A、B之间的接触面倾斜。

A的左侧靠在光滑的竖直墙面上,加水平推力后,关于两木块的受力,下列说法正确的是()图1A.A、B之间一定存在摩擦力作用B.木块A可能受三个力作用C.木块A一定受四个力作用D.木块B一定受到地面向右的摩擦力答案B解析如果A受到重力、墙面对它的弹力和B对它的支持力,这三个力恰好平衡,则A、B之间没有摩擦力,故A、C错误,B正确;以A、B整体为研究对象,竖直方向受到A、B的重力和地面的支持力,水平方向受到水平推力和墙面的弹力,水平地面可以对B无摩擦力,故D错误。

1.如图2,天花板与水平面间的夹角为θ=37°,一质量为m的物块在一垂直于天花板向上的力F作用下静止于天花板上,已知物块与天花板之间的动摩擦因数为μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则()图2A.物块可能只受三个力作用B.物块对天花板的摩擦力沿天花板向上C.力F的大小不得小于2mgD.力F的大小可能为1.25mg答案C解析物块在重力作用下,有沿天花板下滑的趋势,一定受到沿天花板向上的静摩擦力,天花板对物块一定也有弹力,所以物块受重力、推力F、天花板的弹力和摩擦力四个力的作用,故A错误;天花板对物块的摩擦力沿天花板向上,根据牛顿第三定律可知,物块对天花板的摩擦力沿天花板向下,故B错误;对物块受力分析及正交分解如图所示,物块静止,则y方向有F=mg cos θ+F N,x方向有f=mg sin θ≤f m=μF N,联立解得F≥2mg,故C正确,D错误。

高三物理一轮复习教案 共点力作用下物体的平衡教案

高三物理一轮复习教案 共点力作用下物体的平衡教案

城东蜊市阳光实验学校高三物理一轮复习一一共点力作用下物体的平衡教案课时安排:2课时教学目的:1.理解一一共点力作用下物体平衡的条件。

2.纯熟应用正交分解法、图解法、合成与分解法等常用方法解决平衡类问题。

3.进一步熟悉受力分析的根本方法,培养学生处理力学问题的根本技能。

本讲重点:1.正交分解法的应用2.图解法的应用本讲难点:受力分析考点点拨:1.平衡条件的根本应用2.平衡问题中常用的数学方法――相似三角形法,正交分解法3.平衡问题中常用的物理方法――隔离法和整体法4.用图解法解决动态平衡类问题5.平衡问题中的临界与极值问题6.关于绳中的张力问题第一课时一、物体的平衡物体的平衡有两种情况:一是质点静止或者者做匀速直线运动,物体的加速度为零;二是物体不转动或者者匀速转动〔此时的物体不能看作质点〕。

点评:对于一一共点力作用下物体的平衡,不要认为只有静止才是平衡状态,匀速直线运动也是物体的平衡状态.因此,静止的物体一定平衡,但平衡的物体不一定静止.还需注意,不要把速度为零和静止状态相混淆,静止状态是物体在一段时间是是内保持速度为零不变,其加速度为零,而物体速度为零可能是物体静止,也可能是物体做变速运动中的一个状态,加速度不为零。

由此可见,静止的物体速度一定为零,但速度为零的物体不一定静止.因此,静止的物体一定处于平衡状态,但速度为零的物体不一定处于静止状态。

总之,一一共点力作用下的物体只要物体的加速度为零,它一定处于平衡状态,只要物体的加速度不为零,它一定处于非平衡状态。

二、一一共点力作用下物体的平衡条件1.一一共点力几个力作用于物体的同一点,或者者它们的作用线交于同一点〔该点不一定在物体上〕,这几个力叫一一共点力。

2.一一共点力的平衡条件在一一共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即F合=0或者者Fx合=0,Fy合=03.断定定理物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡,那么这三个力必为一一共点力。

〔表示这三个力的矢量首尾相接,恰能组成一个封闭三角形〕4.解题方法当物体在两个一一共点力作用下平衡时,这两个力一定等值反向;当物体在三个一一共点力作用下平衡时,往往采用平行四边形定那么或者者三角形定那么;当物体在四个或者者四个以上一一共点力作用下平衡时,往往采用正交分解法。

共点力的平衡教案

共点力的平衡教案

力的平衡一、教学目标(一)知识与技能1.理解共点力平衡的概念;2.理解物体在共点力作用下的平衡条件;3.会用力的合成与分解方法求解简单的共点力平衡问题。

(二)过程与方法1.通过处理共点力平衡问题的分析过程,感受等效、归纳推理等科学方法;2.能运用数学中建立直角坐标系和三角函数关系等方法解决共点力平衡问题。

(三)情感态度价值观1.感悟共点力平衡的实际应用价值二、教学重点和难点重点:1、共点力平衡的条件及应用2、物体平衡状态的判断。

难点:分析和解决共点力平衡的实际问题三、教学过程.(一)新课引入:请同学们分析下列物体的受力情况:1.静止在水平面的物体2.静止在斜面上的物体3.在拉力F作用下在水平面做匀速直线运动由学生作答!(如下图所示)2.静止在水平面的物体 2.静止在斜面上的物体3.在拉力F作用下在水平面做匀速直线运动(二)、新课的展开通过上面三个列子,回答下面问题。

1.三个物体各受到几个力?它们是共点力吗?2.三个物体各处于什么状态?3.三个物体所受的合力为多少?学生作答:1.分别为2个力、3个力、4个力;是共点力。

2.分别处于静止、静止、匀速直线运动状态。

3.合力都为0。

教师总结:上述三个例子反映了三个问题:(板书)1.一对平衡力:作用在同一物体上、大小相等,方向相反,且在作用在同一直线上的两个力。

2.平衡状态:物体保持静止或做匀速直线运动的状态,叫做平衡状态。

3.物体在共点力作用下的平衡条件是F合=0.(三)例题讲解1.物体在与水平面成300的拉力作用下处于静止状态,求物体受到的静摩擦力?(利用力的分解)2.教材P91页的例题讲解。

(利用力的合成、力的分解两种方法来讲解)(四)平衡的种类和稳度1.平衡的分类:不稳定平衡:处于平衡状态,但很容易失去平衡状态,且不能自动回复到平衡位置。

稳定平衡:处于平衡状态,失去平衡后能自动回到平衡位置,继续保持平衡状态。

随遇平衡:处于平衡状态,偏离平衡位置后,始终保持平衡状态。

2023版高考物理一轮总复习专题2相互作用第3讲共点力的平衡及其应用课件

2023版高考物理一轮总复习专题2相互作用第3讲共点力的平衡及其应用课件

关 键 能 力·突 破 要 点
考点1 物体的受力分析 [基础考点] 1.受力分析的基本步骤
2.受力分析的常用方法 (1)整体法和隔离法. (2)假设法:在不确定某力是否存在时,可先对其作出存在或不存在 的假设,然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判 断该力是否存在.
例1 (2021年武汉质检)水上飞伞是一项锻炼勇气和毅力的水上娱乐
筷子对玻璃珠的弹力
F2
不一
定比
玻璃
珠的重力大

F2 F1
=cos
θ<1,故
F2<F1,故 A、B 错误.由以上分析知,θ 略微减小时,sin θ 值减小,F1
增大;tan θ 值减小,F2 增大,故 C 错误,D 正确.
2.(2021年辽宁适应性考试)如图所示,用轻绳系住
一质量为2m的匀质大球,大球和墙壁之间放置一质量为
律模拟变化
例4 (2019年全国卷Ⅰ)(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.另一端
与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢
拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止,则
在此过程中
()
A.水平拉力的大小可能保持不变
考点3 动态平衡 [能力考点] 1.动态平衡:物体受力情况在缓慢变化,变化的每一刻物体都可 看作是受力平衡的状态.
2.分析动态平衡问题的常用方法
方法
步骤
(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式
解析法 (2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况
(3)三力平衡还可列正弦定理和余弦定理分析
保持相对静止,A上表面水平.则在斜面上运动时,B

