《2018年高考物理一轮复习 专题二 第3讲 共点力的平衡条件及其应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理一轮复习 专题二 第3讲 共点力的平衡条件及其应用课件（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 讲 共点力的平衡条件及其应用,考点1,物体的受力分析,1受力分析的步骤 (1)选取对象：研究对象可以是质点、结点、某个物体、或 几个物体组成的系统原则上使问题的研究处理尽量简便,(2)按顺序找力：把研究对象从周围的环境中隔离开来，分 析周围物体对研究对象的力的作用按照先场力(重力、电场力、 磁场力等)，后_力(弹力、摩擦力)，再按其他力的顺序进 行分析注意分析的力为_力，如重力、弹力、摩擦力等，,不要分析效果力，如向心力、回复力等,接触,性质,(3)画出受力示意图：把物体所受的力一一画在受力图上， 并标明各力的方向，注意不要将施出的力画在图上 (4)检验：防止错画、漏画、多画力,2隔离
2、法与整体法 (1)整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求 解在许多问题中可以用整体法比较方便，但整体法不能求解,系统的内力,整体,隔离,(2)隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一 部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解 (3)通常在分析外力对系统作用时，用_法；在分析系 统内各物体之间的相互作用时，用_法有时在解答一个 问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用,1(单选)如图 231 所示，物体 A 靠在竖直墙面上，在,),C,力 F 作用下，A、B 保持静止物体 B 的受力个数为( 图 231,A2,B3,C4,D5,解析：墙对 A 无弹力以物
3、体 B 为研究对象，B 受重力， 向上的外力 F，A 对 B 的压力 N，物体 B 有相对 A 上移的运动 的趋势，故 A 对 B 的静摩擦力沿斜边向下如图 4 所示,图 4,2(单选)表面光滑、半径为 R 的半球固定在水平地面上， 球心 O 的正上方 O处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系 一个小球挂在定滑轮上，如图 232 所示两小球平衡时， 若滑轮两侧细绳的长度分别为 L12.4 R 和 L22.5R，则这两个,),D,小球的质量之比 m1m2为(不计球的大小) ( 图 232,A241,B251,C2425,D2524,解析：对小球 m2 进行分析，如图 5 所示，显然OOP与 PBQ
4、 相似设 OOH，OPR，OPL2，由相似三角形 性质有 m2g/HN/R F2/L2 ，则 m2 F2H/gL2 ，同理可得 m1 F1H/gL1，而 F1F2，所以 m1m2L2L12.52.42524. 图 5,考点 2,共点力平衡的处理方法,1共点力：作用在同一点的力、或力的作用线延长交于一,点的力称为共点力,零,2共点力平衡条件：物体受到的合外力为_，物体将,处于平衡状态,静止,匀速直线,(1)一个物体在共点力作用下，如果保持_或_ 运动，则该物体处于平衡状态 (2)平衡条件的推论 物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个,力与其余力的合力_,等大反向,物体在同一平面内的三个
5、互不平行的力的作用下处于平,衡状态时，这三个力必为共点力,物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的 有向线段必构成封闭三角形，即表示这三个力的矢量首尾相接， 恰能组成一个封闭三角形,3共点力平衡的基本解题方法 (1)力的合成与分解法,分析物体的受力，把某两个力进行合成，将三力转化为,二力，构成一对平衡力,把重力按实际效果进行分解，将三力转化为四力，构成,两对平衡力,(2)正交分解法,物体受到三个或三个以上的力作用时，常用正交分解法列 平衡方程为简化解题步骤，坐标系的建立应达到尽量少分解 力的要求正交分解一般按如下步骤：,以力的作用点为原点作直角坐标系，标出 x 轴和 y 轴； 将与坐标
6、轴成角度的力分解成 x 轴和 y 轴方向的两个分,力，并在图上标明，用符号 Fx 和 Fy 表示；,在图上标出与 x 轴或与 y 轴的夹角，然后列出 Fx、Fy 的,数学表达式与两轴重合的力就不需要分解,列出 x 轴方向上的各分力的合力和 y 轴方向上的各分力,的合力的两个方程，然后再求解,(3)力的三角形法,对受三力作用而平衡的物体，将力平移后，这三个力便组 成一个首尾依次相接的封闭的力三角形力三角形在处理静态 平衡和动态平衡问题中时常用到,(4)相似三角形法,物理上的矢量可用有向线段表示，矢量的合成与分解又遵 守平行四边形定则或三角形定则，这样就构成一个矢量三角形 (平行四边形可分为两个三
7、角形)，如果能找到一个由已知量作为 边构成的三角形与之相似，那么“相似三角形的对应边成比 例”，这一知识就可用于处理物理问题,3(单选)如图 233 所示细绳 AO、BO 等长，A 点固定 不动，在手持 B 点沿圆弧向 C 点缓慢运动过程中，绳 BO 的张,力将(,),D,图 233,A不断变大 C先变大再变小,B不断变小 D先变小再变大,解析：选 O 点为研究对象，O 点受三力作用而平衡此三 力构成一个封闭的动态三角形如图 6 所示很容易看出，当 FB 与FA 垂直时，即90时，FB 取最小值因此，选项D正 确,图 6,4如图 234 所示，重物的质量为 m，轻绳 AO 与 BO 的 A 端
