《导与练2015年高考物理（浙江专用）一轮课件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《导与练2015年高考物理（浙江专用）一轮课件2.3受力分析 共点力的平衡（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 课时 受力分析 共点力的平衡 考纲展示 复习目标 共点力的平衡 .( ) 1. 掌握受力分析的方法和步骤 , 能熟练地对物体进行受力分析 2. 了解平衡状态 , 知道共点力作用下的平衡条件 3. 熟练应用共点力平衡的条件解决各类实际问题 基础预习通关 要点探究冲关 随堂自测过关 一、受力分析 1. 受力分析 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 . 基础预习通关 自主梳理思考探究 2. 受力分析的方法步骤 二、共点力的平衡 1. 共点力的平衡条件 F 合 = 0 或者平衡条件的推论 (1) 二力平
2、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 如果物体在多个共点力作用下处于平衡状态 , 其中任何一个力与其余力的合力大小 相等 , 方向 相反 . 思考探究 : 物体的速度为零时 , 物体一定处于平衡状态吗 ? 答案 : 物体的速度为零时 , 不一定处于平衡状态 , 如竖直上抛的最高点 , 此时速度为零 , 但加速度不为零 , 合力为重力 要点一 整体法与隔离法受力分析 【情景探究】
3、 如图所示 , 质量为 m 的正方体和质量为 M 的正方体放在两竖直墙和水平面间 , 处于静止状态 .(m 与 , 不计一切摩擦 ) 要点探究 冲关 自我解答 合作探究 思考 1: 如何求解水平面对正方体 M 的弹力大小 ? 解答 : 采用整体法 , 以两个正方体整体为研究对象 , 整体在竖直方向受到向上的支持力和向下的重力 , 处于静止状态 . 由平衡条件知 F N - ( M+m )g= 0 得水平面对正方体 M 的弹力大小为 F N =(M+m)g. 思考 2: 如何求解墙面对正方体 m 的弹力大小 ? 解答 : 采用隔离法 对正方体 m 进行受力分析如图所示 . 把 F 水平方向和竖直
4、方向分解 , 有 F N2 =F F N2 si n = 解得 F m t . 思考 3: 如何理解整体法与隔离法的应用选择 ? 解答 : 两者的应用选择可参照下表 : 整体法 隔离法 概念 将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 研究系统内物体之间的相互作用力 注意 问题 受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用 一般隔离受力较少的物体 温馨提示 (1) 灵活地选取研究对象可以使问题简化 . 对处于平衡状态的两个物体组成的系统 , 在不涉及内力时 , 优先考虑整体法 . 不过有时即使求解的是系统
5、外力 , 也必须采取隔离法分析 , 如求解本题的墙面对正方体 m 的弹力时 , 就采用了隔离法 . (2) 有关注意点 : 解题时 , 不能把整体法和隔离法对立起来 ,而应把两种方法结合起来 , 从具体问题的实际情况出发 , 灵活选取研究对象 , 合理选择隔离法和整体法 . 用隔离法解题时 ,所选取的隔离对象可以是系统中的某一部分物体 , 也可以是系统中的某一个物体 , 而且对象的选择要以简单有效为原则 . 针对训练 1 1:(2 013 天津联考 ) 如图所示 , 滑块 A 与小球 B 用一根不可伸长的轻绳相连 , 且滑块 A 套在水平直杆上 . 现用大小为 10 N 、与水平方向成 30
6、角的力 F 拉 B, 使 A 、 B 一起向右匀速运动 , 运动过程中A 、 B 保持相对静止 . 已知 A 、 B 的质量分别为 2 1 重力加速度为 10 m/则 ( ) A. 轻绳与水平方向的夹角 = 30 B. 轻绳与水平方向的夹角 = 60 C. 滑块 A 与水平直杆之间的动摩擦因数为43D. 滑块 A 与水平直 杆之间的动摩擦因数为53解析 : 以 A 、 B 整体为研究对象 , 由平衡条件 , 在水平方向上 F f =Fc 0 , 在竖直方向上 F N =(m A +m B )g - n 30 ,且 F f = F N , 联立解得 =53, 选项 C 错误 , 选项 D 正确
7、;隔离小球 B, 设轻绳拉力为 F T , 由正交分解法和平衡条件 ,在水平方向上 :F T =Fc 0 , 在竖直方向上 :F T =m B g - n 30 , 联立解 得 =30 , 选项 选项 B 错误 . 答案 : 要点二 共点力平衡的常用方法和解题步骤 1. 处理共点力平衡问题的常用方法 方法 内容 分解法 物体受到几个力的作用 , 将某一个力按力的效果进行分解 , 则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件 合成法 物体受几个力的作用 , 通过合成的方法将它们简化成两个力 , 这两个力满足二力平衡条件 正交 分解法 将处于平衡状态的物体所 受的力 , 分解为相互正交的两组力 ,
