《（全国通用版）2019版高考物理一轮复习 第二章 相互作用 2.3 受力分析 共点力的平衡》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国通用版）2019版高考物理一轮复习 第二章 相互作用 2.3 受力分析 共点力的平衡（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3讲 受力分析 共点力的平衡,【知识导图】,受力示意图,已知力,重力,弹力,摩擦力,静止,匀速直线运动,相等,相反,【微点拨】 1.受力分析的四点注意: (1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体的作用力。 (2)只分析外力,不分析内力。 (3)只分析性质力,不分析效果力。 (4)分力、合力不要重复分析。,2.记忆口诀: 力学问题方法多,整体隔离和假设; 整体只需看外力,求解内力隔离做; 状态相同用整体,否则隔离用得多; 假设某力有或无,根据计算来定夺; 极限法抓临界态,程序法按顺序做; 正交分解选坐标,轴上矢量尽量多。,【慧眼纠错】 (1)物体沿光滑斜面下滑时,物体受到重力、支
2、持力和 下滑力的作用。 纠错:_。 (2)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。 纠错:_。,下滑力不存在,应去掉,受力分析时只考虑外力,不考虑内力,(3)速度等于零的物体一定处于平衡状态。 纠错:_ _。 (4)物体在缓慢运动时所处的状态属于不平衡状态。 纠错:_ _。,合外力等于零时物体处于平衡状态,速度为零时,合外力不一定为零,缓慢运动可认为加速度为零,即合外力为零,应属,于平衡状态,(5)物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力。 纠错:_ _。 (6)三个力F1、F2、F3平衡,若将F1转动90,三个力的 合力大小为F1。 纠错:_。,物体处于平衡状态,说
3、明所受合力为零,但不一定,是共点力,此时三个力的合力大小应为 F1,考点1 受力分析 【典题探究】 (2018天水模拟)如图所示,矩形物块A和楔形物块B、C叠放在水平地面上,B物块上表面水平。水平向左的力F作用在B物块上,整个系统处于静止状态,则以下说法正确的是 ( ) 导学号04450035,A.物块A的受力个数为4个 B.物块B的受力个数为4个 C.地面对物块C的支持力小于三者重力之和 D.地面对物块C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,【解析】选D。对A进行受力分析,根据平衡条件知A只 受重力和支持力2个力的作用,选项A错误;对B进行受力 分析,有重力、压力、C施加的垂直斜面斜向上的支持
4、力、拉力F,根据平衡条件还有C施加的平行斜面斜向上 的摩擦力,共5个力的作用,选项B错误;以A、B、C整体 为研究对象进行受力分析,根据平衡条件知地面对物块,C的支持力等于三者重力之和,选项C错误;对A、B、C整体进行受力分析,根据平衡条件知地面对物块C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,选项D正确。,【通关秘籍】 1.受力分析的四个步骤:,2.受力分析的四种方法:,【考点冲关】 1.(2018张掖模拟)如图所示,桌面上固定一个光滑竖直挡板,现将一个长方形物块A与截面为三角形的垫块B叠放在一起,用水平外力F缓缓向左推动B,使A缓慢升高,设各接触面均光滑,则该过程中 ( ),A.A和B均受三个力作
5、用而平衡 B.B对桌面的压力越来越大 C.A对B的压力越来越小 D.推力F的大小恒定不变,【解析】选D。A受到重力、挡板的弹力和B 的支持力三个力,B受到重力、A的压力、地 面的支持力和推力F四个力,故A错误;当B向 左移动时,B对A的支持力和挡板对A的支持力方向均不 变,根据平衡条件知,这两个力大小保持不变,则A对B的 压力也保持不变,对整体受力分析如图所示,由平衡条,件知,F=FN1,挡板对A的支持力FN1不变,则推力F不变,桌面对整体的支持力FN=G总,保持不变,则B对桌面的压力不变,故B、C错误,D正确。,2.(多选)如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两个楔形物体叠放在一起,B靠在
6、竖直墙壁上,在水平力F的作用下,A、B静止不动,则 ( ),A.A物体受力的个数可能为3 B.B受到墙壁的摩擦力方向可能向上,也可能向下 C.力F增大(A、B仍静止),A对B的压力也增大 D.力F增大(A、B仍静止),墙壁对B的摩擦力也增大,【解析】选A、C。隔离A物体,若A、B间没有静摩擦力,则A受重力、B对A的支持力和水平力F三个力作用,选项A正确;将A、B看作一个整体,整体在竖直方向上受到重力和摩擦力,所以墙对B的摩擦力方向只能向上,选项B错误;若F增大,则F在垂直B斜面方向的分力增大,所以A对B的压力增大,选项C正确;对A、B整体受力分析,由平衡条件知,竖直方向上有Ff=GA+GB,因
7、此当水平力F增大时,墙壁对B的摩擦力不变,选项D错误。,【加固训练】 (2018吉林模拟) 如图所示,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,关于两木块的受力,下列说法正确的是 ( ),A.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受到地面的摩擦力一定向右,【解析】选B。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,同理可得D错误。,考点2 共点力的平衡 【典题探究】 【典例2】(2016全国卷)如图,两
8、个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上:一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为 ( ),A. B. C.m D.2m,【解析】选C。设小物块的质量为m1。 如图,由细线上的张力处处相等知F1= F2=mg,由平衡时a、b间的距离恰好等 于圆弧的半径,结合几何知识知1=2=3=30, =120;结点受力F1、F2、m1g,由平衡条件得m1g= F1=F2=mg,故m1=m。选项C正确。,【通关秘籍】 解决平衡问题的基本思路,【考点冲关】 1.(2018大连模拟)如图所示,开口向
