必修1第二章第3讲

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1、第3讲受力分析共点力的平衡知识点知识点 1 1 受力分析受力分析1.1.定义定义把指定物体把指定物体( (研究对象研究对象) )在特定的物理环境中受到的所有外力都在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来找出来, ,并画出并画出_示意图的过程。示意图的过程。2.2.受力分析的一般顺序受力分析的一般顺序先分析场力先分析场力(_(_、电场力、磁场力、电场力、磁场力),),再分析接触力再分析接触力( (弹力、弹力、_),_),最后分析其他力。最后分析其他力。 受力受力重力重力摩擦力摩擦力知识点知识点 2 2 共点力的平衡共点力的平衡1.1.平衡状态平衡状态物体处于物体处于_状态或状态或_状态。状态。2

2、.2.共点力的平衡条件共点力的平衡条件F F合合=0=0或者或者静止静止匀速直线运动匀速直线运动3.3.平衡条件的推论平衡条件的推论(1)(1)二力平衡二力平衡: :如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态, ,这两个力必定大小这两个力必定大小_,_,方向方向_。(2)(2)三力平衡三力平衡: :如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态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其中任何一个力与其余两个力的合力大小_,_,方向方向_;_;并并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量

3、_。(3)(3)多力平衡多力平衡: :如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态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其中任何一个力与其余几个力的合力大小_,_,方向方向_。相等相等相反相反相反相反三角形三角形相等相等相反相反相等相等【思考辨析思考辨析】(1)(1)物体沿光滑斜面下滑物体沿光滑斜面下滑时, ,物体受到重力、支持力和下滑力物体受到重力、支持力和下滑力的作用。的作用。( () )(2)(2)速度等于零的物体一定速度等于零的物体一定处于平衡状于平衡状态。( () )(3)(3)物体的平衡状物体的平衡状态是指物体是指物体处于静止或速度等于零的状

4、于静止或速度等于零的状态。( () )(4)(4)物体物体处于平衡状于平衡状态时, ,加速度等于零。加速度等于零。( () )(5)(5)二力平衡二力平衡时, ,这两个力必定等大反向。两个力必定等大反向。( () )(6)(6)若物体受到三个力若物体受到三个力F F1 1、F F2 2、F F3 3的作用而平衡的作用而平衡, ,将将F F1 1转动9090时, ,三个力的合力大小三个力的合力大小为 F F1 1。( () )(7)(7)多个共点力平衡多个共点力平衡时, ,其中任何一个力与其余各力的合力大其中任何一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反。小相等、方向相反。( () )分析分析:

5、:物体沿光滑斜面下滑时物体沿光滑斜面下滑时, ,物体受到重力和支持力的作用物体受到重力和支持力的作用, ,下滑力是效果力下滑力是效果力, ,并不存在并不存在,(1),(1)错错; ;物体的速度等于零不同于静物体的速度等于零不同于静止止, ,物理上的静止是指物理上的静止是指v=0,a=0,v=0,a=0,处于平衡状态处于平衡状态, ,而物体只是速度而物体只是速度为零不一定处于平衡状态为零不一定处于平衡状态, ,如物体竖直上抛的最高点速度为零如物体竖直上抛的最高点速度为零, ,但不是平衡状态但不是平衡状态,(2),(2)错错; ;物体的平衡状态一定是物体的平衡状态一定是a=0,a=0,即物体处即物

6、体处于静止或匀速直线运动状态于静止或匀速直线运动状态,(3),(3)错、错、(4)(4)对对; ;一个物体在两个共一个物体在两个共点力的作用下处于平衡状态点力的作用下处于平衡状态, ,这两个力一定等大、反向这两个力一定等大、反向,(5),(5)对对; ;若一个物体在三个力若一个物体在三个力F F1 1、F F2 2、F F3 3作用下处于平衡状态作用下处于平衡状态, ,则任意一则任意一个力个力F F1 1与另两个力与另两个力F F2 2、F F3 3的合力等大、反向的合力等大、反向, ,故将故将F F1 1转动转动9090时时, ,三个力的合力大小为三个力的合力大小为 F F1 1,(6),(

