《受力分析共点力的平衡导学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《受力分析共点力的平衡导学案（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 共点力的平衡复习导案【使用说明】1、依据学习目标自学课本，查阅相关资料，完成导学案，整理主干知识。2、课堂上通过小组合作、互动、展示点评加深对节知识的理解达成目标。3、独立认真完成导学案，用红笔标注重点、疑点。【学习目标】 1、学会对物体的受力分析。 2、整体法、隔离法分析物体的平衡；3、学会动态分析、极限临界情况的处理； 4、通过分析问题，提高理解能力和解决问题的能力。【重点难点】 受力分析和共点力的平衡、动态分析、临界极值问题。【自主复习案】 高考必须知道以下知识点一、.共点力作用下物体的平衡1. 平衡态：物体_或_状态，叫做平衡状态。2. 共点力作用下物体的平衡条件共点力作用下物
2、体的平衡条件是_或_。在正交分解时表达式为：。3. 平衡条件的推论（1） 二力平衡时，二力大小_、方向_、 在同一直线上。则这两个力是一对_。（2） 物体受三个力处于平衡状态，则：三个力中任意两个力的合力必与第三个力_。（3）物体受多个力处于平衡状态，则：任一个与剩余力的合力是一对_。4解共点力平衡问题的基本思路(1)对研究对象进行受力分析，作出_(2)物体在三个力作用下处于平衡状态时，常用的解题方法有：力的分解法、力的合成法(3)共面的非平行的三个力平衡时：其中任意两个力的合力必与第三个力_、_，且三个力的作用线_(4)物体在三个或三个以上力作用下处于平衡状态时，通常应用_法二、分析平衡问题
3、的基本方法1合成法 共点力处于平衡状态时，其中的任何一个力必与其余所有力的合力平衡(即等大、反向、共线)这种方法常用于物体受力较少的情况，当物体受力较多时，利用合成法求解往往较为繁琐。 2分解法 把物体所受的各个力先分解到某一方向上，然后根据平衡条件列出该方向上合力为零的方程其中最普遍的是选取两个相互正交的方向设为坐标轴其基本原则是使尽可能多的力落在坐标轴上，这样分解的力个数少，求解方便。3力的三角形法 如果物体在三个或三个以上的共点力作用下处于平衡，用力的图示表示时这三个力或多个力必组成首尾相接的、封闭的力的矢量三角形或力的矢量多边形。【例1】如图111所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将
4、自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为，悬绳对工人的拉力大小为F1 ，墙壁对工人的弹力大小为F2 , 则F1、F2的大小为多少？解法一：用合成法 解法二：用分解法 解法三：用正交分解法求解 解法四：力的三角形法 【方法总结】应用共点力的平衡条件解题的一般步骤：(1)确定_：即在弄清题意的基础上，明确以哪一个物体(或结点)作为解题的研究对象(2)分析研究对象的_： (3)判断研究对象是否处于平衡状态(4)应用共点力的平衡条件，选择适当的方法，列_方程(5)求解方程，并根据情况，对结果加以说明或必要的讨论二、整体法和隔离法处理物体系的平衡问题隔离法: 当一个系统处于平衡状态
5、，一般地，求系统内部分物体间内力时；整体法：求系统受到的外力作时整体法就是将整个系统作为一个研究对象进行分析的方法，其优点是研究对象少，未知量少，所列方程少，故求解较 为简捷【例1】：如图，粗糙的水平地面上有一斜面体，斜面上一物块静止在斜面体上，斜面体保持静止，则地面对斜劈的摩擦力分别为多少？mM隔离法： 整体法： 【拓展一】：如图，粗糙的水平地面上有一斜面体，斜面上一物块正在沿斜面以速度 v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力分别为多少？隔离法： 整体法： 【拓展二】：（2008年海南物理）如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为斜面上有一质量为m的小物块，小物块与
6、斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对楔形物块的支持力为：（ ）mFMA、（M+m）g B、（M+m）gF C、（M+m）g +Fsin D、（M+m）g Fsin分析过程：【拓展三】：如图5所示，质量为m的物体放在倾 角为口的斜面，它跟斜面间的动摩擦因数为u，在恒定水平推力F的作用下，物体沿斜面向上匀速运动，则物体受到的摩擦力是( )分析过程：OABPQ 【例2】有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑。AO上套有小P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在