2023高考物理一轮总复习课件:受力分析-共点力的平衡

2023高考物理一轮总复习课件:受力分析-共点力的平衡

题型四 平衡中的临界极值问题
1.问题特点
当某物理量变化时,会引起其他物理量的变化,从 临界 而使物体所处的平衡状态能够“恰好出现”或“恰 问题 好不出现”。在问题描述中常用“刚好”“刚能”
“恰好”等语言叙述 极值 一般是指在力的变化过程中出现最大值和最小值问 问题 题
2.突破临界问题的三种方法
根据平衡条件列方程,用二次函数、讨论分析、三角 解析法
悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状 态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖 直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中( ) A.水平拉力的大小可能保持不变
√B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
√D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【对点练1】 (2020·泰安市一轮检测)如图,小球C置于B物体 的光滑半球形凹槽内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状 态。现缓慢减小木板的倾角θ。在这个过程中,下列说法正确 的是( )
A.B对A的摩擦力逐渐变大 C.B对A的压力不变
B.B对A的作用力逐渐变小
√D.C对B的压力不变
解析:对BC整体分析,受力情况为:重力mg、斜面A的支持力 N和摩擦力f,由平衡条件得知N=mgcos θ,f=mgsin θ,缓慢 减小木板的倾角θ,N增大,f减小,由牛顿第三定律得知B对A 的摩擦力逐渐减少,B对A的压力逐渐增大;根据平衡条件可知 A对B的作用力与B和C的重力大小相等,方向相反,所以A对B 的作用力不变,根据牛顿第三定律得知B对A的作用力不变,故 A、B、C错误; 由于半球形凹槽光滑,小球只受两个力:重力和支持力,由平 衡条件可知,支持力与重力大小相等,保持不变,则C对B的压 力也保持不变,故D正确。

《受力分析共点力的平衡》教案

《受力分析共点力的平衡》教案

《受力分析共点力的平衡》教案【重点知识梳理】一、受力分析1.受力分析的常用方法方法整体法隔离法假设法概念将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行分析的方法将所研究的对象从周围的物体中分离出来进行分析的方法在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的假设的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度研究系统内部各物体之间的相互作用力根据力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断力是否存在注意问题受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力一般情况下隔离受力较少的物体一般在分析弹力或静摩擦力时应用2.受力分析的基本步骤基本步骤具体操作明确研究对象即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统隔离物体分析将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用画受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号例1.用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图2-3-1所示。

P、Q均处于静止状态,则下列相关说法正确的是() A.P物体受4个力B.Q受到3个力C.若绳子变长,绳子的拉力将变小D.若绳子变短,Q受到的静摩擦力将增大二、共点力的平衡1.平衡的两种状态(1)静止状态。

(2)匀速直线运动状态。

2.共点力的平衡条件(1)F合=0;(2)F x=0且F y=0。

3.平衡条件的拓展(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,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反;并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。

(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相等,方向相反。

4.处理平衡问题常用的方法5.处理动态平衡、临界与极值问题的两种方法及步骤(1)解析法步骤: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。

2022-2023年高考物理一轮复习 受力分析共点力的平衡课件 (3)(重点难点易错点核心热点经典)

2022-2023年高考物理一轮复习 受力分析共点力的平衡课件 (3)(重点难点易错点核心热点经典)

力的三 角形法
对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾 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
例4 (多选)如图所示,重物的质量为m,轻细绳AO和BO的A端、B端是固定 的.平衡时AO是水平的,BO与水平方向的夹角为θ.AO的拉力F1和BO的拉 力F2的大小是(重力加速度为g) ( BD )
三、什么是整体—隔离法?
项目 整体法
隔离法
概念
将加速度相同的几个物体作为 将研究对象与周围物体分隔开
一个整体来分析的方法
的方法
选用 原则
研究系统外的物体对系统整体 研究系统内物体之间的相互作 的作用力或系统整体的加速度 用力
例2 (多选)如图所示,在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速 向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是 ( AD )
例1 如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用下做匀 速直线运动,则下列说法正确的是 ( D )
A.物体可能只受两个力作用 B.物体可能受三个力作用 C.物体可能不受摩擦力作用 D.物体一定受四个力作用
解析 本题考查根据物体的运动状态分析物体的受力,摩擦力产生的条件 等知识点.物体做匀速直线运动,受力平衡,将拉力F在水平方向和竖直方向 上分解,则物体一定要受到滑动摩擦力的作用.再根据摩擦力产生的条件知, 一定有弹力.因此物体一定会受到四个力的作用.
一、求解平衡问题的基本思路是什么?
(1)明确平衡状态(加速度为零); (2)巧选研究对象(整体法和隔离法); (3)受力分析(规范画出受力示意图); (4)建立平衡方程(灵活运用力的合成法、矢量三角形法、正交分解法及数学 解析法); (5)求解或讨论(解的结果及物理意义).

《受力分析共点力的平衡》教案

《受力分析共点力的平衡》教案

《受力分析共点力的平衡》教案一、教学目标1. 让学生理解受力分析的概念,掌握受力分析的方法。

2. 让学生了解共点力的概念,理解共点力的平衡条件。

3. 培养学生运用受力分析和共点力平衡条件解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 受力分析的概念和方法2. 共点力的概念3. 共点力的平衡条件4. 共点力平衡条件的应用5. 实际问题分析与解决三、教学重点与难点1. 教学重点:受力分析的方法,共点力的平衡条件,共点力平衡条件的应用。

2. 教学难点:受力分析的准确性,共点力平衡条件的灵活运用。

四、教学方法与手段1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动思考、探究问题。

2. 利用多媒体课件,生动展示受力分析和共点力平衡的原理和应用。

3. 结合实物模型和示意图,帮助学生直观理解受力分析和共点力平衡的概念。

4. 进行分组讨论和实验操作,提高学生的实践能力和团队协作能力。

五、教学安排1. 第一课时:受力分析的概念和方法2. 第二课时:共点力的概念和共点力的平衡条件3. 第三课时:共点力平衡条件的应用4. 第四课时:实际问题分析与解决【课堂导入】(引入受力分析的概念,通过展示实例或问题,引发学生对受力分析的兴趣和思考。

)【新课内容】1. 受力分析的概念和方法(1)受力分析的定义(2)受力分析的方法和步骤(3)受力分析的注意事项2. 共点力的概念(1)共点力的定义(2)共点力的特点3. 共点力的平衡条件(1)共点力平衡的定义(2)共点力平衡的条件【课堂练习】(给出一些简单的受力分析和共点力平衡的问题,让学生进行练习,巩固所学知识。

)【课堂小结】【课后作业】(布置一些有关受力分析和共点力平衡的应用题,让学生进行进一步的练习和思考。

)六、教学活动设计1. 受力分析实例展示:通过展示实例,让学生了解受力分析的概念和方法,引导学生主动思考、探究问题。

2. 共点力平衡条件讨论:让学生分组讨论共点力的平衡条件,鼓励学生提出自己的观点和见解,培养学生的团队协作能力。

高中物理高考 第2章 专题强化3 受力分析 共点力平衡 2023年高考物理一轮复习

高中物理高考 第2章 专题强化3 受力分析 共点力平衡    2023年高考物理一轮复习

例9 如图所示,两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接,在
水平外力F作用下,系统处于静止状态,弹簧实际长度相等.弹簧A、B的
劲度系数分别为kA、kB,且原长相等.弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为 θ与45°.设A、B中的拉力分别为FA、FB,小球直径 相比弹簧长度可忽略,重力加速度为g,则
√A.tan θ=12
√B.物体B受到的摩擦力大小为mAgcos θ
C.物体B对地面的压力可能为零
√D.物体B对地面的压力大小为mBg-mAgsin θ
轻绳拉力FT=mAg,对B,在水平方向有Ff=FTcos θ=mAgcos θ,在竖 直方向地面对B的支持力FN=mBg-FTsin θ=mBg-mAgsin θ,由牛顿 第三定律可知,选项B、D正确; 当mBg=mAgsin θ时,FN=0,此时物体B不可能静止,选项A、C错误.
题型二
共点力的平衡条件及应用
基础梳理 夯实必备知识
1.共点力的平衡 (1)平衡状态:物体 静止 或做匀速直线运动 . (2)平衡条件:F合= 0 或Fx= 0 ,Fy= 0 . (3)常用推论 ①若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n-1) 个力的合力 大小相等、方向相反 . ②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成 一个 封闭 三角形.
例1 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,某时刻撤去力 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

