《2018高考物理一轮复习 2.3受力分析 共点力的平衡课件 沪科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高考物理一轮复习 2.3受力分析 共点力的平衡课件 沪科版必修1（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 讲 受力分析 共点力的平衡,知识点1 受力分析 【思维激活1】(多选)如图所示,物体 M在竖直向上的拉力F作用下静止在一 固定的粗糙斜面上,则物体M受力的个 数可能为( ) A.2个 B.3个 C.4个 D.5个,【解析】选A、C。由于物体M处于静止状态,可能只受重力和拉力两个力作用,也可能受重力、拉力、斜面的支持力和摩擦力四个力作用,故A、C正确,B、D错误。,【知识梳理】 1.定义：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的 所有外力都找出来,并画出_示意图的过程。 2.受力分析的一般顺序：先分析场力(_、电场力、磁场 力),再分析接触力(弹力、_),最后分析其他力。,受力,重
2、力,摩擦力,知识点2 共点力的平衡 【思维激活2】 (2014青岛模拟)如图所示,倾角=30的斜面体放在水平地面上,一个重为G的球在水平力F的作用下静止在光滑斜面上,则F的大小为( ),【解析】选B。对球进行受力分析如图： 由共点力的平衡条件得： Ncos=G， Nsin=F， 解得F=Gtan= G，B正确。,【知识梳理】 1.平衡状态： 物体处于_状态或_状态。 2.共点力的平衡条件：,静止,匀速直线运动,3.平衡条件的推论： (1)二力平衡：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_,方向_。 (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,其中任何一个力
3、与其余两个力的合力大小_,方向 _,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量_。 (3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态, 其中任何一个力与其余几个力的合力大小_,方向_。,相等,相反,相等,相反,三角形,相等,相反,【微点拨】 1.受力分析的五点提醒： (1)对分析出的每一个力都要标其大小(字母表示)和方向(箭头表示)。 (2)对分析出的每一个力都能找出施力物体,不能无中生有。 (3)合力与分力不能重复考虑,通常只画物体实际受到的力,受力分析完成后再进行力的合成和分解。 (4)性质力与效果力不能重复分析。 (5)受力分析完成后,要检查受力分析是否有误,能否使研究对象处于题设
4、的物理状态。,2.受力分析的两个易混点： (1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。 (2)区分内力与外力：对几个物体的整体进行受力分析时,这几个物体间的作用力为内力,不能在受力图中出现;当把某一物体单独隔离分析时,原来的内力变成外力,要在受力分析图中画出。 3.平衡状态的一个易混点：物体处于平衡状态时,速度不一定为零,但加速度一定为零。,4.处理平衡问题的两点说明： (1)物体受三个力平衡时,利用力的效果分解法或合成法比较简单。 (2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合,需要分解的力尽可能少。物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法。,考点1 物体的受
5、力分析 受力分析的常用方法： (1)整体法和隔离法。,解题技巧,(2)假设法：在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在的假设,然后分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在。,【题组通关方案】 【典题1】 (2013新课标全国卷)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F20)。由此可求出( ) A.物块的质量 B.斜面的倾角 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 D.物块对斜面的正压力,【解题探究】 (1)试分析物块在受到拉力F1和F2时,所受静摩擦力的方向。 受拉力
6、F1时,物块有_的趋势,所受静摩擦力方向 _。 受拉力F2时,物块有_的趋势,所受静摩擦力方向 _。,上滑,沿斜面向下,下滑,沿斜面向上,(2)试画出物块在拉力F1和F2两种情况下的受力分析图。 提示：,【典题解析】选C。设物块质量为m,斜面的倾角为,最大静摩擦力为fm,对物块受力分析,根据物块的平衡条件建立方程,外力F最大时,最大静摩擦力方向沿斜面向下,有mgsin+fm=F1;外力F最小时,最大静摩擦力方向沿斜面向上,有mgsin-fm=F2;两式相减,可解得最大静摩擦力fm,选项C正确;由这两个等式无法解出物块的质量和斜面的倾角及物块对斜面的正压力。,【通关1+1】 1.(2014忻州模
7、拟)如图所示,固定斜面 上有一光滑小球,有一竖直轻弹簧P与一 平行斜面的轻弹簧Q连接着,小球处于静 止状态,则关于小球所受力的个数不可能 的是( ) A.1 B.2 C.3 D.4,【解析】选A。设斜面倾角为,小球质量为m,如果轻弹簧P对小球的拉力等于mg,小球二力平衡;如果轻弹簧Q对小球的拉力等于mgsin,小球受到重力、弹簧Q的拉力和斜面的支持力的作用,三力平衡;如果两个弹簧对小球都施加了拉力,那么除了重力,小球只有再受到斜面的支持力才能保证小球平衡,即四力平衡;物体只受单个力的作用,合力不可能为零,小球不可能处于静止状态。本题选A。,2.(2014金华模拟)如图所示,重为10N 的小球套
8、在与水平面成37角的硬杆上, 现用一垂直于杆向上、大小为20N的力F 拉小球,使小球处于静止状态(已知 sin37=0.6,cos37=0.8)。则( ) A.小球不一定受摩擦力的作用 B.小球受摩擦力的方向一定沿杆向上,大小为6N C.杆对小球的弹力方向垂直于杆向下,大小为4.8N D.杆对小球的弹力方向垂直于杆向上,大小为12N,【解析】选B。由平衡条件可得,小球受摩擦力的方向一定沿杆向上,大小为f=mgsin37=6N,选项A错误,B正确;由F-mgcos37=N,可得N=12N,杆对小球的弹力方向垂直于杆向下,大小为12N,选项C、D错误。,【加固训练】 1.(多选)如图所示,在斜面上