7、6)对对; ;多个共点力平衡时多个共点力平衡时, ,其中任其中任何一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反何一个力与其余各力的合力大小相等、方向相反,(7),(7)对。对。考点考点 1 1 物体的受力分析物体的受力分析( (三年三年1010考考) ) 拓展延伸拓展延伸【考点解考点解读】受力分析的常用方法与注意的受力分析的常用方法与注意的问题1.1.整体法和隔离法整体法和隔离法 方法方法整体法整体法隔离法隔离法概念概念将加速度相同的几个相互将加速度相同的几个相互关关联的物体作的物体作为一个整体一个整体进行分析的方法行分析的方法将所研究的将所研究的对象从周象从周围的物的物体中分离出来体中分离出来进

8、行分析的方行分析的方法法选用用原原则研究系研究系统外的物体外的物体对系系统整体的作用力或系整体的作用力或系统整体整体的加速度的加速度研究系研究系统内部各物体之内部各物体之间的的相互作用力相互作用力注意注意问题受力分析受力分析时不考不考虑系系统内内各物体之各物体之间的相互作用力的相互作用力一般情况下隔离受力一般情况下隔离受力较少的少的物体物体2.2.假假设法法在受力分析在受力分析时, ,若不能确定某力是否存在若不能确定某力是否存在, ,可先可先对其作出存在的其作出存在的假假设, ,然后分析然后分析该力存在力存在对物体运物体运动状状态的影响来判断的影响来判断该力是否力是否存在。存在。3.3.应注意

9、的四个注意的四个问题(1)(1)不要把研究不要把研究对象所受的力与研究象所受的力与研究对象象对其他物体的作用力混其他物体的作用力混淆。淆。(2)(2)对于分析出的物体受到的每一个力于分析出的物体受到的每一个力, ,都必都必须明确其来源明确其来源, ,即每即每一个力都一个力都应找出其施力物体找出其施力物体, ,不能无中生有。不能无中生有。(3)(3)区分合力与分力区分合力与分力: :研究研究对象的受力象的受力图, ,通常只画出物体通常只画出物体实际受受到的力到的力, ,不要把按效果命名的分力或合力分析不要把按效果命名的分力或合力分析进去去, ,受力受力图完成完成后再后再进行力的合成或分解。行力的

10、合成或分解。(4)(4)区分内力与外力区分内力与外力: :对几个物体的整体几个物体的整体进行受力分析行受力分析时, ,这几个几个物体物体间的作用力的作用力为内力内力, ,不能在受力不能在受力图中出中出现; ;当把某一物体当把某一物体单独隔离分析独隔离分析时, ,内力内力变成外力成外力, ,要在受力分析要在受力分析图中画出。中画出。【典例透析典例透析1 1】(2012(2012山山东高考高考) )如如图所所示示, ,两相同两相同轻质硬杆硬杆OOOO1 1、OOOO2 2可可绕其两端垂其两端垂直直纸面的水平面的水平轴O O、O O1 1、O O2 2转动, ,在在O O点点悬挂挂一重物一重物M,M

11、,将两相同木将两相同木块m m紧压在在竖直直挡板板上上, ,此此时整个系整个系统保持静止。保持静止。F Ff f表示木表示木块与与挡板板间摩擦力的大小摩擦力的大小,F,FN N表示木表示木块与与挡板板间正正压力的大小。若力的大小。若挡板板间的距离稍的距离稍许增大增大后后, ,系系统仍静止仍静止, ,且且O O1 1、O O2 2始始终等高等高, ,则( () )A.FA.Ff f变小小B.FB.Ff f不不变C.FC.FN N变小小 D.FD.FN N变大大【解解题探究探究】(1)(1)请以整体以整体为研究研究对象象, ,分析分析竖直方向上的受力直方向上的受力情况情况: :受到的力受到的力:_

12、:_、摩擦力。、摩擦力。摩擦力的大小和方向摩擦力的大小和方向:_:_。重力重力与重力等大反向与重力等大反向(2)(2)要分析要分析F FN N的大小的大小变化化, ,研究研究对象怎象怎样选取取? ?提示提示: :先以先以m m为研究对象为研究对象, ,挡板对其正压力挡板对其正压力F FN N的大小与杆对的大小与杆对m m的作的作用力大小存在关系用力大小存在关系, ,故还要分析转轴故还要分析转轴O O点的受力情况才能判断点的受力情况才能判断F FN N的大小变化情况。的大小变化情况。【解析解析】选选B B、D D。以两个木块。以两个木块m m和重物和重物M M整体整体作为研究对象，在竖直方向上，