2022物理第2章相互作用第3节受力分析共点力的平衡教案

2022物理第2章相互作用第3节受力分析共点力的平衡教案

第3节受力分析共点力的平衡一、物体的受力分析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,并画出受力示意图的过程。

2.受力分析的一般顺序(1)首先分析场力(重力、电场力、磁场力)。

(2)其次分析接触力(弹力、摩擦力)。

(3)最后分析其他力。

(4)画出受力分析示意图(选填“示意图”或“图示”).二、共点力的平衡1.平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态。

2.平衡条件F合=0或者错误!如图甲所示,小球静止不动;如图乙所示,物块匀速运动.甲乙则小球F合=0;物块F x=0,F y=0。

3.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,这两个力必定大小相等,方向相反。

(2)三力平衡:物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与另外两个力的合力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。

(3)多力平衡:物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,其中任何一个力与另外几个力的合力大小相等,方向相反。

一、思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)1.对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上。

2.物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。

(×)3.加速度等于零的物体一定处于平衡状态。

4.速度等于零的物体一定处于平衡状态. (×)5.若物体受三个力F1、F2、F3处于平衡状态,若将F1转动90°时,三个力的合力大小为错误!F1。

二、走进教材1.(人教版必修2P91T1改编)如图所示,质量为m的光滑圆球,在细线和墙壁的作用下处于静止状态,重力加速度为g,细线与竖直墙壁的夹角为30°,则细线对小球的拉力大小为()A.错误!B.错误!C.mg D.错误![答案]A2.(鲁科版必修1P97T2改编)(多选)如图所示,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,则下列说法中正确的是()A.物体A可能只受到三个力的作用B.物体A一定受到四个力的作用C.物体A受到的滑动摩擦力大小为F cos θD.物体A对水平面的压力大小可能为F sin θBCD[物体水平向右做匀速运动,合力必为零,所以必受水平向左的摩擦力,且有f=F cos θ,因滑动摩擦力存在,地面一定对物体A有竖直向上的支持力,且有N=mg-F sin θ,若重力mg =2F sin θ,则A对水平面的压力大小为F sin θ,所以选项B、C、D 正确,A错误.]物体的受力分析错误!1.受力分析的基本思路(1)研究对象的选取方法:整体法和隔离法.(2)基本思路2.整体法与隔离法选取原则错误!(一题多变)如图所示,固定的斜面上叠放着A、B两木块,木块A与B的接触面水平,水平力F作用于木块A,使木块A、B保持静止,且F≠0.则下列描述正确的是()A.B可能受到3个或4个力作用B.斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下C.A对B的摩擦力可能为零D.A、B整体不可能受三个力作用B[对B受力分析,木块B受重力、A对B的压力、A对B 水平向左的静摩擦力、斜面对B垂直于斜面向上的支持力、斜面对B可能有静摩擦力(当A对B向左的静摩擦力平行斜面方向的分力与木块A对B的压力与木块B重力的合力沿斜面方向的分力平衡时,斜面对B没有静摩擦力)作用,故B受4个力或者5个力作用,故A错误;当A对B向左的静摩擦力平行斜面方向的分力大于木块A对B的压力与木块B重力的合力沿斜面方向的分力时,木块B有上滑趋势,此时木块B受到平行斜面向下的静摩擦力,故B正确;对木块A受力分析,受水平力、重力、B对A的支持力和静摩擦力,根据平衡条件,B对A的静摩擦力与水平力F平衡,根据牛顿第三定律,A对B的摩擦力水平向左,大小为F,故C错误;对A、B整体受力分析,受重力、斜面对整体的支持力、水平力,可能有静摩擦力(当推力沿斜面方向的分力与A、B整体重力沿斜面方向的分力平衡时,斜面对A、B整体的静摩擦力为零),所以A、B整体可能受三个力作用,故D错误。

2013山东高考一轮复习第二章第3讲第3讲 受力分析 共点力的平衡

2013山东高考一轮复习第二章第3讲第3讲 受力分析 共点力的平衡

考 点 突 破 · 提 知 能
课 时 知 能 训 练


一轮复习 · 新课标 · 物理 (山东专用)
3.步骤
自 主 落 实 · 固 基 础
多个物
体 隔离
随 堂 检 测 · 紧 练 兵
考 点 突 破 · 提 知 能
方向 施力物体
课 时 知 能 训 练


一轮复习 · 新课标 · 物理 (山东专用)
课 时 知 能 训 练


一轮复习 · 新课标 · 物理 (山东专用)
【解析】
自 主 落 实 · 固 基 础
先分析重力和已知力F,再分析弹力,由于F的竖
随 堂 检 测 · 紧 练 兵
直分力可能等于重力,因此地面可能对物体无弹力作用,选项 A错误.
F的竖直分力可能小于重力,地面对物体有弹力作用,若地面
向右偏上30°的同样大的恒力的矢量和为零,则上部细线的拉
力与两小球总重力平衡,故上部细线方向是竖直的,只有A项 正确.
考 点 突 破 · 提 知 能
【答案】 A
课 时 知 能 训 练


一轮复习 · 新课标 · 物理 (山东专用)
解决平衡类问题的常用方法和一般步骤
自 主 落 实 · 固 基 础
方法 合成法 分解法
考 点 突 破 · 提 知 能
大小之和,C受重力、B的压力和摩擦力、水平面的支持力作
用,所以B对C、D错. 【答案】 B
课 时 知 能 训 练


一轮复习 · 新课标 · 物理 (山东专用)
自 主 落 实 · 固 基 础
受力分析的技巧 (1)明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等),并 将其从周围环境中隔离,分析周围物体对它施加的力. (2)按顺序找力(一“重”二“弹”三“摩”四“其他”):首先 分析重力,其次分析弹力(弹力个数不多于周围与之接触的物

2017届一轮复习 2.3 受力分析 共点力的平衡 教案

2017届一轮复习 2.3 受力分析 共点力的平衡 教案

受力分析共点力的平衡)基础点知识点1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,并画出外力受力示意图的过程。

2.受力分析的一般顺序(1)首先分析场力(重力、电场力、磁场力)。

(2)其次分析接触力(弹力、摩擦力)。

(3)最后分析其他力。

可概括为“一重,二弹,三摩擦,四其他”。

知识点2共点力的平衡1.平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态。

2.共点力的平衡条件F合=0或者3.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,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。

(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相等,方向相反。

重难点一、受力分析1.受力分析的角度和依据从力的概念判断寻找对应的施力物体从力的性质判断寻找产生的原因从力的效果判断寻找是否发生形变或改变物体的运动状态(即是否产生了加速度)从力的相互性判断从力的反作用角度去寻找(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。

3.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。

共点力的平衡教案

共点力的平衡教案

共点力的平衡教案(总5页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--共点力的平衡一、教学目标1.进一步理解共点力作用下物体的平衡条件,并能分析和计算共点力作用下物体的平衡问题。