8、、B 端是固定的，平衡时 AO 水平、BO 与水平面夹角为 ，则绳 AO 的拉力 F1 和绳 BO 的拉力 F2 分别是多大？,图 234,图 7 解法二：用分解法来解(如图 7 乙)将 T 沿 F1、F2 的反方 向分解得到 G1、G2，然后再由平衡条件 F1G1 和 F2G2 即可 求得 F1 和 F2.,【教师参考备选题】如图甲所示，用一个斜向上的拉力 F 作用在箱子上，使箱子在水平地面上匀速运动已知箱子质量 为 m，F 与水平方向的夹角为，箱子与地面的动摩擦因数为. 求拉力 F 的大小,热点,力的合成与分解,【例 1】(单选)(2009 年海南卷)两刚性球 a 和 b 的质量分别 为
9、ma 和 mb、直径分别为 da 和 db(dadb)将 a、b 球依次放入一 竖直放置、内径为 d(daddadb)的平底圆筒内，如图 235 所示设 a、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为 f1 和 f2， 筒底所受的压力大小为 F.已知重力加速度大小为 g.若所有接触,都是光滑的，则(,),A,AF(mamb)g，f1f2,CmagF(mamb)g，f1f2,BF(mamb)g，f1f2,DmagF(mamb)g，f1f2,图 235,解析：对两刚性球 a 和 b 整体分析，由竖直方向受力平衡 可知 F(mamb)g，水平方向受力平衡有 f1f2.选项A 正确,当物体受力平衡时，首
10、先要确定研究对象，确定研,究对象后，要根据重力、弹力、摩擦力的顺序画出物体所受的 力以上的两个步骤最为重要在处理多个成角度的力的平衡 问题时，主要有两种方法：三力平衡的方法或是正交分解法,1(单选)(2010 年广东实验中学模拟)国家大剧院外部呈椭 球型假设国家大剧院的屋顶为半球形，一保洁人员为执行保 洁任务，必须在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图 236 所,示)，他在向上爬的过程中(,D,),图 236,A屋顶对他的摩擦力不变 B屋顶对他的摩擦力变大 C屋顶对他的支持力不变 D屋顶对他的支持力变大,解析：缓慢爬行可以看成任意位置都处于平衡状态对保 洁员进行受力分析并建立平衡方程：fmgsin
11、，Nmgcos， 向上爬时减小，所以 f 减小、N 增大，D 对,易错点：平衡问题中的连带变化 【例 1】(单选)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 上套有小环 P，OB 上套有 小环 Q，两环质量均为 m，两环间由一根质量可忽略、不可伸 长的细绳相连，并在某一位置平衡(图 237)，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 N 和细绳上的,拉力 T 的变化情况是(,),AN 不变，T 变大 CN 变大，T 变大,BN 不变，T 变小 DN 变大，T 变小,图 237
12、,错解分析：对 P 环进行受力分析，如图 238 所示，f Tsin ，NTcos mg，认为物体所受的摩擦力不变，变小， 则 T 变大，N 变大，选 C.,图 238,B,图 237,错解分析：对 P 环进行受力分析，如图 238 所示，f Tsin ，NTcos mg，认为物体所受的摩擦力不变，变小， 则 T 变大，N 变大，选 C.,图 238,B,图 237,错解分析：对 P 环进行受力分析，如图 238 所示，f Tsin ，NTcos mg，认为物体所受的摩擦力不变，变小， 则 T 变大，N 变大，选 C.,图 238,答案：B,正确解析：对整体：受力如图239，其中N 是AO 杆
13、对 系统的弹力，F 为 BO 杆对系统的弹力，f 为 AO 杆对系统的摩 擦力由于系统处于平衡状态，所以有,N(mm)g2mg,图 239,图 2310,解决平衡问题的关键是对研究对象受力分析的准,确，灵活应用整体法和隔离法，然后观察实际情况，找出不变 的力、变化的力和角度的变化情况，再根据题目分析相应问题,1(双选)用绳索把小船拉向岸边，如图 2311 所示，设 船在水中运动时水的阻力大小不变，那么在小船匀速靠岸的过,程中，下列说法正确的是(,AC,),图 2311,A绳子的拉力 T 不断增大 B绳子的拉力 T 不变 C船的浮力 F 减小 D船的浮力 F 增大,解析：水平方向有 Tcosf，
14、故当变大时，T 变大竖直,方向有 TsinF 浮mg，Tsin变大，F 浮变小,2(单选)如图 2312，球面光滑的半径为 R 的半球固定 在水平面上，球心的正上方固定一小滑轮，跨过滑轮的细线一 端拴一质量为 m、体积可忽略的小球，另一端用力将小球从 a 点缓慢拉到 b 点在此过程中，小球对半球面的压力 N 和对线,的拉力 T 的变化是(,C,图 2312,AN 变大，T 变大 CN 不变，T 变小,BN 变小，T 变大 DN 变大，T 变小,),解析：本题中小球缓慢移动能看成平衡状态当小球往上 移动的过程中，小球所受的重力不变，小球对线的拉力 T 与重 力的分力F1 大小相等方向相同，小球对半球面的压力N 与重力 的分力F2 大小相等方向相同，随着小球上移，F1与F2的方向均 发生变化，此时力的平行四边形的形状变化规律不直观，力随 角度变化的关系也难建立而此处所求的力的变化关系是由于 OA 段细线缩短引起的，因此可建立与OA 线段长之间的变化关,图 8,
