《2018届高考物理一轮复习 2.7《力 物体的平衡》章未总结课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高考物理一轮复习 2.7《力 物体的平衡》章未总结课件 新人教版（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题一 力的合成法 物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,则任意 两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反, “力的合成法”是解决三力平衡问题的基本方法. 【例1】如图1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水平,BO与水平面的 夹角为,AO的拉力F1和BO的拉力 F2的大小是 ( ) 图1,热点讲座,平衡问题求解“八法”,章未总结,A.F1=mgcos B.F1=mgcot C.F2=mgsin D.F2=mg/sin 解析 根据三力平衡特点,任意两 力的合力与第三个力等大反向,可作 出如图矢量图,由三角形知识可得 F1=mgcot , 所以正确选项为
2、B、D. 答案 BD,专题二 正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用时,常用正交分 解法列平衡方程求解:Fx合=0,Fy合=0.为方便计算,建 立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则. 【例2】如图2所示，不计滑轮摩擦,A、B两物体均处 于静止状态. 现加一水平力F作用在B上使B缓慢右 移,试分析B所受力F的变化情况. 图2,解析 对物体B受力分析如图,建立如图直角坐标系. 在y轴上有 Fy合=FN+FAsin -GB=0, 在x轴上有 Fx合=F-Ff-FAcos =0, 又Ff=FN; 联立得F=GB+FA(cos -sin ). 可见,随着不断减小,水平力F将不断增大. 答案 随
3、着不断减小,水平力F将不断增大,专题三 整体法与隔离法 整体法是把两个或两个以上物体组成的系统作为 一个整体来研究的分析方法;当只涉及研究系统而不 涉及系统内部某些物体的受力和运动时,一般可采用 整体法. 隔离法是将所确定的研究对象从周围物体(连接体) 系统中隔离出来进行分析的方法,其目的是便于进一 步对该物体进行受力分析，得出与之关联的力.为了 研究系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时, 通常可采用隔离法.一般情况下，整体法和隔离法是 结合在一起使用的.,【例3】有一直角支架AOB,AO水平 放置,表面粗糙;OB竖直向下,表面 光滑.AO上套有小环P,OB上套有小 环Q,两环质量均为m
4、.两环间由一根 质量可忽略且不可伸长的细绳相连, 图3 并在某一位置平衡,如图3所示.现将P环向左移一小 段距离,两环再次达到平衡,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和细 绳上的拉力FT的变化情况是 ( ) A.FN不变,FT变大 B.FN不变,FT变小 C.FN变大,FT变大 D.FN变大,FT变小,解析 采取先“整体”后“隔离”的方法.以P、Q 绳为整体研究对象,受重力、AO给 的向上弹力、OB给的水平向左弹 力.由整体处于平衡状态知AO给P 向右静摩擦力与OB给的水平向左 弹力大小相等;AO给的竖直向上弹 力与整体重力大小相等.当P环左移 一段距离后,整体
5、重力不变,AO给的竖直向上弹力也 不变.再以Q环为隔离研究对象,受力如图所示，Q环 所受重力G、OB给Q的弹力F1,绳的拉力FT处于平衡; P 环向左移动一小段距离的同时FT移至FT位置,仍 能平衡,即FT竖直分量与G大小相等,FT应变小,所以 正确答案为B选项. 答案 B,专题四 三角形法 对受三力作用而平衡的物体,将力矢量图平移使三 力组成一个首尾依次相接的封闭力三角形,进而处理 物体平衡问题的方法叫三角形法;力三角形法在处理 动态平衡问题时方便、直观,容易判断. 【例4】如图4,细绳AO、BO等长且共同悬一物,A点 固定不动,在手持B点沿圆弧向C点缓慢移动过程中, 绳BO的张力将 ( )