2.力求掌握解决共点力平衡问题的基本思路和方法,会正确选择研究对象,进行受力分析,画出物体的受力图。

二、教学重点共点力作用下物体平衡的特点及一般解法。

三、教学难点三力作用下的动态平衡问题。

教学过程共点力:几个力都作用于物体的同一点,或者它们的延长线交于同一点,这几个就叫做共点力.共点力作用下物体所受的合力为零是物体平衡的条件。

物体的平衡条件具有广泛的实际应用,因此对解决平衡问题一般方法的掌握具有十分重要的作用。

(一)应用共点力平衡条件解题的一般方法和步骤1.确定研究对象合理选择研究对象是解决平衡问题的关键,它关系到能否作出解答或能否顺利地解答。

研究对象的选取可以是一个物体,一个结点,或一个系统(相互作用物体的全体)。

通常在分析外力对系统的作用时,用整体法,在分析系统内部物体之间相互作用力时,用隔离法。

2. 对研究对象正确受力分析,并作出受力图正确进行受力分析是正确分析物理过程或物理状态的前提,是解决力学问题的基本能力要求,受力分析通常按以下步骤进行,首先确定研究对象(受力分析物体),然后按已知力、场力(引力场、电场、磁场)、弹力(拉力、压力、支持力)、摩擦力的顺序来分析。

3. 判定研究对象是否处于平衡状态共点力作用下的物体如果处于平衡状态,则物体保持着静止状态或匀速直线运动的状态例:根据概念来判断下面的物体是否处于平衡状态:(1)静止在水平面上的木箱(2)平直马路上在牵引力作用下匀速前进的卡车(3)用细线悬挂在天花板上的静止小球(4)刹车后停下来了的汽车(5)用细线悬挂在天花板上的静止小球,在剪断细线的瞬间(6)竖直上抛达到了最高点的小球(不计空气阻力)总结:(1) 平衡状态的运动学特征:加速度为零(2) “保持”某状态和“瞬时”某状态有区别4. 运用平衡条件,选择合适的方法列出平衡方程解题。

高考物理一轮复习 受力分析 共点力的平衡(讲)

高考物理一轮复习 受力分析 共点力的平衡(讲)

取夺市安慰阳光实验学校专题07 受力分析 共点力的平衡1.学会进行受力分析的一般步骤与方法.2.掌握共点力的平衡条件及推论.3.掌握整体法与隔离法,学会分析动态平衡问题和极值问题. 1.受力分析 (1)概念把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析. (2)受力分析的一般顺序先分析重力,然后分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力(电磁力、浮力等).2.共点力作用下物体的平衡 (1)平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态.(2)共点力的平衡条件:F 合=0或者⎩⎪⎨⎪⎧F 合x =0F 合y =03.共点力平衡的几条重要推论(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. 考点一 物体的受力分析 1.受力分析的基本步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号. 2.受力分析的常用方法 (1)整体法和隔离法①研究系统外的物体对系统整体的作用力; ②研究系统内部各物体之间的相互作用力.(2)假设法在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.★重点归纳★受力分析(1)受力分析的基本思路(2)受力分析的思路和技巧进行受力分析应注意以下几个方面:①明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等).②按顺序找力(一“重”、二“弹”、三“摩擦”、四“其他”).③画好受力图后,要检查,防止多力和少力.④受力分析口诀:地球周围受重力,绕物一周找弹力,考虑有无摩擦力,其他外力细分析,合力分力不重复,只画受力抛施力.⑤在受力分析的过程中,要注意题目给出的物理条件(如光滑——不计摩擦;轻物——重力不计;运动时空气阻力忽略等).⑥只分析根据性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力等),不分析按效果命名的力(如下滑力、动力、阻力等).★典型案例★如图所示,A和B两物块的接触面是水平的,A与B保持相对静止一起沿固定粗糙斜面匀速下滑,在下滑过程中B的受力个数为:()A.3个B.4个C.5个D.6个【答案】B【解析】先以A为研究对象,分析受力情况:重力、B的竖直向上的支持力,B对A没有摩擦力,否则A不会匀速运动.再对B研究,B受到重力、A对B竖直向下的压力,斜面的支持力和滑动摩擦力,共4个力,B正确.【名师点睛】受力分析:把指定物体(研究对象)在特定物理情景中所受外力找出来,并画出受力图,这就是受力分析.受力分析通常要按照确定的顺序,以防止漏力、多力.第一步,锁定目标;第二步,列表:看看被分析物体周围有哪些物体;第三步,画出重力;第四步,考虑直接接触力,包括弹力和摩擦力;第五步,分析间接接触的力.如电场力、磁场力等★针对练习1★如图,质量m A>m B的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙面下落过程中,物体B的受力示意图是:()A .B .C .D .【答案】A【解析】【名师点睛】本题关键先对整体受力分析,得到整体做自由落体运动,处于完全失重状态,故A与B间无弹力,最后再对B受力分析,得到其只受重力。

2023新考案一轮复习 第二章第3讲 受力分析 共点力的平衡)(wd无答案)

2023新考案一轮复习 第二章第3讲 受力分析 共点力的平衡)(wd无答案)

2023新考案一轮复习第二章第3讲受力分析共点力的平衡)(wd无答案)一、多选题(★★) 1. 如图所示,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,则下列说法中正确的是()A.物体A可能只受到三个力的作用B.物体A一定受到四个力的作用C.物体A受到的滑动摩擦力大小为F cos θD.物体A对水平面的压力大小一定为F sin θ二、单选题(★★) 2. 如图所示,光滑竖直墙壁上有一颗钉子,分两次用长短不同的轻绳将同一个足球挂在该钉子上,足球分别静止在A、B两点;绳子拉力分别为T A和T B,墙对足球的支持力分别为F N A和F N B,则()A.T A<T B,F NA<F NB B.T A>T B,F NA<F NBC.T A<T B,F NA>F NB D.T A>T B,F NA>F NB(★★) 3. 水上飞伞是一项锻炼勇气和毅力的水上娱乐活动。

快艇开动后,拖在快艇后面的空中飞伞,在风力和绳子牵引力的作用下升起,游客乘伞体验在空中飞翔的感觉。

下列各图中的点均表示游客,能正确反映飞伞载着游客在空中匀速飞行的是()A.B.C.D.三、多选题(★) 4. 在固定的斜面上叠放A、B两物体,若在B物体上加一水平向右的推力F,两物体均静止,则B物体受力的个数为()A.一定是6个B.可能是4个C.可能是5个D.可能是6个(★★) 5. 如图所示,在斜面上,木块A与B的接触面是水平的,绳子呈水平状态,两木块均保持静止。

则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为()A.2个和4个B.3个和4个C.4个和4个D.4个和5个四、单选题(★★) 6. 挂灯笼的习俗起源于1800多年前的西汉时期,已成为中国人喜庆的象征。

如图所示,由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼,中间的细绳是水平的,另外四根细绳与水平面所成的角分别和。

关于和,下列关系式中正确的是()A.B.C.D.(★★) 7. 体育器材室里,篮球摆放在如图所示的球架上.已知球架的宽度为,每个篮球的质量为,直径为,不计球与球架之间的摩擦,重力加速度为.则每个篮球对一侧球架的压力大小为()A.B.C.D.(★★★) 8. 质量为的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,为半圆的最低点,为半圆水平直径的端点。