13、作为研究对象，在竖直方向上，与挡板间的距离无关，与挡板间的距离无关，A A错误，错误，B B正确；如图正确；如图所示，以轴所示，以轴O O点为研究对象，杆对轴点为研究对象，杆对轴O O的作用的作用力为力为 再以木块再以木块m m为研究对象，为研究对象，挡板对木块的正压力挡板对木块的正压力F FN N= =FsinFsin= = 当挡板间的距离稍许当挡板间的距离稍许增大时，增大时，增大，增大，F FN N增大，增大，C C错误，错误，D D正确。正确。【总结提升总结提升】受力分析的一般思路受力分析的一般思路【变式式训练】如如图所示所示, ,在斜面上在斜面上, ,木木块A A与与B B的接触面是水

14、平的的接触面是水平的, ,绳子呈水平状子呈水平状态, ,两木两木块均保持静止。均保持静止。则关于木关于木块A A和木和木块B B可能可能的受力个数分的受力个数分别为( () )A.2A.2个和个和4 4个个B.3B.3个和个和4 4个个C.4C.4个和个和4 4个个 D.4D.4个和个和5 5个个【解析解析】选选A A、C C、D D。若绳子的拉力为零。若绳子的拉力为零, ,以以A A、B B为研究对象为研究对象, ,确定确定B B和斜面之间一定有静摩擦力和斜面之间一定有静摩擦力,A,A、B B的受力图如图所示的受力图如图所示, ,所所以选项以选项A A正确正确; ;若绳子上有拉力若绳子上有拉

15、力,A,A受到重力、受到重力、B B对对A A的支持力、绳的支持力、绳子的拉力和子的拉力和B B对对A A的摩擦力而平衡的摩擦力而平衡,B,B受到重力、受到重力、A A对对B B的压力、斜的压力、斜面对面对B B的支持力和的支持力和A A对对B B的摩擦力的摩擦力, ,斜面对斜面对B B的摩擦力可有可无的摩擦力可有可无, ,所所以选项以选项C C、D D正确。正确。【变式式备选】如如图所示所示, ,顶端装有定滑端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平的斜面体放在粗糙水平地面上地面上,A,A、B B两物体通两物体通过细绳连接接, ,并并处于静止状于静止状态( (不不计绳的的质量和量和绳与滑与滑轮间的摩擦

16、的摩擦) )。现用水平向右的力用水平向右的力F F作用于物体作用于物体B B上上, ,将物体将物体B B缓慢拉高一定的距离慢拉高一定的距离, ,此此过程中斜面体与物体程中斜面体与物体A A仍然保持仍然保持静止。在此静止。在此过程中程中( () )A.A.水平力水平力F F一定一定变小小B.B.斜面体所受地面的支持力一定斜面体所受地面的支持力一定变大大C.C.地面地面对斜面体的摩擦力一定斜面体的摩擦力一定变大大D.D.物体物体A A所受斜面体的摩擦力一定所受斜面体的摩擦力一定变大大【解析解析】选选C C。这是典型的相互作用中。这是典型的相互作用中的静力学问题的静力学问题, ,取物体取物体B B为

17、研究对象分析为研究对象分析其受力情况如图其受力情况如图, ,则有则有F=F=mgtan,Fmgtan,FT T= = 在物体在物体B B被缓慢拉高的过程中被缓慢拉高的过程中, ,增大增大, ,则水平力则水平力F F随之变大随之变大, ,故故A A错错; ;对对A A、B B两物体与斜面体这个整体而言两物体与斜面体这个整体而言, ,由于斜面体与物体由于斜面体与物体A A仍然保仍然保持静止持静止, ,则地面对斜面体的摩擦力一定变大则地面对斜面体的摩擦力一定变大, ,故故C C正确正确; ;但是因为但是因为整体竖直方向并没有其他力整体竖直方向并没有其他力, ,故斜面体所受地面的支持力应该故斜面体所受

