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1、第三讲受力分析共点力的平衡1受力分析受力分析是力学的一个基础，贯穿于整个高中物理受力分析就是分析物体受哪些力的作用，并将物体所受的力在力的示意图中表示出来，有时还需求出各力的大小及合力的大小只有正确分析出物体的受力，才能进一步研究物理过程，因此正确的受力分析，是成功解决问题的关键(1)如图所示，重力为G的长木板AB，A端靠在光滑墙壁上，AB上又放置一木块m，整个系统处于静止状态，请画出木板AB的受力图(2)你能否总结一下物体受力分析的一般思路？提示：(1)如图(2)明确研究对象，并将它从周围的环境中隔离出来，以避免混淆由于解题的需要，研究的对象可以是质点、结点、单个物体或物体系统按顺序分析物体
2、所受的力一般按照外力、重力、弹力、摩擦力的顺序进行分析，要养成按顺序分析力的习惯，就不容易漏掉某个力正确画出物体受力示意图画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小，但方向必须画准确一般要采用隔离法分别画出每一个研究对象的受力示意图，以避免发生混乱检查防止错画力、多画力和漏画力2共点力的平衡(1)什么是平衡状态？速度等于零时，物体一定处于平衡状态吗？(2)根据牛顿第二定律，处于平衡状态的物体其受力应满足什么条件？(3)解决静态平衡问题的常用方法有哪些？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.AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小分
3、别是多少？你能有哪些不同方法求解？提示：(1)物体处于静止或匀速直线运动状态叫平衡状态不一定平衡状态表现为速度始终不变，当物体某一瞬间的速度为零，但加速度不为零时，物体速度会随时间变化，就不是平衡状态，例如物体在做自由落体运动的开始瞬间(2)F合ma，a0时，F合0(3)解法一：(合成法)由平行四边形定则，作出F1、F2的合力F12，如图甲所示，又考虑到F12mg，解直角三角形得F1mg cot ，F2解法二：(分解法)用效果分解法求解F2共产生两个作用效果，一个是水平方向沿AO拉绳子AO，另一个是沿竖直方向拉绳子如图乙所示，将F2分解在这两个方向上，结合力的平衡等知识得：F1F2mg cot
4、 ，F2显然，也可以按F3(或F1)产生的效果分解F3(或F1)来求解此题解法三：(正交分解法)将O点受的力沿水平方向、竖直方向正交分解，如图丙所示由力的平衡条件得F2cos F10，F2sin mg0，解得F2，F1mg cot 1判断正误(1)一个力和它的分力同时作用在物体上()(2)物体处于平衡状态时，其速度一定为零()(3)物体处于静止状态，一定是速度为零、所受合力为零()答案：(1)(2)(3)2如图所示，物块A放在倾斜的木板上，改变木板与水平面之间的夹角，发现当30和45时物块A所受的摩擦力大小恰好相等，则物块A与木板之间的动摩擦因数为()ABCD解析：选B30时物体处于静止状态，
5、静摩擦力和重力的下滑分力相等即：Ffmgsin 3045时物体沿斜面下滑，滑动摩擦力为：FfFNmgcos 45，由mgsin 30mgcos 45，解得：3如图所示，一质量m0.20 kg的物体，在F1、F2两水平力作用下静止在粗糙的水平面上物体与水平面间的最大静摩擦力为0.6 N若F1为0.6 N，则F2不可能是()A0.2 NB0.6 NC0.7 N D1.3 N解析：选D若F2为0.2 N，则可用一个方向向左、大小为0.4 N的力替代这两个力，相当于物体受一个向左的，大小为0.4 N的力作用，此力小于0.6 N，物体不动，A可能同理B、C都可能使物体静止D项中等效替代的力大小为0.7
6、N，超过了物体和水平面间的最大静摩擦力，物体会运动因此1.3 N的力是不可能的4(2018盐城调研)如图所示，一只半径为R的半球形碗倒扣在水平桌面上，处于静止状态一质量为m的蚂蚁在离桌面高度为R时恰能停在碗上，则蚂蚁受到的最大静摩擦力大小为()A0.6 mgB0.8 mgC0.4 mg D0.75 mg解析：选A蚂蚁受重力、支持力和摩擦力而处于平衡，摩擦力与水平方向所成的夹角为，根据平衡条件有fmgsin Nmgcos ，而cos 0.8，所以tan ，故最大静摩擦力fmgcos 0.6 mg，故A正确5如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是()A
7、若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C若木块与墙壁间的动摩擦因数为，则当撤去F时，木块受到的滑动摩擦力大小等于mgD若撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力解析：选AD木块静止时，在竖直方向上受重力和静摩擦力，应有fmg，故选项A正确；当F增大时，竖直方向上仍有fmg，故选项B错误；撤去F，木块和墙壁之间没有弹力，故木块不受摩擦力，选项C错误，选项D正确考点一受力分析整体法和隔离法的应用1.受力分析时的常见错误(1)多画力经常出现的情况是：将不存在的力画入；合力或分力重复画入为了避免多画力，可采用分析所画的每一个力