《共点力的平衡》教案

《共点力的平衡》教案

《共点力的平衡》教案课程标准课标解读1.知道共点力,理解物体的平衡状态。

2.掌握共点力的平衡条件。

3.能运用共点力的平衡条件求解实际问题。

4.掌握求解共点力平衡问题的基本方法。

1、知道什么是共点力。

2、在二力平衡的基础上,经过科学推理,得出共点力平衡的条件:物体所受合力为0。

3、会用共点力平衡的条件,分析生活和生产中的实际问题,体会物理学知识的实际应用价值。

知识点01 共点力平衡的条件1、平衡状态:物体 或做 .2、平衡条件:F 合= 或F x = ,F y = .3、常用推论①若物体受n 个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n -1)个力的合力 .②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个 三角形. 4.处理共点力平衡问题的基本思路确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论.5、求解共点力平衡问题的常用方法:1).合成法:一个力与其余所有力的合力等大反向,常用于非共线三力平衡. 2).正交分解法:F x 合=0,F y 合=0,常用于多力平衡.3).矢量三角形法,把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形,常用于非特殊角的一般三角形.知识点02 三力静态平衡知识精讲目标导航【即学即练1】如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心.一质量为m 的小滑块,在水平力F 的作用下静止于P 点.设滑块所受支持力为F N ,OP 与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是(重力加速度为g )( )A.F =mg tan θB.F =mg tan θC.F N =mgtan θD.F N =mg tan θ知识点03 三力以上静态平衡【即学即练2】(多选)如图所示,轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A 与B ,物体B 放在水平地面上,A 、B 均静止.已知A 和B 的质量分别为m A 、m B ,绳与水平方向的夹角为θ(θ<90°),重力加速度为g ,则( )A.物体B 受到的摩擦力可能为零B.物体B 受到的摩擦力大小为m A g cos θC.物体B 对地面的压力可能为零D.物体B 对地面的压力大小为m B g -m A g sin θ知识点04 三力动态平衡1.动态平衡是指物体的受力状态缓慢发生变化,但在变化过程中,每一个状态均可视为平衡状态.2.常用方法 (1)解析法对研究对象进行受力分析,画出受力示意图,根据物体的平衡条件列方程,得到因变量与自变量的函数表达式(通常为三角函数关系),最后根据自变量的变化确定因变量的变化. (2)图解法此法常用于求解三力平衡问题中,已知一个力是恒力、另一个力方向不变的情况.一般按照以下流程分析:受力分析―――――――→化“动”为“静”画不同状态下的平衡图――――――→“静”中求“动”确定力的变化 (3)相似三角形法在三力平衡问题中,如果有一个力是恒力,另外两个力方向都变化,且题目给出了空间几何关系,多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似,可利用相似三角形对应边成比例求解(构建三角形时可能需要画辅助线).【即学即练3】如图所示,用甲、乙两根筷子夹住一个小球,甲倾斜,乙始终竖直.在竖直平面内,甲与竖直方向的夹角为θ,筷子与小球间的摩擦很小,可以忽略不计,小球质量一定,随着θ缓慢增大,小球始终保持静止,则下列说法正确的是()A.筷子甲对小球的弹力不变B.筷子乙对小球的弹力变小C.两根筷子对小球的弹力都增大D.两根筷子对小球的合力将增大知识点05 三力以上动态平衡【即学即练4】质量为M的木楔倾角为θ(θ<45°),在水平面上保持静止,当将一质量为m 的木块放在木楔斜面上时,它正好匀速下滑。

高考物理一轮复习课件专题二共点力的平衡条件及其应用

高考物理一轮复习课件专题二共点力的平衡条件及其应用

平衡条件表达式及意义
平衡条件表达式
对于共点力作用下的物体,其平衡条件可表达为∑F=0,即作用在物体上的所有 力的合力为零。
平衡条件意义
共点力作用下物体的平衡条件是物体处于静止或匀速直线运动状态的必要条件, 也是解决共点力作用下物体平衡问题的基本依据。掌握平衡条件对于理解和分析 物体的受力情况、判断物体的运动状态以及解决相关问题具有重要意义。
05
实验:验证共点力作用 下物体平衡条件
实验目的和原理介绍
实验目的
通过实验操作,验证共点力作用下物体的平衡条件,加深对平衡状态的理解, 提高实验技能和数据处理能力。
原理介绍
共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即物体所受各力在任意方向上的投 影之和为零。实验中,通过测量物体所受各力的大小和方向,验证平衡条件的 正确性。
三力平衡
如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,则这三个 力一定共面,且任意两个力的合力与第三个力大小相等、 方向相反,作用在同一直线上。
多力平衡
如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态,则这些力 可以合成一个合力,该合力为零。
易错难点剖析及纠正措施
易错点一
01
对共点力的理解不准确
错误认识
02
认为作用于物体上的力就是共点力。
矢量三角形法在受力分析中应用
01
02
03
矢量三角形法
将物体所受的三个力首尾 相接,构成矢量三角形, 利用三角形法则求解未知 力。
适用范围
适用于物体受三个共点力 作用而处于平衡状态的问 题。
解题步骤
确定研究对象、受力分析 、构建矢量三角形、利用 三角形法则求解未知力。
相似三角形法在受力分析中应用
相似三角形法