9、下的“”形框架,两侧竖直杆光滑 固定,上面水平横杆中点固定一定滑轮, 两侧杆上套着的两滑块用轻绳绕过定滑轮相连,并处于,静止状态,此时连接滑块A的绳与水平方向夹角为,连接滑块B的绳与水平方向的夹角为2,则A、B两滑块的质量之比为 导学号04450036( ) A.12cos B.2cos1 C.2sin1 D.12sin,【解析】选A。设绳的拉力为FT,对两个滑块分别受力 分析,如图所示,根据平衡条件得,mAg=FTsin,mBg= FTsin2,解得 ,选项A正确。,2.如图所示,质量为m的光滑球体夹在 竖直墙和斜面体之间静止,斜面体质 量也为m,倾角=45,斜面体与水 平地面间的动摩擦因数
10、为(0.51),斜面体与地面 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若增加球体的质量, 且使斜面体静止不动,则可增加的最大质量为 ( ),A.m B. m C. m D. m,【解析】选C。对整体受力分析如图甲所示,斜面体与 地面间的最大静摩擦力为Ffm=2mg,对球体受力分析 如图乙所示,则F1=mgtan45,由以上可知斜面体与地 面间的静摩擦力Ff=mgtan45,增加球体的质量,要使 斜面体静止不动,则(m+m)gtan45(2m+m)g, 解得m m,选项C正确。,【加固训练】 (2018潍坊模拟)如图所示,倾角=30的光滑斜面上固定有竖直光滑挡板P,质量相同的横截面为直角三角形的两物块A
11、、B叠放在斜面与挡板之间,且A与B间的接触面水平,则A对B的压力与B对斜面的压力之比应为 ( ),A.21 B. 2 C. 1 D. 4,【解析】选D。设A、B的质量都为m,A处于静止状态,对A进行受力分析可知,B对A的支持力等于A的重力,结合牛顿第三定律可知,A对B的压力FN=mg,把AB看成一个整体,对整体受力分析可知:整体受到重力2mg,斜面的支持力FN1,挡板的压力FN2,根据平衡条件得:cos 30=,解得FN1= mg,所以B对斜面的压力FN1= mg,则 。故选D。,考点3 动态平衡及其临界和极值问题 【典题探究】 【典例3】(多选)(2017全国卷)如图,柔 软轻绳ON的一端O
12、固定,其中间某点M拴一重 物,用手拉住绳的另一端N。初始时,OM竖直 且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为 ( )。现将,重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变。在OM由竖直被拉到水平的过程中 ( ) 导学号04450037 A.MN上的张力逐渐增大 B.MN上的张力先增大后减小 C.OM上的张力逐渐增大 D.OM上的张力先增大后减小,【解题探究】 (1)解答本题有哪些物理方法? 提示:本题可以用解析法、图解法进行求解。 (2)在此过程中,哪个物理量没有发生变化? 提示:重力是不变的。,【解析】选A、D。以重物为研究对象, 它受三个力即重力mg 、绳OM段的拉力 FO、 NM段的拉力FN的作用处
13、于平衡状 态。考虑到力mg不变,FO与FN的夹角不变,当FO由竖直向 上变为水平向左时,作出如图所示的力矢量图,由图可 知:FN一直变大,FO先变大后减小。,【通关秘籍】 1.解决动态平衡的“两种”常用方法: (1)解析法:利用物体受力平衡写出未知量与已知量的关系表达式,根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况,利用临界条件确定未知量的临界值。,(2)图解法:根据已知量的变化情况,画出平行四边形的边角变化,确定未知量大小、方向的变化,确定未知量的临界值。,2.解决极值和临界问题的三种方法:,【考点冲关】 1.如图所示,用两根等长轻绳将木板悬 挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简 易秋千,某次维
14、修时将两轻绳各剪去一 小段,但仍能保持等长且悬挂点不变。木板静止时,F1 表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力 的大小,则维修后 ( ),A.F1不变,F2变大 B.F1不变,F2变小 C.F1变大,F2变大 D.F1变小,F2变小,【解析】选A。对木板受力分析如图所示,木板静止,所 受合力为零,即F1不变;将两轻绳各减去一小段,木板再 次静止,两绳之间的夹角变大,由2F2cos =mg,知 F2= ,则F2变大,A正确。,2.如图所示,一光滑小球静置在光滑半球面上,被竖直放置的光滑挡板挡住。现水平向右缓慢地移动挡板,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),挡
15、板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是 ( ),A.F增大,FN减小 B.F增大,FN增大 C.F减小,FN减小 D.F减小,FN增大,【解析】选B。某时刻小球的受力情况如图所示,设小 球与半球面的球心连线与竖直方向的夹角为,则 F=mgtan ,FN= ,随着挡板向右移动,角越来 越大,则F和FN都要增大。故选项B正确。,3.(2018保定模拟)如图所示,斜面顶 端固定有半径为R的轻质滑轮,用不可 伸长的轻质细绳将半径为r的球沿斜面 缓慢拉升。不计各处摩擦,且Rr。设绳对球的拉力为F,斜面对球的支持力为FN,则关于F和FN的变化情况,下列说法正确的是 导学号04450038( ),A.F一直增大,FN一直减小 B.F一直增大,FN先减小后增大 C.F一直减小,FN保持不变 D.F一直减小,FN一直增大,【解析】选A。小球受到三个力作用,重力G为恒力,斜面的支持力FN方向垂直斜面向上,当球沿斜面上升时,细绳的拉力F与竖直方向的夹角减小,画出受力的矢
