《(浙江选考)2020版高考物理大一轮复习 第二章 相互作用 第3讲 受力分析 共点力的平衡课件》由会员分享,可在线阅读,更多相关《(浙江选考)2020版高考物理大一轮复习 第二章 相互作用 第3讲 受力分析 共点力的平衡课件(68页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、,第二章 相互作用,第3讲 受力分析 共点力的平衡,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,课时作业,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,1.受力分析 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,并画出受力示意图的过程. 2.受力分析一般顺序 先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力.,一、受力分析,自测1 人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图1所示.以下说法正确的是 A.人受到重力和支持力的作用 B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
2、 C.人受到的合外力不为零 D.人受到的合外力方向与速度方向相同,图1,1.平衡状态 物体处于静止状态或 状态. 2.共点力的平衡条件,匀速直线运动,二、共点力平衡条件及应用,F合0或者,Fx0 Fy0,3.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,这两个力必定大小相等,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,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向 ,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形. (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 ,方向相反.,相反,相反,相等,
3、自测2 (2017浙江4月选考10)重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图2所示的比赛动作,当运动员竖直倒立保持静止状态时,两手臂对称支撑,夹角为,则 A.当60时,运动员单手对地面的正压力大小为 B.当120时,运动员单手对地面的正压力大小为G C.当不同时,运动员受到的合力不同 D.当不同时,运动员与地面之间的相互作用力不相等,图2,返回,答案,解析 运动员单手对地面的正压力大小,与无关,如图,而手臂受力与夹角有关,选项A正确,B错误; 不管角度如何,运动员受到的合力为零,选项C错误; 不管角度如何,运动员与地面之间的相互作用力总是等大,选项D错误.,研透命题点,受力分析的四个常
4、用方法 (1)条件法:不同性质的力产生条件不同,进行受力分析时最基本的判据是根据其产生条件. (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,然后根据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. (3)动力学分析法:有时候是否满足某力产生的条件是很难判定的,可先根据物体的运动状态进行分析,再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力. (4)对象转换法:从力的作用是相互的这个基本特征出发,通过判定其反作用力是否存在来判定该力是否存在.,命题点一 受力分析,例1 如图3所示,木板C放在水平地面上,木板B放在C的上面,木板A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧测力计固定
5、在竖直的墙壁上(弹簧测力计水平),A、B、C质量相等,且各接触面间动摩擦因数相同,用大小为F的水平力向左拉动C,使它以速度v匀速运动,三者稳定后弹簧测力计的示数为FT.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法不正确的是 A.B对A的摩擦力大小为FT,方向向左 B.A和B保持静止,C匀速运动 C.A保持静止,B和C一起匀速运动 D.C受到地面的摩擦力大小为FFT,图3,答案,解析 由题意知,A、B、C质量相等,且各接触面间动摩擦因数相同,再依据滑动摩擦力公式FfFN,可知B、C之间的滑动摩擦力大于A、B之间的滑动摩擦力,因此在F作用下,B、C作为一个整体运动,对A受力分析:A受水平向右的拉力和水
6、平向左的摩擦力,根据平衡条件,可知B对A的摩擦力大小等于FT,方向向左,故A、C正确,B错误; 又因为物体间力的作用是相互的,则物体B受到A对它水平向右的摩擦力,大小为FT;由于B、C做匀速直线运动,则B、C整体受到的水平向左的拉力F和水平向右的两个摩擦力平衡(A对B的摩擦力和地面对C的摩擦力),根据平衡条件可知,C受到地面的摩擦力大小为FFT,故D正确.,变式1 “阶下儿童仰面时,清明妆点最堪宜.游丝一断浑无力,莫向东风怨别离.”这是红楼梦中咏风筝的诗,风筝在风力F、线的拉力FT以及重力G的作用下,能够高高地、平稳地飞在蓝天上.关于风筝在空中的受力可能正确的是,答案,解析 风筝受竖直向下的重
7、力,风力应与风筝面垂直,风筝平稳地飞在空中认为是平衡状态,所以绳子的拉力方向应该在重力和风力合力的反方向上,所以A正确.,变式2 (2018湖州市、衢州市、丽水市高三期末)如图4所示,将小铁球用两根长度相同的细绳悬挂在水平板下,磁铁放置在靠近铁球的右下方,铁球静止,则 A.铁球可能受3个力 B.磁铁可能受3个力 C.两根细绳的拉力大小相等 D.两根绳的合力方向竖直向上,图4,变式3 (2017浙江11月选考5)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图5所示,质量均为m,相互接触,球与地面间的动摩擦因数均为,则 A.上方球与下方三个球间均没有弹力 B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力 C.水平