8、都必须同时找到受力物体和施力物体的方法来检查(2)少画力少画弹力或摩擦力要注意所有接触面或接触点都要分析到，看是否有弹力或摩擦力(3)摩擦力的方向判断错误2受力分析常用方法(1)整体法(2)隔离法(3)假设法 (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F0，则B的受力个数可能为()A3个B4个C5个 D6个解析：选BC先对A、B整体受力分析，受重力、推力、支持力；当推力平行斜面向上的分力大于重力的下滑分力时，有上滑趋势；当推力平行斜面向上的分力小于重力的下滑分力时，有下滑趋势；当推力平行斜面向上的分力等于重力的下滑分力时，无滑动趋势；再对A受力分析，受推力、
9、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B的压力和向右的静摩擦力、斜面对B的支持力，若B物体相对斜面有滑动趋势，则还要受到斜面的静摩擦力，若相对斜面无滑动趋势，则不受斜面的静摩擦力，即物体B可能受4个力，也可能受5个力故选B、C整体法和隔离法在受力分析中的应用(1)整体法是以物体系统为研究对象，从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律(2)隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来，然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况，从而把一个复杂的问题转化为若干个简单的小问题分析物体的受力情况时，隔离法是最常用也是非常重要的一种方法，但整体法与隔离法配合使用时，往往会
10、使问题的解决更准确，更快捷 (多选)在例1中，若力F作用在B上则B的受力个数可能为()A3个 B4个C5个 D6个解析：选BCB物体一定受重力，斜面的支持力，A的压力和力F，斜面对B可能有摩擦力，也可能没有故B可能受4个力或5个力在例1中，若如图放置，墙壁是粗糙的，用竖直向上的力F使A、B一起匀速沿墙壁向上滑动，则B的受力个数是()A3个 B4个C5个 D6个解析：选BB受外力F，重力，A的压力和摩擦力4个力的作用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()A3
11、B4C5 D6解析：选C对木板P进行受力分析：木板P受重力、斜面的支持力、滑块Q的压力、弹簧的弹力和与斜面间的摩擦力5个力的作用，故选C2如图所示，物体A紧靠在竖直墙面上，在力F的作用下，A、B保持静止物体B受力个数为()A2个 B3个C4个 D5个解析：选C对A、B整体分析，墙对A没有弹力对物体A受重力，B对A的支持力及B对A沿接触面向上的摩擦力再对B将受重力，A对B的弹力，A对B向下的摩擦力和外力F，故B受四个力的作用，C正确.考点二共点力的平衡条件1.共点力作用下物体平衡条件可有两种表达式(1)F合0(2)，其中F合x和F合y分别是将力进行正交分解后，物体在x轴和y轴上所受的合力2由平衡
12、条件得出的三个结论(2017全国卷)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，而方向与水平面成60角，物块也恰好做匀速直线运动物块与桌面间的动摩擦因数为()A2BC D解析：选C方法一：物块在水平力F作用下做匀速直线运动，其受力如图甲所示由平衡条件：Ff、FNmg而fFNmg即Fmg当F的方向与水平面成60角时，其受力如图乙由平衡条件：Fcos 60f1f1FN1(mgFsin 60)联立解得，选项C正确方法二：受力变化时，物块和桌面间的动摩擦因数不变，不妨假设摩擦力和支持力的合力方向与支持力的夹角为，则有tan ，因不变，故角不变，即F与mg的合力方向不变，
13、由图可知，当F由水平变为与水平面夹角为60时，F大小不变，30，再由tan 得tan 30选项C正确解决平衡问题的基本思路 如图甲所示，一物块置于水平地面上现用一个与竖直方向成角的力F拉物块，使力F沿顺时针方向转动，并保持物块始终沿水平方向做匀速直线运动；得到拉力F与变化关系图线如图乙所示，根据图中信息可知物块与地面之间的动摩擦因数为()A BC2 D解析：选C由于物体做匀速直线运动则有Fsin (mgFcos )，解得F.由图象可知和时，拉力F相等，代入上式得2，C正确3(2018商丘市高三模拟)一物体放在水平地面上，当用如图1所示的与水平方向成30角的力F1拉物体时，物体做匀速直线运动；当
14、改用如图2所示与水平方向成30角的力F2推物体时，物体仍做匀速直线运动；已知该物体与地面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则拉力F1大小和推力F2的大小之比为()A13 B12C1 D1解析：选A设物体的质量为m，当用图1方式拉动时：F1cos 30，解得F1mg，当用图2方式拉动时：F2cos 30(mgF2sin 30)，解得F22mg，故，A正确4(2018江西省上高县二中高三月考)如图所示，一楔形斜面体置于水平地面上，斜面的倾角为30，物块A置于斜面上，用轻弹簧、细绳跨过定滑轮与物块B连接，弹簧轴线与斜面平行，A、B均处于静止状态，已知物块A、B受到的重力分别为10 N和5 N，不计滑轮与细绳间的摩擦，则()A弹簧对A的拉力大小为10 NB斜面对A的支持力大小为5 NC地面对斜面的