18、地面的支持力应该没有变没有变, ,故故B B错错; ;在这个过程中尽管绳子张力变大在这个过程中尽管绳子张力变大, ,但是由于物体但是由于物体A A所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向, ,故物体故物体A A所受斜面所受斜面体的摩擦力的情况无法确定体的摩擦力的情况无法确定, ,故故D D错。错。考点考点 2 2 平衡条件的平衡条件的应用用( (三年三年1212考考) )拓展延伸拓展延伸【考点解考点解读】1.1.处理平衡理平衡问题的常用方法的常用方法方法方法内容内容合成法合成法物体受三个共点力的作用而平衡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任

19、意两个力的合力一定与第三个力大小相等与第三个力大小相等, ,方向相反方向相反分解法分解法物体受三个共点力的作用而平衡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将某一个力按力的效果分解解, ,则其分力和其他两个力其分力和其他两个力满足平衡条件足平衡条件正交分正交分解法解法物体受到三个或三个以上力的作用物体受到三个或三个以上力的作用时, ,将物体所受的力分解将物体所受的力分解为相互垂直的两相互垂直的两组, ,每每组力都力都满足平衡条件足平衡条件力的三力的三角形法角形法对受三力作用而平衡的物体受三力作用而平衡的物体, ,将力的矢量将力的矢量图平移使三力平移使三力组成成一个首尾依次相接的

20、矢量三角形一个首尾依次相接的矢量三角形, ,根据正弦定理、余弦定理根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知或相似三角形等数学知识求解未知力求解未知力2.2.处理平衡理平衡问题的两点的两点说明明(1)(1)物体受三个力平衡物体受三个力平衡时, ,利用力的分解法或合成法比利用力的分解法或合成法比较简单。(2)(2)解平衡解平衡问题建立坐建立坐标系系时应使尽可能多的力与坐使尽可能多的力与坐标轴重合重合, ,需要分解的力尽可能少。物体受四个以上的力作用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一般要采用正交分解法。用正交分解法。【典例透析典例透析2 2】如如图所示所示, ,位于位于竖直直

21、侧面面的物体的物体A A的的质量量m mA A=0.2kg,=0.2kg,放在水平面上放在水平面上的物体的物体B B的的质量量m mB B=1.0kg,=1.0kg,绳和滑和滑轮间的的摩擦不摩擦不计, ,且且绳的的OBOB部分水平部分水平,OA,OA部分部分竖直直,A,A和和B B恰好一起匀速运恰好一起匀速运动, ,取取g=10m/sg=10m/s2 2。(1)(1)求物体求物体B B与水平面与水平面间的的动摩擦因数摩擦因数; ;(2)(2)如果用水平力如果用水平力F F向左拉物体向左拉物体B,B,使物体使物体A A和和B B做匀速运做匀速运动需多大需多大的拉力的拉力? ?【解解题探究探究】(

22、1)(1)请分分别画出物体画出物体A A、B B的受力分析的受力分析图。提示提示: :(2)(2)用力用力F F向左匀速拉向左匀速拉B B时,B,B受到的受到的绳的拉力和摩擦力如何的拉力和摩擦力如何变化化? ?提示提示: :因用力因用力F F向左匀速拉向左匀速拉B,B,故故A A、B B仍受力平衡仍受力平衡, ,绳拉力大小绳拉力大小不变不变, ,摩擦力大小也不变摩擦力大小也不变, ,但方向由水平向左变成水平向右。但方向由水平向左变成水平向右。【解析解析】(1)(1)因物体因物体A A和和B B恰好一起匀速运动恰好一起匀速运动, ,所以物体所以物体A A、B B均处均处于平衡状态。由平衡条件得于

23、平衡状态。由平衡条件得对对A:FA:FT T- -m mA Ag g=0=0对对B:FB:FT T- -FFN N=0=0F FN N- -m mB Bg g=0=0解得解得:=0.2:=0.2(2)(2)如果用水平力如果用水平力F F向左拉物体向左拉物体B,B,使物体使物体A A和和B B做匀速运动做匀速运动, ,此时此时水平绳的拉力与滑动摩擦力的大小均不变水平绳的拉力与滑动摩擦力的大小均不变, ,对物体对物体B B由平衡条件由平衡条件得得: :F-FF-FT T- -FFN N=0=0解得解得:F=4N:F=4N答案答案: :(1)0.2(1)0.2 (2)4N(2)4N【互互动探究探究】

