《（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第2章 加强1讲 受力分析 共点力平衡》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第2章 加强1讲 受力分析 共点力平衡（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、加强一讲受力分析共点力平衡知识一受力分析1概念把指定物体(或研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都分析出来，并画出物体受力的示意图的过程2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3受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法当物理情景中涉及物体较多时，就要考虑采用整体法和隔离法整体法同时满足上述两个条件即可采用整体法隔离法物体必须从系统中隔离出来，独立地进行受力分析，列出方程(2)假设法在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在或不存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端
2、放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止则(1)绳子上的拉力可能为零吗？(2)地面受到的压力可能为零吗？(3)地面与物块间可能存在摩擦力吗？提示(1)可能A、B两部分之间的相互作用力大小恰好等于A部分的重力时，绳子拉力为零(2)不可能绳子拉力的最大值等于A部分的重力大小，故B部分始终压在地面上，地面受到的压力不会等于零(3)不可能由于绳子处于竖直状态，A、B之间如果有相互作用力，也一定在竖直方向上，物块整体相对于地面无相对运动趋势，故地面与物块之间不会存在摩擦力知识二共点力的平衡共点力力的作用点在物体上的同一点或力的延长线交于一点的几个力叫做共点力，能简化成质点
3、的物体受到的力可以视为共点力 / 平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态(该状态下物体的加速度为零)平衡条件物体受到的合外力为零，即F合0或对平衡条件的理解二力平衡两个力大小相等，方向相反，是一对平衡力三力平衡任意两个力的合力与第三个力等大反向n个力平衡任意n1个力的合力与余下的那个力等大反向(1)速度等于零的物体一定处于平衡状态()(2)物体的平衡状态是指物体处于静止或速度等于零的状态()(3)若物体受到三个力F1、F2、F3的作用而平衡，将F1转动90时，三个力的合力大小为F1.()1(多选)滑滑梯是小孩很喜欢的娱乐活动如图231所示，一个小孩正在滑梯上匀速下滑，则()图
4、231A小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等B小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等C小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等D小孩所受的重力和弹力的合力与小孩所受的摩擦力大小相等【答案】CD2.图232如图232所示，在倾角为的斜面上，放着一个质量为m的光滑小球，小球被竖直的木板挡住，则小球对木板的压力大小为()Amgcos Bmgtan C. D.【解析】取光滑小球为研究对象，对小球进行受力分析，由于小球是光滑的，因此小球不会受到摩擦力的作用，建立如图所示的直角坐标系，由于小球静止，则有FN1sin FN20，FN1cos mg0解得：FN1，FN2mgtan 由牛顿第三定
5、律可知，小球对木板的压力为FN2FN2mgtan .【答案】B3.图233如图233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的轻质弹簧一端系在小球上，另一端固定在墙上的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()A. B.C. D.【解析】以小球为研究对象受力分析可知，小球静止，因此有Fcos 30mgsin 30，可得弹簧弹力Fmg，由胡克定律可知Fkx，因此弹簧的伸长量x，C选项正确【答案】C4.图234(2013新课标全国卷)如图234，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
6、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【解析】物块在斜面上处于静止状态，先对物块进行受力分析，确定其运动趋势，列平衡方程可得Ff.物块受与斜面平行的外力F作用，而在斜面上静止，此时摩擦力的大小和方向将随F的变化而变化设斜面倾角为，由平衡条件F1mgsin Ffmax0，F2mgsin Ffmax0，解得Ffmax，故选项C正确【答案】C5(多选)(2013广东高考)如图235，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平现把物体Q轻轻地叠放在P上，则()图235AP向下滑动BP静止不动 CP所受的合外力增大DP
7、与斜面间的静摩擦力增大【解析】物体P处于静止状态，把物体Q轻轻地叠放在P上时，P、Q仍处于静止状态根据共点力的平衡条件解决问题设斜面倾角为，P、Q的质量分别为M、m，因物体P静止于固定的斜面上，则动摩擦因数tan ，所受合外力F10，静摩擦力f1Mgsin ，把物体Q轻轻地叠放在P上，选整体为研究对象，则(Mm)gsin (Mm)gcos ，故P、Q仍处于静止状态P所受的合外力F20，即F1F2，P与斜面间的静摩擦力f2(Mm)gsin f1.故选项B、D正确，选项A、C错误如果将P、Q两物体视为一个整体，则更容易得正确的选项为B、D.【答案】BD考点一 13物体的受力分析一、受力分析的步骤1