6、 图4,A.不断变大 B.不断变小 C.先变大再变小 D.先变小再变大 解析 选O点为研究对象,受F、FA、 FB三力作用而平衡.此三力构成一封 闭的动态三角形如图.容易看出,当FB 与FA垂直即+=90时,FB取最小 值,所以D选项正确. 答案 D,专题五 相似三角形法 物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画 出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行 四边形,其中可能有力三角形与题设图中的几何三角 形相似,进而力三角形与几何三角形对应成比例，根 据比值便可计算出未知力的大小与方向. 【例5】固定在水平面上的光滑半球半 径为R,球心O的正上方C处固定一个 小定滑轮,细绳一端拴一小球置
7、于半 球面上的A点,另一端绕过定滑轮,如 图5所示. 图5,现将小球缓慢地从A点拉向B点,则此过程中小球对半 球的压力大小FN、细绳的拉力大小FT的变化情况是 ( ) A.FN不变,FT不变 B.FN不变,FT变大 C.FN不变,FT变小 D.FN变大,FT变小 解析 小球受力如图所示,根据平衡 条件知,小球所受支持力FN和细线 拉力FT的合力F跟重力是一对平衡力, 即F=G.,根据几何关系知,力三角形FAFN与几何三角形COA 相似.设滑轮到半球顶点B的距离为h,线长AC为L,则 有 由于小球从A点移向B点的过程 中,G、R、h均不变,L减小,故FN大小不变,FT减小. 所以正确答案为C选项
8、. 答案 C,专题六 正弦定理法 正弦定理：在同一个三角形中,三 角形的边长与所对角的正弦比值相 等;在图6中有 同样,在力的三角形中也满足上述关 图6 系,即力的大小与所对角的正弦比值相等. 【例6】不可伸长的轻细绳AO、BO 的结点为O,在O点悬吊电灯L,OA绳 处于水平,电灯L静止,如图7所示.保 持O点位置不变,改变OA的长度使A 点逐渐上升至C点,在此过程中绳OA 的拉力大小如何变化？ 图7,解析 取O点为研究对象，O点受灯的 拉力F(大小等于电灯重力G)、OA绳的 拉力FT1、OB绳的拉力FT2,如右图所示. 因为三力平衡,所以FT1、FT2的合力G 与G等大反向.由正弦定理得 由
9、图知不变,由小变大,所以据FT1式知FT1先变小 后变大,当=90时,FT1有最小值. 答案 见解析,专题七 拉密原理法 拉密原理:如果在三个共点力作用 下物体处于平衡状态,那么各力的大 小分别与另外两个力所夹角的正弦 成正比.在图8所示情况下,原理表达 式为 图8 【例7】如图9所示装置,两根细绳拉住 一个小球,保持两绳之间夹角不变; 若把整个装置顺时针缓慢转动90, 则在转动过程中,CA绳拉力FT1大小 的变化情况是_,CB绳拉力 图9 FT2大小的变化情况是_.,解析 在整个装置缓慢转动的过程中， 可以认为小球在每一位置都是平衡的,小 球受到三个力的作用,如图所示,根据拉 密原理有 由于
10、不变、由90逐渐变为180,sin 会逐渐 变小直到为零,所以FT2逐渐变小直到为零;由于由 钝角变为锐角,sin 先变大后变小，所以FT1先变大 后变小. 答案 先变大后变小 逐渐变小直到为零,专题八 对称法 研究对象所受力若具有对称性,则求解时可把较复 杂的运算转化为较简单的运算,或者将复杂的图形转 化为直观而简单的图形.所以在分析问题时，首先应 明确物体受力是否具有对称性. 【例8】如图10所示,重为G的均 匀链条挂在等高的两钩上,链条 悬挂处与水平方向成角,试求： 图10 (1)链条两端的张力大小； (2)链条最低处的张力大小. 解析 (1)在求链条两端的张力时,可把链条当做一 个质点