24、若若F F与水平方向成与水平方向成3737角向左拉物体角向左拉物体B,B,使物体使物体A A和和B B做匀速运做匀速运动需多大的拉力需多大的拉力?(sin37?(sin37=0.6,cos37=0.6,cos37=0.8)=0.8)【解析解析】物体物体A A和和B B一起匀速运动一起匀速运动, ,由平衡条件得由平衡条件得: :对对A:FA:FT T- -m mA Ag g=0=0对对B:Fcos37B:Fcos37-F-FT T-F-FN N=0=0Fsin37Fsin37+F+FN N-m-mB Bg=0g=0解得解得:F4.35N:F4.35N答案答案: :4.35N4.35N【总结提升总

25、结提升】应用平衡条件解题的步骤应用平衡条件解题的步骤(1)(1)选取研究对象选取研究对象: :根据题目要求根据题目要求, ,选取一个平衡体选取一个平衡体( (单个物体或单个物体或系统系统, ,也可以是结点也可以是结点) )作为研究对象。作为研究对象。(2)(2)画受力示意图画受力示意图: :对研究对象进行受力分析对研究对象进行受力分析, ,画出受力示意图。画出受力示意图。(3)(3)正交分解正交分解: :选取合适的方向建立直角坐标系选取合适的方向建立直角坐标系, ,将所受各力正交将所受各力正交分解。分解。(4)(4)列方程求解列方程求解: :根据平衡条件列出平衡方程根据平衡条件列出平衡方程,

26、,解平衡方程解平衡方程, ,对结对结果进行讨论。果进行讨论。考点考点 3 3 平衡中的平衡中的临界与极界与极值问题( (三年三年5 5考考) )解解题技巧技巧【考点解【考点解读】1.1.动态平衡平衡问题通通过控制某些物理量控制某些物理量, ,使物体的状使物体的状态发生生缓慢的慢的变化化, ,而在而在这个个过程中物体又始程中物体又始终处于一系列的平衡状于一系列的平衡状态, ,在在问题的描述中常用的描述中常用“缓慢慢”等等语言叙述。言叙述。 2.2.临界界问题当某物理量当某物理量变化化时, ,会引起其他几个物理量的会引起其他几个物理量的变化化, ,从而使物体从而使物体所所处的平衡状的平衡状态“恰好

27、出恰好出现”或或“恰好不出恰好不出现”, ,在在问题的描述中常的描述中常用用“刚好好”“”“刚能能”“”“恰好恰好”等等语言叙述。言叙述。3.3.极极值问题平衡物体的极平衡物体的极值, ,一般指在力的一般指在力的变化化过程中的最大程中的最大值和最小和最小值问题。4.4.解决解决动态平衡、平衡、临界与极界与极值问题的常用方法的常用方法方法方法步步骤解析法解析法列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式根据已知量的根据已知量的变化情况来确定未知量的化情况来确定未知量的变化情况化情况图解法解法根据已知量的根据已知量的变化情况化情况, ,画出平行四画出平行四边形的

28、形的边角角变化化确定未知量大小、方向的确定未知量大小、方向的变化化【典例透析典例透析3 3】(2012(2012新新课标全国卷全国卷) )拖把是由拖杆和拖把拖把是由拖杆和拖把头构构成的擦地工具成的擦地工具( (如如图) )。设拖把拖把头的的质量量为m,m,拖杆拖杆质量可忽略量可忽略; ;拖拖把把头与地板之与地板之间的的动摩擦因数摩擦因数为常数常数,重力加速度重力加速度为g g。某同。某同学用学用该拖把在水平地板上拖地拖把在水平地板上拖地时, ,沿拖杆方向推拖把沿拖杆方向推拖把, ,拖杆与拖杆与竖直方向的直方向的夹角角为。(1)(1)若拖把若拖把头在地板上匀速移在地板上匀速移动, ,求推拖把的力

29、的大小。求推拖把的力的大小。(2)(2)设能使能使该拖把在地板上从静止拖把在地板上从静止刚好开始运好开始运动的水平推力与此的水平推力与此时地板地板对拖把的正拖把的正压力的比力的比值为。已知存在一。已知存在一临界角界角0 0, ,若若0 0, ,则不管沿拖杆方向的推力多大不管沿拖杆方向的推力多大, ,都不可能使拖把从静止都不可能使拖把从静止开始运开始运动。求。求这一一临界角的正切界角的正切tantan0 0。【解解题探究探究】(1)(1)对拖把受力分析拖把受力分析, ,试分析其受到的力及各力的分析其受到的力及各力的合力合力: :受到的力受到的力:_:_。各力的合力各力的合力:_:_。(2)(2)