7、某一位置平衡(如图所示)。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN和摩擦力f的变化情况是( )A. FN不变，f变大B. FN不变，f变小C. FN变大，f变大D. FN变大，f变小分析过程：【方法总结】：具体应用时，应将两种方法结合起来灵活使用，即用；整体法时，常与隔离法结合 三、动态平衡问题特别提醒：物体受到几个变力的作用而处于平衡状态，我们把这类问题叫共点力的动态平衡.此类问题往往有这样的特点：（1）物体 一般受三个力;( 2 )有一个力大小方向始终不变（一般是重力）；（3）还有一个力的方向不变.我们可以采用图解法或
8、者解析法求解.【例 1】如右图所示挡板AB和竖直墙之间夹有小球，球的质量为m，则挡板与竖直墙壁之间的夹角缓慢增加至=90时，AB板及墙对球压力如何变化？解法一：解析法解法二：图解法【方法总结】动态平衡问题的分析方法：(1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变参量与自变参量的一般函数式，然后根据自变量的变化确定应变参量的变化(2)图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中)，然后根据有向线段(表示力)的长度变化判断各个力的变化情况图解法适用条件：质点在三个力作用下处于平衡状态，其中一个力恒定，一个力的方向
9、不变，第三个力的大小和方向都变化的情况具体做法是：合成两个变力，其合力与恒力等值反向【巩固一】：重为G的物体系在两根等长的细绳OA、OB上，轻绳的A端、B端挂在半圆形的支架上，如图所示.若固定A端的位置，将绳OB的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，则（ ）BCOGAO A、OB绳上的拉力先增大后减小 分析过程： B、OB绳上的拉力先减小后增大 C、OA绳上的拉力先增大后减小 D、OA绳上的拉力不断减小【巩固二】：如图9所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为7n的小圆A，悬吊一个质量为M的球8，今用一水平力F缓慢地拉 起B，A仍保持静止不动，设圆环A受到的支持力为N静摩力为F静，
10、此过程中( ) AN增大，F静减小 分析过程： BN减小，F静减小 CN不变，F静增大 DN减小，F静增大四、临界与极值问题【例 1】三段不可伸长的细绳0A、OB、OC能承受的拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示其中OB是水平的，A端、8端固定若逐渐增加C端所挂物体的质量则最先断的绳( )A必定是0A B必定是0B C必定是0C D可能是0B，也可能是0C分析过程：【拓展1】在典例l中(1)若三段绳的最大承受力均为l00 N，且=30，则各段绳均不断时对应的最大悬挂物的重力为多少?【拓展2】若OA段绳的最大承受力为100 N，OB段绳的最大承受力为40 N，且=30则各段绳均不断时对应的最大
11、悬挂物的重力为多少?(设OC绳不会断)【例 2】在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态.现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中（ ）AF1保持不变，F3缓慢增大 分析过程：BF1缓慢增大，F3保持不变CF2缓慢增大，F3缓慢增大DF2缓慢增大，F3保持不变五、相似三角形法求物体的平衡 【例 1】：固定在水平面上光滑半球，半径为R，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细线一端拴一小球，置于半球面的A点，另一端绕过C点，现缓慢地将小球从A点拉到B点，则此过程中，小球对半球的压力大小FN、细线的拉力大小F的变化情况是( ) A. FN变大，F不变 分析过程： B. FN变小，F变大 C. FN不变，F变小 D. FN变大，F变小 六、巩固练习： 配套练习册作业