8、 每一组力都满足二力平衡条件 力的封闭 三角形法 若三个力的矢量箭头首尾 相接恰好构成三角形 , 则这三个力的合力必 为零 , 利用三角形定则 , 根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求解未知力 2. 解共点力作用下平衡问题的步骤 确定研 究对象 进行受力分析并画受力图 选取解题方法 利用平衡条件列方程求解 【例 2 】 如图所示 , 墙上有两个钉子 a 和 b, 它们的连线与水平方向的夹角为 45 , 两者的高度差为 l. 一条不可伸长的轻质细绳一端固定于 a 点 , 另一端跨过光滑钉子 b 悬挂一质量为 m 1 的重物 . 在绳子距 a 端2l的 c 点有一固定绳圈 m 2 的钩
9、码 , 平衡后绳的 正好水平 , 则重物和钩码的质量比21 ) 2 装置稳定以后对结点 c 受力分析 , 如图所示 , 因为 c 处于平衡状态 , 在竖直方向有 :m 1 n =m 2 g, 由几何图形可知 =52, 可解得 : 21s 25, 选项 C 正确 . 答案 : C 误区警示 在本题中 , 很显然选取 m 1 或 m 2为研究对象都不合适 , 在很多情况下 , 选取结点作为研究对象进行受力分析 , 是处理共点力平衡问题的有效途径 . 针对训练 2 1:(2012 年广东理综 ) 如图所示 , 两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上 , 两绳与竖直方向的夹角都为 45 , 日 光灯保持
10、水平 , 所受重力为 G, 左右两绳的拉力大小分别为 ( ) G 22G 23G 21G 解析 : 日光灯受力如图所示 , 将T 1 、 T 2 分别向水平方向和竖直方向分解 , 则有 :T 1 5 =T 2 5 ,T 1 c 5 +T 2 5 =G, 解得 :T 1 =T 2 =22G, 选项 B 正确 . 答案 : B 要点三 动态平衡、临界与极值问题 1. 动态平衡问题 : 通过控制某些物理量 , 使物体的状态发生缓慢的变化 , 而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态 . 2. 临界问题 : 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”
11、或“恰好不出现” , 在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言 . 3. 极值问题 : 平衡物体的极值 , 一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题 . 4. 解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法 方法 步骤 解析法 选某一状态对物体进行受力分析 将物体受的力按实际效果分解或正交分解 列平衡方程求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 图解法 选某一状态对物体进行受力分析 根据平衡条件画出平行四边形 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 解析 : (1) 设该同学沿拖杆方向用大小为 F 的力推拖把 .
12、将推拖把的力沿竖直和水平方向分解 , 按平衡条件有 + N (2 分 ) =F f (2 分 ) 式中 F N 和 F f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力 . 按摩擦定律有 F f = F N (1 分 ) 联立式得 F=c o ss i n (2 分 ) (2) 拖把刚好运动时 ,Fs 0 = (F 0 ) (2 分 ) 得 F=00c i n (2 分 ) 当分母等于 0 时 ,F 趋于无穷大 , 得 0 - 0 =0 , (2 分 ) 即 0 = . (1 分 ) 答案 : (1) c o ss i n ) 失分 警示 (1) 计算滑动摩擦力时 , 在应用公式 F f = F N 时容
13、易忽略拖把头的重力 , 错误写为 F N =Fc 导致失分 .(2) 不能理解“比值”的意义 , 导致思维不流畅 , 不能继续答题 .(3) 不能用极限的思维方法处理“不管推力多大”的含义 , 导致不能解不等式得到具体的正切值 . 针对训练 3 1: 表面光滑的半球固定在水平面上 , 球心 O 的正上方固定一个小定滑轮 , 细绳一端拴一小球 ( 小球半径远小于大球半径 ), 小球置于半球面上的 另一端绕过定滑轮 , 如图所示 . 今缓慢拉动细绳使小球从 A 点滑向半球顶点 ( 未到顶点 ), 则此过程中 , 小球对半球压力 F N 的大小及细绳拉力 F T 的大小变化情况是 ( ) 变大 ,F T 变大 变小 ,F T 变大 不变 ,F T 变小 变大 ,F T 变小 解析 : 对 A 进行受力分析 , 受力情况如图所示 . 由图可知 : 力三角形 与几何三角形 似 , 考虑到半径 B 点的高度 变 , 由相似三角形对应边成比例 , 可得 F N 不变 ,F T 变小 . 答案 : C 1. 风洞实验主要用于运动物体