8、明确研究对象即确定受力分析的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体的组合2隔离物体分析将研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析物体受的重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等，检查周围有哪些物体对它施加了力的作用3画出受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出各力的方向4检查受力分析是否有误检查画出的每一个力能否找出它的施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给运动状态，否则，必然发生了漏力、多力或错力现象二、应注意的问题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
9、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5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1个示范例图236(多选)如图236所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是()Aa一定受到4个力Bb可能受到4个力Ca与墙壁之间一定有弹力和摩擦力Da与b之间一定有摩擦力【解析】将a、b看成整体，其受力图如图甲所示，说
10、明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用；对物体b进行受力分析，如图乙所示，b受到3个力作用，所以a受到4个力作用甲乙【答案】AD1个预测例(多选)A、B两物块如图237叠放，一起沿固定在水平地面上倾角为的斜面匀速下滑则()图237AA、B间无摩擦力BB与斜面间的动摩擦因数 tan CA、B间有摩擦力，且B对A的摩擦力对A做负功DB对斜面的摩擦力方向沿斜面向下【审题指导】(1)A、B一起匀速下滑，所受合力为零(2)A、B接触面不水平，二者之间存在摩擦力【解析】选取A为研究对象，对其受力分析可知，物体A除了受到竖直向下的重力GA和垂直A、B接触面向上的弹力FN作用外，肯定还受到平行于A、B接触面指向左
11、上方的摩擦力Ff的作用，如图所示根据受力图可知，B对A的摩擦力Ff与运动方向之间的夹角小于90，所以摩擦力Ff对A做正功，故选项A、C均错误；选取A、B组成的系统为研究对象，该系统始终处于平衡状态，对其受力分析，根据力的平衡条件易得，斜面对整体的滑动摩擦力方向沿斜面向上，根据牛顿第三定律可知B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下，故选项D正确；沿斜面方向有(mAmB)gsin (mAmB)gcos ，解得tan ，故选项B正确【答案】BD考点二 14解决平衡类问题的常用方法一、常用方法方法内容合成法物体受几个力的作用，通过合成的方法将它们简化成两个力，这两个力满足二力平衡条件分解法物体受到几个力的作用
12、，将某一个力按力的效果进行分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件正交分解法将处于平衡状态的物体所受的力，分解为相互正交的两组，每一组的力都满足二力平衡条件力的三角形法物体受同一平面内三个互不平行的力的作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形，这三个力的合力必为零，利用三角形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求解未知力二、一般步骤1选取研究对象：根据题目要求，恰当选取研究对象，在平衡类问题中，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，还可以是几个物体相互连接的结点2分析研究对象的受力情况，画出受力图3利用平衡条件建立方程并求解图238一根
13、光滑杆弯成半圆形，杆上穿着质量为m的小球，用细绳系于杆的一端，如图238所示，测得细绳与水平面的夹角为30，设细绳对小球的拉力为FT，球所受杆的弹力为FN.则()AFTmg，FNmgBFTmg，FN2mgCFTmg，FN mgDFTmg，FNmg【审题指导】(1)杆光滑，球应受3个力的作用(2)球受杆的弹力方向应在球与圆心的连心上【解析】图a解法一(正交分解法)对小球受力分析如图a所示，FN的反向延长线过圆心，由几何关系知，小球的重力、细绳的拉力与半径的夹角都为30，沿切线和半径方向分解G和FT，根据平衡条件知重力和拉力在切线方向的分力相等，即mgsin 30FTsin 30，解得mgFT；在
14、垂直于切线方向上，FNmgcos 30FTcos 30mg.图b解法二(合成法)作出FT、FN的合成图则由三力平衡变成了二力平衡显然Fmg由图b中几何关系，还可得FFT2Fcos 30FN解得FTmg，FNmg.解法三(分解法)重力mg有两个效果，有两个分量，FT是使绳产生拉力，即FTFT.FN是造成球对环形杆产生压力，FNFN.而FT、FN可由图c中几何关系求得图c图d解法四(三角形法)小球受三力(mg、FN、FT)平衡，则三力首尾相连，应该形成封闭的三角形，如图d，由图中几何关系可解得FN、FT大小【答案】C考点三 15用整体法隔离法处理多体平衡问题多体平衡问题的处理方法1选取研究对象：根据需要选取系统整体或其中一个物体为研究对象2分析受力：明确