2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版):牛顿第三定律 共点力平衡

2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版):牛顿第三定律 共点力平衡

第4讲 牛顿第三定律 共点力平衡目标要求 1.理解牛顿第三定律的内容,并能区分作用力和反作用力与一对平衡力.2.熟练掌握受力分析的步骤,会灵活应用整体法、隔离法并结合牛顿第三定律进行受力分析.3.理解共点力平衡的条件,会解共点力平衡问题.考点一 牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力.2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上. 3.相互作用力的特点 (1)三同⎩⎪⎨⎪⎧同大小同时产生、变化、消失同性质(2)三异⎩⎪⎨⎪⎧反向异体,即作用力、反作用力作用在不同物体上不同效果(3)二无关⎩⎪⎨⎪⎧与相互作用的两物体的运动状态无关与是否和其他物体相互作用无关1.作用力与反作用力的效果可以相互抵消.( × )2.人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力.( × ) 3.物体静止在水平地面上,受到的重力和支持力为一对作用力和反作用力.( × )一对平衡力与作用力和反作用力的比较名称项目 一对平衡力 作用力和反作用力 作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消考向1牛顿第三定律的理解例1(多选)如图所示,体育项目“押加”实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是()A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜答案BD解析甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等,与二者的运动状态无关,即不管哪个获胜,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力时,甲才能获胜,故A、C错误,B、D正确.考向2相互作用力与一对平衡力的比较例2(2023·浙江省十校联盟联考)春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天,如图是女演员举起男演员的一个场景,两位杂技演员处于静止状态.下列说法正确的是()A.水平地面对女演员的摩擦力水平向右B.水平地面对女演员的支持力和女演员所受重力是一对平衡力C.女演员对男演员的作用力大小小于男演员对女演员的作用力大小D.女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小答案 D解析对男、女演员整体分析,根据平衡条件可知,水平地面对女演员的摩擦力为零,水平地面对女演员的支持力与男、女演员重力之和是一对平衡力,故A、B错误;女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律可知,女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力大小相等、方向相反,故C错误;对男演员分析,根据平衡条件得,女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小,故D正确.考向3转换研究对象在受力分析中的应用例3(2023·河北邢台市质检)一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一个环,箱与杆的质量为M,环的质量为m,如图所示.已知重力加速度为g,环沿杆以加速度a匀加速下滑,则此时箱子对地面的压力大小为()A.Mg+mg-ma B.Mg-mg+maC.Mg+mg D.Mg-mg答案 A解析环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力f,受力情况如图甲所示,根据牛顿第三定律,环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′,故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′,受力情况如图乙所示.以环为研究对象,有mg -f=ma,以箱子和杆整体为研究对象,有N=f′+Mg=f+Mg=Mg+mg-ma.根据牛顿第三定律,箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小,即N′=Mg+mg-ma,故选项A正确.在对物体进行受力分析时,如果不便直接通过分析求出物体受到的某些力时,可先求它的反作用力,再反过来求待求力.如求压力时,可先求支持力,在许多问题中,摩擦力的求解亦是如此.可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用,使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔.考点二受力分析1.受力分析的一般步骤2.整体法与隔离法整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或求系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力3.受力分析的三个技巧(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混淆.(2)除了根据力的性质和特点进行判断,假设法是判断弹力、摩擦力的有无及方向的常用方法.(3)善于转换研究对象,尤其是在弹力、摩擦力的方向不易判定的情形中,可以分析与其接触物体的受力,再应用牛顿第三定律判定.例4(多选)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之间一定有摩擦力答案AD解析由题可知,A、B均处于平衡状态,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,受到重力、A对B的弹力及摩擦力,故B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.例5(2023·湖南师范大学附属中学高三月考)如图所示,a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上(球的小孔比杆的直径大),并且通过一条细绳跨过定滑轮连接.已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计滑轮的一切摩擦,重力加速度为g.当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.a一定受到4个力的作用B.b只可能受到2个力的作用C.绳子对a的拉力大小有可能等于mgD.a的质量一定为m tan θ答案 C解析对a和b受力分析可知,a可能受重力、杆的支持力、绳的拉力3个力的作用,可能还受摩擦力共4个力的作用,b受重力、绳的拉力2个力或重力、绳的拉力、杆的支持力、摩擦力4个力的作用,选项A、B错误;对b受力分析可知,b受绳子拉力大小可能等于mg,因此绳子对a 的拉力大小可能等于mg ,选项C 正确;对a 受力分析,如果a 、b 所受摩擦力均为零,则由G a sin θ=mg cos θ可得G a =mg tan θ,即m a =mtan θ,选项D 错误.考点三 共点力的平衡条件及应用1.共点力的平衡(1)平衡状态:物体静止或做匀速直线运动. (2)平衡条件:F 合=0或F x =0,F y =0.(3)常用推论①若物体受n 个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n -1)个力的合力大小相等、方向相反.②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形. 2.处理共点力平衡问题的基本思路确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论.求解共点力平衡问题的常用方法:1.合成法:一个力与其余所有力的合力等大反向,常用于非共线三力平衡. 2.正交分解法:F x 合=0,F y 合=0,常用于多力平衡.3.矢量三角形法:把表示三个力的有向线段构成一个闭合的三角形,常用于非特殊角的一般三角形.考向1 合成法例6 (2020·全国卷Ⅲ·17)如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O 点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连.甲、乙两物体质量相等.系统平衡时,O 点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β.若α=70°,则β等于( )A.45°B.55°C.60°D.70°答案 B解析取O点为研究对象,O点在三力的作用下处于平衡状态,对其受力分析如图所示,T1=T2,两力的合力与F等大反向,根据几何关系可得2β+α=180°,所以β=55°,故选B.考向2矢量三角形法例7(2023·广东省模拟)如图所示的装置,杆QO沿竖直方向固定,且顶端有一光滑的定滑轮,轻杆OP用铰链固定于O点且可绕O点转动,用两根轻绳分别拴接质量分别为m1、m2的小球并系于P点,其中拴接m1小球的轻绳跨过定滑轮,已知O点到滑轮顶端Q的距离等于OP,当系统平衡时两杆的夹角为α=120°,则m1∶m2为()A.1∶2 B.3∶2C.1∶1 D.3∶1答案 D解析以结点P为研究对象,受力分析如图所示,则拴接小球m1轻绳的拉力大小等于m1g,由力的平衡条件将杆OP的支持力与轻绳的拉力合成,可得m1g=2m2g cos 30°,解得m1∶m2=3∶1,故A、B、C错误,D正确.考向3 正交分解法例8 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,而将方向变成与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.则物块与桌面间的动摩擦因数为( )A .2- 3 B.36 C.33 D.32答案 C解析 当F 水平时,根据平衡条件得F =μmg ;当保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角时,由平衡条件得F cos 60°=μ(mg -F sin 60°),联立解得μ=33,故选项C 正确.考向4 整体法、隔离法解决静态平衡问题例9 如图所示,两个质量均为m 的小球通过两根轻弹簧A 、B 连接,在水平外力F 作用下,系统处于静止状态,弹簧实际长度相等.弹簧A 、B 的劲度系数分别为k A 、k B ,且原长相等.弹簧A 、B 与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A 、B 中的拉力分别为F A 、F B ,小球直径相比弹簧长度可忽略,重力加速度为g ,则( )A .tan θ=12B .k A =k BC .F A =3mgD .F B =2mg答案 A解析 对下面的小球进行受力分析,如图甲所示.根据平衡条件得F =mg tan 45°=mg ,F B =mg cos 45°=2mg ;对两个小球整体受力分析,如图乙所示,根据平衡条件得tan θ=F2mg ,又F =mg ,解得tan θ=12,F A =(2mg )2+F 2=5mg ,由题可知两弹簧的形变量相等,则有x =F Ak A=F B k B ,解得k A k B =F A F B =52,故A 正确,B 、C 、D 错误.课时精练1.如图所示是厨房用来悬挂厨具的小吸盘,其原理是排开吸盘与墙壁之间的空气,依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上,可用来悬挂比较轻的厨具,安装拆卸都很方便,以下说法正确的是( )A .墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上B .