30、请画出拖把的受力分析画出拖把的受力分析图。提示提示: :重力、推力、支持力、摩擦力重力、推力、支持力、摩擦力为零零【解析解析】(1)(1)设该同学沿拖杆方向用大小为设该同学沿拖杆方向用大小为F F的力推拖把。将推的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解拖把的力沿竖直和水平方向分解, ,根据平衡条件有根据平衡条件有Fcos+mgFcos+mg=F=FN N FsinFsin=F=Ff f 式中式中F FN N和和F Ff f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力分别为地板对拖把的正压力和摩擦力, ,则则F Ff f= =FFN N 联立联立式得式得 (2)(2)使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的

31、水平推力等于最使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力等于最大静摩擦力大静摩擦力, ,设为设为F Ffmfm, ,则依题意有则依题意有 若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动, ,应满足应满足Fcos+mgFcos+mg=F=FN N FsinFFsinFfmfm 解解式得式得F(sin-cos)mgF(sin-cos)mg 因为上式右边因为上式右边mgmg总是大于零总是大于零, ,要使得要使得F F为任意值时为任意值时, ,上式总是上式总是成立成立, ,只要满足只要满足sin-cos0sin-cos0即有即有tantan上

32、式取等号即为临界状态上式取等号即为临界状态, ,则则tantan0 0=答案答案: :(1)(1) (2)(2)【总结提升总结提升】处理平衡中临界问题的两点注意处理平衡中临界问题的两点注意(1)(1)首先首先, ,要正确进行受力分析要正确进行受力分析, ,搞清临界条件并且要利用好临搞清临界条件并且要利用好临界条件界条件, ,列出平衡方程列出平衡方程, ,对于分析极值问题对于分析极值问题, ,要善于选择物理方要善于选择物理方法和数学方法法和数学方法, ,做到数理的巧妙结合。做到数理的巧妙结合。(2)(2)对于不能确定的临界状态对于不能确定的临界状态, ,我们采取的基本思维方法是假设我们采取的基本

33、思维方法是假设推理法推理法, ,即先假设为某状态即先假设为某状态, ,然后再根据平衡条件及有关知识列然后再根据平衡条件及有关知识列方程求解。方程求解。【变式式训练】(2013(2013武武汉模模拟) )如如图所所示示, ,水平面上有一个水平面上有一个倾角角为=30=30的斜的斜劈劈, ,质量量为m m。一个光滑小球。一个光滑小球, ,质量也量也为m,m,用用绳子子悬挂起来挂起来, ,绳子与斜面的子与斜面的夹角角为=30=30, ,整个系整个系统处于静止状于静止状态。(1)(1)求出求出绳子的拉力子的拉力F FT T; ;(2)(2)若地面若地面对斜劈的最大静摩擦力斜劈的最大静摩擦力F Ffmf

34、m等于地面等于地面对斜劈的支持力斜劈的支持力的的k k倍倍, ,为了使整个系了使整个系统始始终保持静止保持静止,k,k值必必须满足什么条件足什么条件? ?【解析解析】(1)(1)对小球受力分析对小球受力分析, ,如图所示如图所示, ,由平由平衡条件得衡条件得: :mgsin-Fmgsin-FT Tcoscos=0,=0,解得解得F FT T= mg= mg(2)(2)对斜劈和小球组成的整体受力分析对斜劈和小球组成的整体受力分析, ,如图如图所示所示, ,由平衡条件得由平衡条件得: :水平方向水平方向: :F FT Tcos(+cos(+)-F)-Ff f=0=0竖直方向竖直方向: +F: +F

35、T Tsin(+)-2mg=0sin(+)-2mg=0又又F Ff fFFfmfm=kF=kFN2N2联立各式解得联立各式解得kk答案答案: :(1) mg(1) mg (2)k(2)k【典例透析典例透析】质量均量均为m m的的a a、b b两木两木块叠放在水平面上叠放在水平面上, ,如如图所所示示,a,a受到斜向上与水平面成受到斜向上与水平面成角的力角的力F F作用作用,b,b受到斜向下与水平受到斜向下与水平面成面成角等大的力角等大的力F F作用作用, ,两力在同一两力在同一竖直平面内直平面内, ,此此时两木两木块保保持静止持静止, ,则( () )A.bA.b对a a的支持力一定等于的支持