8、地面对下方三个球的支持力均为 D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为,答案,图5,解析 将四个球看成一个整体,地面的支持力与球的重力平衡,设下方三个球中的一个球受到的支持力大小为FN,因此3FN4mg,即FN 所以选项C正确. 由力的平衡条件知,下面三个球对最上面的球有弹力, 故最上面的球对下面三个球肯定有弹力,选项A错误. 对地面上的其中一个球进行受力分析, 如图所示.由受力分析可知,选项B错误; 由于排球受到地面的静摩擦力,因此不能通过FfFN求解此摩擦力,选项D错误.,命题点二 平衡条件的应用,1.解决平衡问题的常用方法 (1)合成法:物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与
9、第三个力大小相等、方向相反. (2)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,则其分力和其他两个力满足平衡条件. (3)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相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件.,2.整体法与隔离法,例2 如图6甲所示,水平地面上固定一倾角为30的表面粗糙的斜劈,一质量为m的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑.现对小物块施加一水平向右的恒力F,使它沿该斜劈表面匀速上滑.如图乙所示,则F大小应为,答案,图6,解析 小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑, 则有mgsin 30mgcos 30, 可得小物块与斜劈表面间的动摩擦因数tan
10、30, 当小物块沿着斜劈表面匀速上滑时,受力分析如图所示: 根据平衡条件,沿斜面方向:Fcos 30Ffmgsin 300 垂直斜面方向:FNmgcos 30Fsin 30 又FfFN 联立可得F mg,故A正确,B、C、D错误.,变式4 如图7所示,两根轻弹簧a、b的上端固定在竖直墙壁上,下端连接在小球上.当小球静止,弹簧a、b与竖直方向的夹角分别为53和37,已知a、b的劲度系数分别为k1、k2.sin 530.8,cos 530.6,则a、b两弹簧的伸长量之比为(弹簧a、b均在弹性限度内),答案,图7,解析 对小球受力分析如图所示:,例3 如图8所示,质量为m的正方体和质量为M的正方体放
11、在两竖直墙和水平面间,处于静止状态.m和M的接触面与竖直方向的夹角为,重力加速度为g,若不计一切摩擦,下列说法正确的是 A.水平面对正方体M的弹力大小大于(Mm)g B.水平面对正方体M的弹力大小为(Mm)gcos C.墙面对正方体m的弹力大小为mgtan D.墙面对正方体M的弹力大小为,答案,图8,解析 由于两墙面竖直,对M和m整体受力分析可知,水平面对M的弹力大小等于(Mm)g,A、B错误; 在水平方向,墙对M和m的弹力大小相等、方向相反,隔离m受力分析如图所示,根据平行四边形定则可得m受到的墙对它的弹力大小为 所以M受到墙面的弹力大小也为 C错误,D正确.,解析 对m受力分析,m受到重力
12、、支持力、水平向右的弹簧的拉力,根据平衡条件知,M对m的摩擦力方向向左,故A错误,B正确; 对M、m和弹簧整体受力分析,在竖直方向上受到重力和支持力,处于平衡状态,若地面对M有摩擦力,则整体合力不为零,故地面对M无摩擦力作用,故C错误,D正确.,变式5 (多选)如图9所示,水平地面上的L形木板M上放着小木块m,M与m间有一个处于拉伸状态的弹簧,整个装置处于静止状态.下列说法正确的是 A.M对m无摩擦力作用 B.M对m的摩擦力方向向左 C.地面对M的摩擦力方向向左 D.地面对M无摩擦力作用,答案,图9,拓展点 动态平衡问题 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
13、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.解决动态平衡的“两种”常用方法,例4 有甲、乙两根完全相同的轻绳,甲绳A、B两端按图10甲的方式固定,然后将一挂有质量为M的重物的光滑轻质动滑轮挂于轻绳上,当滑轮静止后,设甲绳子的张力大小为FT1;乙绳两端按图乙的方式连接,然后将挂有质量为M的重物的同样的动滑轮挂于乙轻绳上,当滑轮静止后,设乙绳子的张力大小为FT2.现甲绳的B端缓慢向下移动至C点(A、C两点等高),乙绳的E端缓慢移动至F点(D、E、F三点等高),在两绳的移动过程中,下列说法正确的是 A.FT1、FT2都变大 B.FT1变大、FT2变小 C.FT
14、1、FT2都不变 D.FT1不变、FT2变大,答案,图10,解析 对题图甲,设滑轮两侧绳与竖直方向的夹角为,A、C间距为s,绳长为L,由几何知识得 sL1sin L2sin (L1L2)sin 又L1L2L,当绳子B端慢慢向下移时,s、L没有变化,则不变,FT1大小不变; 对题图乙,以滑轮为研究对象,设两侧绳与竖直方向的夹角为,,当绳子的右端从E向F移动的过程中,由于绳子的长度不变,所以两个绳子之间的夹角增大,所以绳子的拉力FT2增大,故A、B、C错误,D正确.,变式6 如图11所示,一光滑小球静止在光滑半球面上,被竖直放置的光滑挡板挡住.现水平向左缓慢地移动挡板直到半球的最高点,则在小球运动
15、的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是 A.F增大,FN减小 B.F增大,FN增大 C.F减小,FN减小 D.F减小,FN增大,答案,图11,解析 小球受重力、半球面对它的支持力FN和挡板对它的推力F,设支持力方向与竖直方向的夹角为,根据共点力平衡条件,有:FN Fmgtan ,挡板竖直且缓慢地水平向左移动过程中,角不断变小,故F减小,FN减小,故C正确,A、B、D错误.,变式7 质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图12所示.用FT表示绳OA段拉力的大小,在O点向左 移动的过程中 A.
16、F逐渐变大,FT逐渐变大 B.F逐渐变大,FT逐渐变小 C.F逐渐变小,FT逐渐变大 D.F逐渐变小,FT逐渐变小,答案,解析 对O点受力分析如图所示,F与FT的变化情况如图,由图可知在O点向左移动的过程中,F逐渐变大,FT逐渐变大,故选项A正确.,图12,1.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. 2.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.,命题点三 平衡中的临界与极值问题,3.解决极值问题和临界问题的方法 (1)极限法:首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡的临界点和极值点;临界条件必须在变化