大气压变大,吸盘受到的摩擦力也变大C .吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力D .空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力 答案 D解析 墙壁对吸盘的作用力有竖直向上的摩擦力和水平方向的支持力,合力方向不是竖直向上,故A 错误;吸盘受到的摩擦力与吸盘和物体所受重力大小相等,不会变化,故B 错误;吸盘与墙壁之间有水平方向和竖直方向两对作用力与反作用力,故C错误;空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力,故D正确.2.如图所示,一块长木板两端分别固定在水平面上,两块相同的磁体甲和乙各自被吸附在木板正对的两个面上且处于静止状态.若磁体之间的作用力与木板垂直,则()A.磁体乙可能受到三力的作用B.两块磁体受到的摩擦力方向相反C.撤去磁体乙,磁体甲一定保持静止D.木板对磁体甲的作用力大于木板对磁体乙的作用力答案 D解析磁体乙受到重力、磁体甲的吸引力、木板的弹力和摩擦力共四个力的作用,选项A错误.两块磁体受到的摩擦力均沿斜木板向上,方向相同,选项B错误.撤去磁体乙,磁体甲对木板的压力减小,最大静摩擦力减小,则磁体甲不一定保持静止,选项C错误.木板对磁体甲的作用力等于甲向下的重力和磁体乙对甲的垂直木板向下的引力的合力;木板对磁体乙的作用力等于乙向下的重力和甲对乙的垂直木板向上的引力的合力;虽然两磁体的重力相等,乙对甲的引力大小等于甲对乙的引力大小,但甲的重力与磁体乙对甲的引力之间的夹角小于90°,而乙的重力与磁体甲对乙的引力之间的夹角大于90°,可知磁体甲的重力与磁体乙对甲的引力的合力大于磁体乙的重力与磁体甲对乙的引力的合力,即木板对磁体甲的作用力大于木板对磁体乙的作用力,选项D正确.3.(多选)如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静止.若A与B的接触面是水平的,且F≠0,则B的受力个数可能为()A.3个B.4个C.5个D.6个答案BC解析先对A、B整体受力分析,受重力、水平力F、支持力;当水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力时,有上滑趋势,此时受到沿斜面向下的静摩擦力;当水平力F平行斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力时,有下滑趋势,此时受到沿斜面向上的静摩擦力;当水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力时,无相对滑动趋势,此时与斜面间无摩擦力;再对A受力分析,受水平力F、重力、支持力和向左的静摩擦力,共4个力;最后对B受力分析,受重力、A对它的压力和向右的静摩擦力,斜面对B的支持力,若B相对斜面有滑动趋势,则还要受到斜面的静摩擦力,若B相对斜面无滑动趋势,则不受斜面的摩擦力,即B可能受4个力,也可能受5个力,故选B、C.4.(2022·广东卷·1)如图是可用来制作豆腐的石磨.木柄AB静止时,连接AB的轻绳处于绷紧状态.O点是三根轻绳的结点,F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°.下列关系式正确的是()A.F=F1B.F=2F1C.F=3F1D.F=3F1答案 D解析以O点为研究对象,受力分析如图所示,由几何关系可知θ=30°,在竖直方向上,由平衡条件可得F1cos 30°+F2cos 30°=F,又F1=F2,可得F=3F1,故D正确,A、B、C错误.5.(2022·浙江6月选考·10)如图所示,一轻质晒衣架静置于水平地面上,水平横杆与四根相同的斜杆垂直,两斜杆夹角θ=60°.一重为G的物体悬挂在横杆中点,则每根斜杆受到地面的()A .作用力为33GB .作用力为36GC .摩擦力为34G D .摩擦力为38G 答案 B解析 设斜杆的弹力大小为F ,以水平横杆和物体为整体,在竖直方向上根据受力平衡可得4F cos 30°=G ,解得F =36G ,以其中一斜杆为研究对象,其受力如图所示,可知每根斜杆受到地面的作用力应与F 平衡,即大小为36G ,每根斜杆受到地面的摩擦力大小为f =F sin 30°=312G ,B 正确,A 、C 、D 错误.6.(多选)(2023·福建连城县第一中学模拟)如图所示,将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为R 的半球形容器底部O ′处(O 为球心),弹簧另一端与质量为m 的小球相连,小球静止于P 点.已知容器与水平面间的动摩擦因数为μ,OP 与水平方向间的夹角θ=30°,重力加速度为g ,弹簧处于弹性限度内.下列说法正确的是( )A .水平面对容器有水平向左的摩擦力B .弹簧对小球的作用力大小为12mgC .容器对小球的作用力大小为mgD .弹簧原长为R +mgk答案 CD解析 对小球受力分析,受重力G 、弹簧的弹力F 和容器的支持力N ,如图,由几何关系知N =F =mg ,B 错误,C 正确;以容器和小球整体为研究对象,受力分析可知,在竖直方向上整体受总重力、地面的支持力,水平方向上水平面对半球形容器没有摩擦力,A 错误;由胡克定律得,弹簧的压缩量Δx =F k =mg k ,则弹簧的原长为R +Δx =R +mgk ,D 正确.7.(2023·福建省模拟)对小明家的自建房进行房屋改造,工人们采用如图所示的方式把建材运送到楼上.站在楼上的工人甲(未画出)用细绳AO 把建材缓慢往上提,同时为防止建材与墙碰撞,站在地面上的工人乙用绳BO 把建材拉离墙面一定距离.某时刻细绳AO 与竖直方向的夹角α=37°,细绳BO 与竖直方向的夹角为β=53°,已知建材质量为21 kg ,工人甲、乙的质量均为60 kg.两个工人均保持静止,细绳质量忽略不计,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,重力加速度g 取10 m/s 2.则( )A .细绳AO 中的拉力大小为450 NB .细绳BO 中的拉力大小为600 NC .地面对工人乙的支持力大小为300 ND .地面对工人乙的摩擦力大小为360 N 答案 D解析 以结点O 为研究对象,受到竖直向下的拉力F 、细绳OA 和OB 的拉力,如图所示;由题意知F =m 建g ,在竖直方向根据平衡条件可得F A cos α=m 建g +F B cos β,在水平方向根据平衡条件可得F A sin α=F B sin β,联立解得F A =600 N ,F B =450 N ,A 、B 错误;以工人乙为研究对象,水平方向根据平衡条件可得工人乙受到地面的摩擦力为f=F B′sin β=450×0.8 N=360 N,方向向左,地面对工人乙的支持力大小为N=m乙g-F B′cos β=330 N,C错误,D正确.8.(多选)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后,挂在如图所示的晾衣架上晾晒,A、B为竖直墙壁上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO为一根轻杆.转轴C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面上.∠AOB=60°,∠DOC=30°,衣服质量为m,重力加速度为g.则()A.CO杆所受的压力大小为2mgB.CO杆所受的压力大小为233mgC.AO绳所受的拉力大小为3mgD.BO绳所受的拉力大小为mg答案AD解析以O点为研究对象,O点受到衣服的拉力T、CO杆的支持力F1和绳AO、BO的拉力,设绳AO和绳BO拉力的合力为F,作出O点的受力示意图如图甲所示,根据平衡条件得F1=mgcos 60°=2mg,由牛顿第三定律知CO杆所受的压力大小为2mg,故A正确,B错误;由图甲分析可知F=mg tan 60°=3mg,将F沿OA、OB方向分解,如图乙所示,设绳AO 和绳BO所受拉力分别为F2、F2′,且F2=F2′,则F=2F2cos 30°,解得F2=mg,故C错误,D正确.9.(多选)(2023·吉林松原市模拟)如图所示,穿过光滑动滑轮的轻绳两端分别固定在M、N两点,质量为m的物块通过轻绳拴接在动滑轮的轴上,给物块施加一个水平向左的拉力F,系统静止平衡时,滑轮到固定点M 、N 的两部分轻绳与水平方向的夹角分别为53°和37°,滑轮质量忽略不计,重力加速度为g ,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8.下列说法正确的是( )A .跨过滑轮的轻绳中的张力大小为5mg 7B .作用在物块上的水平拉力大小为mgC .物块与滑轮间的轻绳中的张力大小为10mg7D .物块与滑轮间的轻绳与竖直方向夹角的正切值为34答案 AB解析 把动滑轮及物块看作一个整体,设跨过滑轮的轻绳上的张力大小为T ,整体在竖直方向上受力平衡,则有T sin 53°+T sin 37°=mg ,解得T =57mg ,水平方向上有T cos 53°+T cos 37°=F ,求得作用在物块上的水平拉力大小为F =mg ,故A 、B 正确;隔离物块进行受力分析,则由平衡条件可得物块与滑轮间的轻绳中的张力大小为T ′=(mg )2+F 2=2mg ,由数学知识可知物块与滑轮间的轻绳中的张力与竖直方向成45°角,则tan 45°=1,故C 、D 错误. 10.(2023·重庆市西南大学附中高三检测)挂灯笼的习俗起源于西汉.如图所示,由五根等长的轻质细绳悬挂起质量分别为m 、km 、km 、m (k >0)的灯笼A 、B 、C 、D ,下面细绳是水平的,上面两细绳与水平方向夹角均为θ1,A 、B 及C 、D 间两细绳与竖直方向夹角均为θ2.下列关系式正确的是( )A .θ1=θ2B .kθ1=θ2C .tan θ1·tan θ2=k +1kD.tan θ1tan θ2=k k +1答案 C解析 对A 、B 整体受力分析,设下面细绳上的拉力为T ,由几何关系得tan θ1=(k +1)mgT ,对B 受力分析,由几何关系得tan θ2=Tkmg,所以tan θ1·tan θ2=k +1k,故选C.11.(2023·重庆市三峡联盟模拟)如图所示,一轻杆两端固定两个小球A 、B ,A 球的质量是B 球质量的3倍,轻绳跨过滑轮连接A 和B ,一切摩擦不计,平衡时OA 和OB 的长度之比为( )A .1∶2B .2∶1C .1∶3D .1∶4 答案 C解析 设绳上拉力为T ,OA 长L 1,OB 长L 2,过O 点作竖直向下的辅助线交AB 于C 点,如图所示,由三角形相似有T m A g =L 1OC ,T m B g =L 2OC ,得L 1L 2=13,故A 、B 、D 错误,C 正确.12.如图所示,质量为2m 的物块A 静置于水平台面上,质量为M 的半球体C 静置于水平地面上,质量为m 的光滑小球B (可视为质点)放在半球体C 上,P 点为三根轻绳P A 、PB 、PO 的结点.系统在图示位置处于静止状态,P 点位于半球体球心的正上方,PO 竖直,P A 水平,PB 刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ=30°.已知物块A 与台面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g ,则( )A .绳OP 的拉力大小为mgB .A 受到的摩擦力大小为2μmgC .C 受到的摩擦力大小为34mg D .地面对C 的支持力大小为(M +m )g 答案 C解析 对小球B 受力分析,如图所示,绳PB 的拉力大小F =mg cos θ=32mg ,对结点P 受力分析可知,绳AP 的拉力大小为T 1=F sin θ=34mg ,绳OP 的拉力大小T 2=F cos θ=34mg ,故A 错误;对物块A 受力分析可知,物块A 所受摩擦力f A =T 1=34mg ,故B 错误;对绳PB 、结点P 和小球B 、半球体C 整体受力分析可知,半球体C 受到的摩擦力大小f C =T 1=34mg ,地面对半球体C 的支持力大小为N C =(M +m )g -T 2=Mg +14mg ,故C 正确,D 错误.。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