36、力一定等于mgmgB.B.水平面水平面对b b的支持力可能大于的支持力可能大于2mg2mgC.aC.a、b b之之间一定存在静摩擦力一定存在静摩擦力D.bD.b与水平面之与水平面之间可能存在静摩擦力可能存在静摩擦力【备选例题备选例题】考查内容考查内容整体法、隔离法的整体法、隔离法的综合合应用用【规范解答规范解答】选选C C。对。对a a、b b整体整体, ,合外力为零合外力为零, ,故地面与故地面与b b之间无之间无摩擦力摩擦力, ,否则无法平衡否则无法平衡,D,D错误错误; ;由竖直方向受力平衡可知两个力由竖直方向受力平衡可知两个力F F的竖直分量平衡的竖直分量平衡, ,故地面对故地面对b

37、b的支持力等于的支持力等于2mg,B2mg,B错误错误; ;对对a a采用采用隔离法分析隔离法分析, ,受到竖直向上的受到竖直向上的b b对对a a的支持力、竖直向下的重力、的支持力、竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和力水平向左的摩擦力和力F F四个力的作用四个力的作用, ,摩擦力不可能为零摩擦力不可能为零, ,否否则则a a不能平衡不能平衡, ,由竖直方向受力平衡条件知由竖直方向受力平衡条件知b b对对a a的支持力小于的支持力小于a a的重力的重力mg,Amg,A错误错误,C,C正确。正确。【双基题组双基题组】1.(20131.(2013东营模模拟) )如如图所示所示, ,两个等大、两个等

38、大、反向的水平力反向的水平力F F分分别作用在物体作用在物体A A和和B B上上, ,A A、B B两物体均两物体均处于静止状于静止状态。若各接触。若各接触面与水平地面平行面与水平地面平行, ,则A A、B B两物体各受几个力两物体各受几个力( () )A.3A.3个、个、4 4个个B.4B.4个、个、4 4个个C.4C.4个、个、5 5个个 D.4D.4个、个、6 6个个【解析解析】选选C C。对物体。对物体A A受力分析受力分析, ,竖直方向上受两个力竖直方向上受两个力: :重力和重力和支持力支持力; ;水平方向上受两个力水平方向上受两个力: :水平力水平力F F和和B B对对A A的摩擦

39、力的摩擦力, ,即物体即物体A A共受共受4 4个力作用个力作用; ;对物体对物体B B受力分析受力分析, ,竖直方向上受竖直方向上受3 3个力作用个力作用: :重力、地面的支持力、重力、地面的支持力、A A对对B B的压力的压力; ;水平方向上受两个力作用水平方向上受两个力作用: :水平力水平力F F和和A A对对B B向右的摩擦力向右的摩擦力, ,即物体即物体B B共受共受5 5个力的作用个力的作用, ,故答故答案案C C正确。正确。2.2.一个一个挡板固定于光滑水平地面上板固定于光滑水平地面上, ,截面截面为 圆的柱状物体甲的柱状物体甲放在水平面上放在水平面上, ,半径与甲相等的光滑半径

40、与甲相等的光滑圆球乙被球乙被夹在甲与在甲与挡板之板之间, ,没有与地面接触而没有与地面接触而处于静止状于静止状态, ,如如图所示。所示。现在在对甲施加甲施加一个水平向左的力一个水平向左的力F,F,使甲沿地面极其使甲沿地面极其缓慢地移慢地移动, ,直至甲与直至甲与挡板接触板接触为止止, ,设乙乙对挡板的板的压力力为F F1 1, ,甲甲对地面的地面的压力力为F F2 2, ,在在此此过程中程中( () )A.FA.F1 1缓慢增大慢增大,F,F2 2缓慢增大慢增大B.FB.F1 1缓慢增大慢增大,F,F2 2不不变C.FC.F1 1缓慢减小慢减小,F,F2 2不不变D.FD.F1 1缓慢减小慢减