11、处理.两边受力具有对称性使两端点的张力F,大小相等，受力分析如图甲所示.取链条整体为质点 研究对象. 由平衡条件得竖直方向2Fsin=G,所以端点张力为 (2)在求链条最低点张力时,可将链条一分为二,取一 半研究.受力分析如图乙所示,由平衡条件得水平方向 所受力为 即为所求. 答案,1.如图11所示,质量为m的质点,与三根相同的螺旋形 轻弹簧相连.静止时,弹簧c沿竖直方向,相邻两弹簧 间的夹角均为120.已知弹簧a、b对质点的作用力 大小均为F,则弹簧c对质点的作用力大小可能为( ) 图11 A.F B.F+mg C.F-mg D.mg-F,素能提升,解析 本题容易错误地认为三根弹簧一定都处于
12、拉 伸状态而漏选A、B、D. 质点受四个力作用:重力mg,a、b、c的弹力Fa、Fb、 Fc,四力合力为零,由于弹簧a、b对质点的作用力方向 未知,故本题有多解. 当弹簧a、b的弹力均斜向上或斜向下时,因为夹角等 于120,故a、b的弹力的合力大小为F，且竖直向上 或竖直向下.,当a、b弹力的合力竖直向上,c的弹力也向上时,Fc= mg-F,则当mg=2F时,Fc=F,故选项A、D正确. 当a、b弹力的合力竖直向上，c的弹力向下时，Fc=F- mg,故选项C正确. 当a、b弹力的合力竖直向下，c的弹力向上时,Fc=F+ mg,故选项B正确. 答案 ABCD,2.假期里,一位同学在厨房 协助妈妈
13、做菜，对菜刀发 生了兴趣. 他发现菜刀的 刀刃前部和后部的厚薄不 图12 一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大(如图12所示), 他先后做出过几个猜想,其中合理的是 ( ) A.刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形 美观,跟使用功能无关 B.在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀 刃厚薄无关 C.在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物 体的力越大 D.在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物 体的力越大,解析 把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角 劈,设顶角为2,背宽为d,侧面长为l,如下图甲所示. 当在劈背施加压力F后产生垂直侧面的两个分力F1、 F2,使用
14、中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体. 由对称可知这两个分力大小相等(F1=F2),因此画出力 分解的平行四边形,实为菱形如图乙所示. 在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑(图中,阴影部分).根据它跟半个劈的直角三角形的相似关 系,有关系式 由此可见,刀背上加上一定的压力F时,侧面分开其他 物体的力跟顶角的大小有关,顶角越小,sin 的值越 小,F1和F2越大. 但是刀刃的顶角越小时,刀刃的强度会减小,碰到较硬 的物体时刀刃会卷口甚至碎裂,实际制造过程中为了 适应加工不同物体的需要,所以做成前部较薄,后部较 厚.使用时，用前部切一些软的物品(如鱼、肉、蔬 菜、水果等),用后部斩劈坚硬的骨
15、头之类的物品,俗 话说:“前切后劈”,指的就是这个意思,故选项D正确. 答案 D,3.图13甲为杂技表演的安全网示意图,网绳的结构为 正方格形,O、a、b、c、d为网绳的结点，安全 网水平张紧后,若质量为m的运动员从高处落下,并 恰好落在O点上,该处下凹至最低点时,网绳dOe,bOg 均成120向上的张角,如图乙所示,此时O点受到的 向下的冲击力大小为F,则这时O点周围每根网绳承 受的力的大小为 ( ) 图13,A.F B. C.F+mg D. 解析 对O点进行受力分析,它受到向下的冲击力F 和向上的网绳的拉力,设每根网绳承受的力为F1,由力 的合成与分解的知识可知,dOe向上的力也为F1,同理 bOg向上的作用力大小也为F1, 由2F1=F,所以 答案 B,4.如图14所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索 上表演,如果演员与独轮车的总质量为80 kg,两侧的 钢索互成150夹角,求钢索所受拉力有多大?(钢索 自重不