9、,木块A与B的接触面是水平的,绳子呈水平状态,两木块均保持静止。则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为( ) A.2个和4个 B.3个和4个 C.4个和4个 D.4个和5个,【解析】选A、C、D。若绳子的拉力为零,以A、B为研究对象,确定B和斜面之间一定有静摩擦力,A、B的受力图如图所示,所以选项A正确;若绳子上有拉力,A受到重力、B对A的支持力、绳子的拉力和B对A的摩擦力而平衡,B受到重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和A对B的摩擦力,斜面对B的摩擦力可有可无,所以选项C、D正确。,2.(多选)均匀长杆一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示的受力分析示意图中,正确的是( ),
10、【解析】选A、C、D。长杆处于平衡状态,其所受所有外力的合力为零,即水平方向和竖直方向的合力都要为零,显然选项A正确;B、C、D选项中,将F沿水平和竖直方向分解,水平和竖直方向满足平衡条件的还有C、D选项。综上可知,选项A、C、D正确。,【学科素养升华】 受力分析的一般思路,考点2 平衡条件的应用 处理平衡问题的常用方法：,拓展 延伸,【题组通关方案】 【典题2】 (2013山东高考)如图所示,用完全 相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的 小球连接并悬挂,小球处于静止状态, 弹簧A与竖直方向的夹角为30,弹 簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为( ) A. 4 B.4 C.12 D.21,【解题
11、探究】 (1)以两球和弹簧B整体为研究对象,试分析其受到的力。 受到的力：_、_、_。 各力的合力：_。,重力,弹簧A的弹力,弹簧C的弹力,为零,(2)请画出整体的受力分析图。 提示：,【典题解析】选D。对两小球组成的整体,受到整体重力G、 轻弹簧A的弹力FA和轻弹簧C的弹力FC三个力的作用,根据平 衡条件可得,水平方向有FAsin30=FC,又据胡克定律可得 FA=kxA,FC=kxC,联立得 选项D正确。,【通关1+1】 1.(拓展延伸)结合【典题2】,设每个小球质量均为m,试求弹簧B的弹力及该力与水平方向夹角正切值的大小。,【解析】 对两小球整体分析,由平衡条件得： FAsin30=FC
12、 FAcos30=2mg 解得FC=,对弹簧B、C之间的小球受力分析， 设FB与水平方向的夹角为，则 FBcos=FC FBsin=mg 代入数据解得：FB= tan= 答案：,2.(2014杭州模拟)如图所示，质量 为m的小球置于倾角为30的光滑斜 面上，劲度系数为k的轻弹簧一端系在 小球上，另一端固定在P点，小球静止 时，弹簧与竖直方向的夹角为30， 则弹簧的伸长量为( ),【解析】选C。对小球受力分析,小球受力平衡,由题意可知 弹簧弹力与竖直方向夹角为30,弹簧弹力和斜面支持力在 竖直方向上的合力与重力平衡,根据几何关系可知：2kxcos30 =mg,解得：x= 故选项C正确。,【加固训
13、练】 1.(2014石家庄模拟)如图所示,顶角为直角、质量为M的斜面体ABC放在粗糙的水平面上,A=30,斜面体与水平面间的动摩擦因数为。现沿垂直于BC方向对斜面体施加力F,斜面体仍保持静止状态,则关于斜面体受到地面对它的支持力FN和摩擦力Ff的大小,正确的是(已知重力加速度为g)( ),A.FN=Mg,Ff= F B.FN=Mg+ F,Ff=Mg C.FN=Mg+ F,Ff= F D.FN=Mg+ F,Ff= F,【解析】选C。对斜面体受力分析 如图所示,斜面体保持静止,则： Ff=Fcos30= FN=Mg+Fsin30=Mg+ F,故C正确。,2.如图所示,位于竖直侧面的物体A的质量mA
14、=0.2kg,放在水平面上的物体B的质量mB=1.0kg,绳和滑轮间的摩擦不计,且绳的OB部分水平,OA部分竖直,A和B恰好一起匀速运动,g取10m/s2。 (1)求物体B与水平面间的动摩擦因数; (2)如果用水平力F向左拉物体B,使物体A和B做匀速运动需多大的拉力?,【解析】(1)因物体A和B恰好一起匀速运动,所以物体A、B均处于平衡状态。由平衡条件得 对A：FT-mAg=0 对B：FT-FN=0 FN-mBg=0 解得：=0.2 (2)如果用水平力F向左拉物体B,使物体A和B做匀速运动,此时水平绳的拉力与滑动摩擦力的大小均不变,对物体B由平衡条件得： F-FT-FN=0 解得：F=4N 答
15、案：(1)0.2 (2)4N,【学科素养升华】 应用平衡条件解题的一般步骤 (1)选取研究对象：根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象。 (2)画受力示意图：对研究对象按受力分析的顺序进行受力分析,画出受力示意图。 (3)建立坐标系：选取合适的方向建立直角坐标系。 (4)列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论。,考点3 平衡中的临界和极值问题 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,在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。 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”或“恰好不出现”,在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述。 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。,解题技巧,4.解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法：,【题组通关方案】 【典题3】(2014衡水模拟)如图所示,三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2l。现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加的力的最小值为( ) A.mg B. mg C. mg D. mg,【解题探究】 (1)试画出C点的受力分析图。 提示：