41、小,F,F2 2缓慢增大慢增大【解析解析】选选C C。把甲、乙看作一个整体。把甲、乙看作一个整体, ,竖直方向仅受重力和地竖直方向仅受重力和地面的支持力面的支持力, ,在此过程中在此过程中, ,两物体重力不变两物体重力不变, ,支持力不变支持力不变, ,由牛顿由牛顿第三定律第三定律, ,甲对地面的压力不变甲对地面的压力不变,F,F2 2不变不变; ;对乙进行受力分析对乙进行受力分析, ,在在此过程中此过程中, ,挡板对乙的支持力缓慢减小挡板对乙的支持力缓慢减小, ,由牛顿第三定律由牛顿第三定律, ,乙对乙对挡板的压力挡板的压力F F1 1缓慢减小缓慢减小, ,所以选项所以选项C C正确。正确。

42、【高考高考题组】3.(20113.(2011海南高考海南高考) )如如图, ,粗糙的水平地面上有一斜劈粗糙的水平地面上有一斜劈, ,斜劈上一斜劈上一物物块正在沿斜面以速度正在沿斜面以速度v v0 0匀速下滑匀速下滑, ,斜劈保持静止斜劈保持静止, ,则地面地面对斜劈斜劈的摩擦力的摩擦力( () )A.A.等于零等于零B.B.不不为零零, ,方向向右方向向右C.C.不不为零零, ,方向向左方向向左D.D.不不为零零,v,v0 0较大大时方向向左方向向左,v,v0 0较小小时方向向右方向向右【解析解析】选选A A。以斜劈和物块整体为研究对象。以斜劈和物块整体为研究对象, ,整个系统处于平整个系统处

43、于平衡状态衡状态, ,合外力为零。所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力合外力为零。所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力的作用的作用, ,故故A A正确。正确。4.(20104.(2010山山东高考高考) )如如图所示所示, ,质量分量分别为m m1 1、m m2 2的两个物体通的两个物体通过轻弹簧簧连接接, ,在力在力F F的作用下一起沿水平方向做匀速直的作用下一起沿水平方向做匀速直线运运动(m(m1 1在地面在地面,m,m2 2在空中在空中),),力力F F与水平方向成与水平方向成角。角。则m m1 1所受支持力所受支持力N N和摩擦力和摩擦力f f正确的是正确的是( () )A.N=mA.N=

44、m1 1g+mg+m2 2g-Fsing-FsinB.N=mB.N=m1 1g+mg+m2 2g-Fcosg-FcosC.fC.f= =FcosFcosD.fD.f= =FsinFsin【解析解析】选选A A、C C。把。把m m1 1、m m2 2两个物体看成一个整体进行研究两个物体看成一个整体进行研究, ,进进行受力分析行受力分析, ,水平方向上水平方向上:f=:f=Fcos,CFcos,C正确正确; ;竖直方向上竖直方向上: :N+FsinN+Fsin=m=m1 1g+mg+m2 2g,g,所以所以N=mN=m1 1g+mg+m2 2g-Fsin,g-Fsin,所以所以A A正确。正确。

45、5.(20105.(2010安徽高考安徽高考)L)L型木板型木板P(P(上表面光滑上表面光滑) )放在固定斜面上放在固定斜面上, ,轻质弹簧一端固定在木板簧一端固定在木板上上, ,另一端与置于木板上表面的滑另一端与置于木板上表面的滑块Q Q相相连, ,如如图所示。若所示。若P P、Q Q一起沿斜面匀速下滑一起沿斜面匀速下滑, ,不不计空气阻力空气阻力, ,则木板木板P P的受力个数的受力个数为( () )A.3A.3B.4B.4C.5C.5D.6D.6【解析解析】选选C C。先把。先把P P、Q Q看成一个整体进行分析看成一个整体进行分析, ,受重力、斜面受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三个力作用下处于平衡状态。隔离的支持力、斜面的摩擦力三个力作用下处于平衡状态。隔离Q Q进行分析进行分析, ,受重力、木板的支持力、弹簧的弹力受重力、木板的支持力、弹簧的弹力( (沿斜面向上沿斜面向上) )三个力作用下处于平衡状态。由牛顿第三定律可知三个力作用下处于平衡状态。由牛顿第三定律可知Q Q对对P P有一个有一个压力压力, ,弹簧对弹簧对P P有一个弹力有一个弹力( (沿斜面向下沿斜面向下),),所以所以P P共受到共受到5 5个力的个力的作用作用,C,C正确。正确。