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1、能力课时2 受力分析 共点力的平衡突破一 整体法与隔离法的应用1.受力分析的定义把指定物体(研究对对象)在特定的物理环环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力_，这这个过过程就是受力分析。2.受力分析的一般步骤示意图图整体隔离重力方向3.整体法与隔离法【例1】 (2015山东理综，16)如图图1，滑块块A置于水平地面上，滑块块B在一水平力作用下紧紧靠滑块块A(A、B接触面竖竖直)，此时时A恰好不滑动动，B刚刚好不下滑。已知A与B间间的动动摩擦因数为为1，A与地面间间的动动摩擦因数为为2，最大静摩擦力等于滑动动摩擦力。A与B的质质量之比为为( )图1易错提醒受力分析的四个易错点(1)不要把研究对
2、象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。(2)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有。(3)合力和分力不能重复考虑。(4)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。【变式训练】 1.(多选)(2016广东茂名一模)如图图2所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为为半 圆圆的柱状物体A，A与竖竖直墙墙之间间放一光滑半圆圆球B，整个装置处处于静止状 态态。已知A、B两物体的质质量分别为别为 mA和mB，则则下列说说法正确的是( )图2 A.A物体对对地
3、面的压压力大小为为mAg B.A物体对对地面的压压力大小为为(mAmB)g C.B物体对对A物体的压压力大于mBg D.地面对对A物体没有摩擦力【例2】 如图图3所示，甲、乙两个小球的质质量均为为m，两球间间用细线连细线连 接，甲球用细细线悬线悬 挂在天花板上。现现分别别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线时细线都被拉紧紧。则则平衡时时两球的可能位置是下面的( )图3【拓展延伸】在【例2】的图图3中，如果作用在乙球上的力大小为为F，作用在甲球上的力大小为为2F，则则此装置平衡时时的位置可能是( )【变式训练】2.(2016广东揭阳三中月考)如图图4所示，质质量为为M的楔形物块块静置
4、在水平地面上，其斜面的倾倾角为为。斜面上有一质质量为为m的小物块块，小物块块与斜面之间间存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物块块，使之匀速上滑。在小物块块运动动的过过程中，楔形物块块始终终保持静止。地面对对楔形物块块的支持力为为( )图4A.(Mm)g B.(Mm)gFC.(Mm)gFsin D.(Mm)gFsin 突破二 处理平衡问题常用的“三种”方法1.平衡状态物体处处于_或者保持_的状态态，即a0。2.平衡条件静止匀速直线线运动动003.平衡条件的推论如果物体在多个共点力的作用下处处于平衡状态态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小_，方向_。相等相反4.处理平衡问题的常用方法方法内容合成
5、法物体受三个共点力的作用而平衡，则则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则则其分力和其他两个力满满足平衡条件正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力分解为为相互垂直的两组组，每组组力都满满足平衡条件图5反思总结 1.平衡中的研究对象选取 (1)单个物体； (2)能看成一个物体的系统； (3)一个结点。 2.静态平衡问题的解题“四步骤”【变式训练】3.(多选)(2016广东龙川一中月考)人们们在设计设计 秋千的时时候首先要考虑虑的是它的安全可靠性。现现一个秋千爱爱好者设计设计 一个秋千，用绳绳子安装
6、在一根横梁上，如图图6所示，图图中是设计设计 者的从内到外的四种安装方案，一个重为为G的人现现正坐在秋千上静止不动动，则则下列说说法中正确的是( )图6A.从安全的角度来看，四种设计设计 的安全性相同B.从安全的角度来看，设计设计 1最为为安全C.每种设计设计 方案中两绳绳拉力的合力是相同的D.若方案4中两绳绳的夹夹角为为120，则则每绳绳受的拉力大小为为G解析 坐在秋千上的人的重力是一定的，当两绳的夹角越小时，根据力的平行四边形定则可知，绳所受到的拉力越小，当两绳平行时两绳所受的拉力最小，此时最安全，A错误，B正确；根据力的平行四边形定则可知，四种方案中每种方案两绳的合力都为G，C正确；当两
7、绳夹角为120时，两绳所受的拉力与重力的大小相等，D正确。答案 BCD突破三 动态平衡问题的处理技巧1.动态平衡是指平衡问题问题 中的一部分力是变变力，是动态动态 力，力的大小和方向均要发发生变变化，所以叫动态动态 平衡。2.基本思路化“动动”为为“静”，“静”中求“动动”。3.“两种”典型方法【例4】 (多选)如图图7所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为为四分之一圆圆弧的柱状物体A，A的左端紧紧靠竖竖直墙墙，A与竖竖直墙墙之间间放一光滑圆圆球B，已知A的圆圆半径为为球B的半径的3倍，球B所受的重力为为G，整个装置处处于静止状态态。设墙设墙 壁对对B的压压力为为F1，A对对B的压压力为为F2，