考点三受力分析共点力的平衡基础点知识点1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,并画出外力受力示意图的过程。

2.受力分析的一般顺序(1)首先分析场力(重力、电场力、磁场力)。

(2)其次分析接触力(弹力、摩擦力)。

(3)最后分析其他力。

可概括为“一重,二弹,三摩擦,四其他”。

知识点2共点力的平衡1.平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态。

2.共点力的平衡条件F 合=0或者⎩⎪⎨⎪⎧F x =0F y =0 3.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,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形。

(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相等,方向相反。

重难点一、受力分析1.受力分析的角度和依据(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。

3.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。

特别提醒(1)研究对象可以是物体的一个点、一个物体或多个物体组成的系统。

(2)受力分析时要有一定的顺序。

一般按“一重二弹三摩擦四其他”的顺序。

(3)画受力示意图时,物体受的各个力一般应画成共点力,力可平移到物体重心。

(4)整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法。

(5)受力分析时,有些力的大小和方向不能确定,必须根据物体受到的能够确定的几个力的情况和物体的运动状态进行判断。

二、物体的平衡1.共点力作用下物体的平衡(1)平衡状态:物体保持静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态,是加速度a=0的状态。

(2)平衡条件:物体所受的合力为零,即F合=0。

若采用正交分解法求平衡问题,则平衡条件是:F x合=0,F y合=0。

特别提醒物体的瞬时速度为零时,物体不一定处于平衡状态。

例如,做竖直上抛运动的物体到达最高点时,速度为零,但合力不为零,不能保持静止状态。

2.共点力平衡问题的处理方法(1)分解法:将一个主要的力(任意一个力均可)沿其他两个力的方向分解,这样把三力平衡问题转化为两个方向上的二力平衡问题,则每个方向上的一对力大小相等。

(2)合成法:将三个力中的任意两个力合成为一个力,则其合力与第三个力平衡,把三力平衡转化为二力平衡问题。

(3)力的三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力处于平衡时,可以将这三个力的矢量平移,使三个力矢量首尾相接,恰好构成三角形。

如果已知两个力,则利用三角形知识可求得未知力。

(4)相似三角形法:根据合力为零,把三个力画在一个三角形中,看力的三角形与哪个几何三角形相似,根据相似三角形对应边成比例列方程求解。

该方法一般处理非直角三角形问题。

(5)正交分解法将各力分解到x轴上和y轴上,运用两坐标轴上的合力等于零的条件F x=0、F y=0进行分析,多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡。

值得注意的是,对x、y方向选择时,尽可能使较多的力落在x、y轴上,被分解的力尽可能是已知力,不宜分解待求力。

3.动态平衡问题(1)动态平衡:“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力,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定态均可视为平衡状态,所以叫动态平衡。

(2)基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”。

(3)求解方法①解析法对研究对象进行受力分析,一般先画出受力分析图,再根据物体的平衡条件列式求解,得到因变量与自变量的一般函数表达式,最后根据自变量的变化确定因变量的变化。

②图解法对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析,在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形,由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化情况,此即为图解法,它是求解动态平衡问题的基本方法。

③相似三角形法在三力平衡问题中,如果有一个力是恒力,另外两个力方向都变化,且题目给出了空间几何关系,多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似,可利用相似三角形对应边成比例列等式,根据空间几何边的变化来判断力的变化。

特别提醒(1)解析法是解决共点力平衡的最基本的方法,物体在多力平衡时多使用这种方法。

(2)图解法的优点是能将各力的大小、方向等变化趋势形象、直观地反映出来,大大降低了解题难度和计算强度。

此方法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力是方向不变的问题。

4.平衡中的临界(极值)问题(1)临界(极值)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”等语言叙述。

常见的临界(极值)状态有:①两接触物体脱离与不脱离的临界(极值)条件是相互作用力为0(主要体现为两物体间的弹力为0)。

②绳子断与不断的临界(极值)条件为绳中的张力达到最大值;绳子绷紧与松弛的临界(极值)条件为绳中的张力为0。

③存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界(极值)条件为静摩擦力达到最大。

(2)解决临界(极值)问题的常用方法①极限法:首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡的临界点和极值点;临界条件必须在变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而要把某个物理量推向极端,即极大和极小,并依次做出科学的推理分析,从而给出判断或导出一般结论。

②数学分析法:通过对问题的分析,依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(或画出函数图象),用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值),但利用数学方法求出极值后,一定要依据物理原理对该值的合理性及物理意义进行讨论和说明。

③物理分析方法:根据物体的平衡条件,作出力的矢量图,通过对物理过程的分析,利用平行四边形定则进行动态分析,确定最大值与最小值。

特别提醒处理平衡问题中的临界问题和极值问题,首先要正确进行受力分析,弄清临界条件,然后列出平衡方程求解。

对于极值问题,要善于选择物理方法和数学方法,做到数理的巧妙结合;对于不能确定的临界状态,可以采用假设推理法,即先假设为某状态,然后根据平衡条件及有关知识列方程求解。

1.思维辨析(1)对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上。

()(2)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。

( )(3)物体的速度为零即处于平衡状态。

( )(4)物体处于平衡状态时,其加速度一定为零。

( )(5)物体受两个力处于平衡状态,这两个力必定等大反向。

( )(6)物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力。

( )(7)物体受三个力F 1、F 2、F 3作用处于平衡状态,若将F 2转动90°,则三个力的合力大小为2F 2。

( )答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√2.有3000个完全相同的小球并排放在倾角为30°的固定斜面上,从上到下依次标号为“1、2、…2999、3000”,其中第3000号球被位于斜面底端的竖直板挡住,所有球处于静止。

不计一切摩擦,则第2014号球与第2015号球间的作用力跟第3000号球与竖直挡板间的作用力之比为( )A.20143000B.20153000C.201436000D.201536000答案 C解析 把2014个小球看成一个整体,第2014号球与第2015号球间的作用力等于整体的重力沿着斜面的分力。

即F 1=2014mg sin30°,第3000号球与竖直挡板间的作用力F 2方向与挡板垂直,即F 2=3000mg tan30°,所以F 1F 2=201436000,C 正确。

3.如图所示,两个完全相同的光滑球的质量为m,放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间。

若缓慢转动挡板至与斜面垂直,则在此过程中()A.A、B两球间的弹力不变B.B球对斜面的压力逐渐增大C.B球对挡板的压力逐渐增大D.A球对斜面的压力逐渐增大答案 A解析缓慢转动挡板表示A、B两球始终处于平衡状态。

本题采用先隔离后整体的分析方法。

先对A球,共受三个力而平衡,B对A的弹力与A的重力沿斜面方向的分力相等,大小与方向均不变,即选项A正确;A球对斜面的压力等于其重力沿垂直斜面方向的分力,大小与方向均不变,选项D错误;再对A、B整体,也是共受三个力而平衡,其中A、B的重力为恒力,斜面对A、B的弹力N方向不变,如图所示,当挡板缓慢转动时,挡板对B的弹力减小,进而可知B球对斜面的压力也减小,因此,选项B、C均错误。

[考法综述]本考点知识在高考中占有非常重要的地位,受力分析和共点力的平衡两知识点属于必考内容。

既有可能单独命题考查,也有可能与牛顿运动定律、电磁学知识相结合进行综合考查,因此复习本考点知识时应掌握:4个考点——物体的受力分析、共点力的平衡问题、图解法分析动态平衡问题、平衡中的临界极值问题5个易错点——受力分析的5个易错点5种方法——力的合成法、力的分解法、正交分解法、图解法、相似三角形法。

2种思想方法——整体与隔离法、极限思想命题法1受力分析典例1L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示。

若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力,则木板P的受力个数为()A.3 B.4C.5 D.6[答案] C[解析]木板P一定受到的力:自身的重力Mg、斜面对P的支持力F N和滑块Q的压力F N′。

用“状态法”确定斜面与P之间的摩擦力F f:选木板P、滑块Q和弹簧构成的系统为研究对象,由于系统一起匀速下滑,斜面对P 一定有沿斜面向上的滑动摩擦力F f,且F f=(M+m)g sinθ,如图甲所示。

用“转换法”确定弹簧对P的弹力F:隔离滑块并受力分析,因木板P上表面光滑,当其匀速下滑时,滑块必受到弹簧沿斜面向上的弹力F′,且F′=mg sinθ。

相关文档
最新文档