8、则则若把A向右移动动少许许后，它们们仍处处于静止状态态，则则F1、F2的变变化情况分别别是( )图7A.F1减小 B.F1增大 C. F2增大 D.F2减小【拓展延伸】 在【例4】中若把A向右移动动少许许后，它们们仍处处于静止状态态，则则地面对对A的摩擦力变变化情况是( )A.减小 B.增大C.不变变 D.先变变小后变变大【变式训练】5.(2016广东潮州颜锡祺中学月考)如图图8所示，一只小鸟鸟沿着较较粗的均匀树树枝从右向左缓缓慢爬行，在小鸟鸟从A运动动到B的过过程中( )图8A.树树枝对对小鸟鸟的作用力先减小后增大B.树树枝对对小鸟鸟的摩擦力先减小后增大C.树树枝对对小鸟鸟的弹弹力先减小后增
9、大D.树树枝对对小鸟鸟的弹弹力保持不变变突破四 平衡中的临界与极值问题1.临界问题当某物理量变变化时时，会引起其他几个物理量的变变化，从而使物体所处处的平衡状态态“恰好出现现”或“恰好不出现现”，在问题问题 的描述中常用“刚刚好”、“刚刚能”、“恰好”等语语言叙述。常见见的临临界状态态有：(1)两接触物体脱离与不脱离的临临界条件是相互作用力为为0(主要体现为现为 两物体间间的弹弹力为为0)；(2)绳绳子断与不断的临临界条件为绳为绳 中张张力达到最大值值；绳绳子绷紧绷紧 与松弛的临临界条件为绳为绳 中张张力为为0；(3)存在摩擦力作用的两物体间发间发 生相对对滑动动或相对对静止的临临界条件为为静
10、摩擦力达到最大。研究的基本思维维方法：假设设推理法。2.极值问题平衡物体的极值值，一般指在力的变变化过过程中的最大值值和最小值问题值问题 。一般用图图解法或解析法进进行分析。【例5】 倾倾角为为37的斜面与水平面保持静止，斜面上有一重为为G的物体A，物体A与斜面间间的动动摩擦因数0.5。现给现给 A施加一水平力F，如图图9所示。设设最大静摩擦力与滑动动摩擦力相等(sin 370.6，cos 370.8)，如果物体A能在斜面上静止，水平推力F与G的比值值不可能是( )图9A.3 B.2 C.1 D.0.5答案 A方法提炼 掌握突破临界问题的三种方法 (1)解析法 根据物体的平衡条件列方程，在解方
11、程时采用数学知识求极值。通常用到的数学知识 有二次函数求极值、讨论分式求极值、三角函数求极值以及几何法求极值等。 (2)图解法 根据平衡条件作出力的矢量图，如只受三个力，则这三个力构成封闭矢量三角形，然 后根据矢量图进行动态分析，确定最大值和最小值。 (3)极限法 极限法是一种处理临界问题的有效方法，它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问 题推向极端(“极大”、“极小”、“极右”、“极左”等)，从而把比较隐蔽的临界 现象暴露出来，使问题明朗化，便于分析求解。【变式训练】5.(2016安徽江淮名校联考)如图图10所示，轻质弹轻质弹 簧一端系在质质量为为m1 kg的小物块块上，另一端固定在墙墙上。
12、物块块在斜面上静止时时，弹弹簧与竖竖直方向的夹夹角为为37，已知斜面倾倾角37，斜面与小物块间块间 的动动摩擦因数0.5，斜面固定不动动。设设物块块与斜面间间的最大静摩擦力与滑动动摩擦力大小相等，下列说说法正确的是( )图10A.小物块块可能只受三个力B.弹弹簧弹弹力大小一定等于4 NC.弹弹簧弹弹力大小不可能等于3 ND.斜面对对物块块支持力可能为为零解析 假如物块受3个作用力，重力、斜面的支持力以及摩擦力，则mgsin 376 N，而最大静摩擦力为mgcos 374 N6 N，则物块不能静止，故选项A错误；要使物块静止，则弹簧弹力最小为F，则满足mgsin 37(Fmgcos 37)，解得
13、F4 N，故当弹力不小于4 N时，物块均能静止，选项B错误，C正确；若斜面对物块支持力为零，则物体与斜面之间的摩擦力为零，则物体不可能静止，选项D错误。答案 C1.如图图11所示，重力为为G的小球用轻绳悬轻绳悬 于O点，用力F拉住小球，使轻绳轻绳 保持偏离竖竖直方向60角且不变变，当F与竖竖直方向的夹夹角为为时时F最小，则则、F的值值分别为别为 ( )图112.如图图12所示，将球用细绳细绳 系住放在倾倾角为为的光滑斜面上，当细绳细绳 由水平方向缓缓慢向上偏移的过过程中，细绳细绳 上的拉力将( )图12A.逐渐渐增大 B.逐渐渐减小C.先增大后减小 D.先减小后增大3.(多选)如图图13所示，
14、水平地面上固定着一个光滑的竖竖直圆环圆环 ，中央有孔的小球P和K套在环环上，由伸直的细绳连细绳连 接，它们们恰好能保持静止状态态，已知K的质质量为为m，OK连连线线水平，PK连线连线 与水平线夹线夹 角为为30。则则( )图13A.细绳对细绳对 K球的拉力大小为为2mgB.细绳对细绳对 K球的拉力大小为为mgC.P球的质质量为为mD.P球的质质量为为2m4.在竖竖直墙墙壁间间有质质量分别别是m和2m的半圆圆球A和圆圆球B，其中B的球面光滑，半球A与左侧墙侧墙 壁之间间存在摩擦。两球心之间连线间连线 与水平方向成30的夹夹角，两球恰好不下滑，设设最大静摩擦力等于滑动动摩擦力(g为为重力加速度)，则则半球A与左侧墙侧墙 壁之间间的动动摩擦因数为为( )图145.如图图15所示，三根长长度均为为l的轻绳轻绳 分别连别连 接于C、D两点，A、B两端被悬悬挂在水平天花板上，相距为为2l。现现在C点上悬悬挂一个质质量为为m的重物，为为使CD绳绳保持水平，在D点上可施加的力的最小值为值为 ( )图15
