2010届高考物理受力分析物体的平衡.ppt

受力分析 物体的平衡,一、物体受力分析的原则,释难解惑,1.根据力的概念，从施力物体出发，进行受力分析。 2.从力产生的原因出发，进行受力分析，一般场力(重力、电场力、磁场力)主要依据这一点进行受力分析。 3.从物体所处的状态(平衡和非平衡态)入手结合各种力的特点，然后根据平衡条件或牛顿运动定律进行分析判断。,一、物体受力分析的原则,释难解惑,二、运用正交分解法解决物体的平衡问题的主要依据是多少？,二、运用正交分解法解决物体的平衡问题的主要依据是多少？,若物体处于平衡状态，则所受合外力为零，在两个相互垂直的方向上将所有力分解后，在两个方向上分别合成，在这两个方向上的合力都为零，从而获得两个独立的方程。正交分解法的优点是避免了多个成特殊角度的力的矢量合成，分解后，只要处理一条直线上的力的合成问题。,三、平衡问题的情境与处理方法,三、平衡问题的情境与处理方法,1.情境,三、平衡问题的情境与处理方法,(1)一般平衡：物质受到若干个力而处于平衡状态。已知其中一些力需求某个力，构建已知力与未知力之间的关系。 (2)特殊平衡 动态平衡：物体受到的若干个力中某些力在不断变化，但物体的平衡状态不变，这类问题一般需把握动(如角度)与不动(如重力)的因素及其影响关系。,1.情境,临界平衡：当物体的平衡状态即将被破坏而尚未破坏时对应的平衡。这类问题需把握一些特殊词语，如“恰”、“最大”、“最小”、“至多”等隐含的物理意义和条件。,2.方法,2.方法 受力分析的对象有时是单个物体，有时是连接体。对单个物体，如果受三个力或可简化为三个力的可以通过平行四边形定则(或三角形定则)应用数学方法来处理。如果单个物体受到三个以上的力一般可利用物理方法来处理。对连接体问题可借助整体法和隔离法转化为单个物体来分析处理。由于整体法和隔离法相互弥补(整体法,不需考虑内力，但也求不出内力，可利用隔离法求内力)，所以连接体问题一般既要用到整体法也需用到隔离法。如果已知内力一般先隔离再整体，如果内力未知一般先整体再隔离，这种思想不仅适用于平衡状态下的连接体问题，也适用于有加速度的连接体问题。,(1)常用的数学方法： 拉密定理：物体 受三个共点力作用而处 于平衡状态时，各力的 大小分别与另外两个力 夹角的正弦值成正比。如图所示，其表达式为：,相似三角形：在对力利用平行四边形(或三角形)定则运算的过程中，如果三角形与已知边长(或边长比)的几何三角形相似，则可利用相似三角形对应边成比例的性质求解。 菱形转化为直角三角形,如果两个分力大小相等，则所作的力的平行四边形是一个菱形，而菱形的两条对角线相互垂直，可将菱形分成四个全等的直角三角形，利用直角三角形的特殊角建立函数式。,(2)物理方法(数学 运算)； 正交分解法可建立 两个方程来求解两个未 知力。用它来处理平衡 问题的基本思路是： 确定研究对象进行受力分析并画出受力图；,建立直角坐标 系。让尽可能多的力 落在坐标轴上； 按先分解(把所 有力分解在x轴、y轴 上)再合成的思想，根据Fx=0和Fy=0列方程组求解，并进行讨论。,1.物体的受力分析,讲练互动,例1以下四种情况中，物体处于平衡状态的有( ) A. 竖直上抛物体到达最高点时 B. 做匀速圆周运动的物体 C. 单摆摆球通过平衡位置时 D. 弹簧振子通过平衡位置时,1.物体的受力分析,讲练互动,变式练习如图所示， 小车M在恒力F作用下，沿 水平地面做直线运动，由 此可以判断( ) A. 若地面光滑，则小 车一定受三个力作用 B. 若地面粗糙，则小车可能受三个力作用 C. 若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用 D. 若小车做加速运动，则小车可能受三个力作用,2.正交分解法在解决平衡问题中的运用,2.正交分解法在解决平衡问题中的运用,变式练习如图 所示，一物块静止在 斜面上，现用一水平 力F作用在物块上， 当力F的大小从零开 始逐渐增大到某值的过程中，物块始终保持静止状态，那么以下说法正确的是( ) A. 物体与斜面间的最大静摩擦力不变 B. 物块所受的合力增大 C. 物块受到的静摩擦力一定减小 D. 物块受到斜面的作用力增大,3.整体法和隔离法在平衡问题中的运用,例3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。OA上套有小环P， OB套有小环Q，两环质量 均为m，两环间由一根质 量可以忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么,3.整体法和隔离法在平衡问题中的运用,移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较，AO杆对P的支持力FN和细绳上的拉力F的变化情况是( ) A. FN不变，F变大 B. FN不变，F变小 C. FN变大，F变大 D. FN变大，F变小,变式练习如 图所示，质量为m =5kg的物体置于一 粗糙的斜面体上， 用一平行于斜面的 大小为30N的力F推物体，使物体沿斜面向上匀速运动，斜面体质量为M=10kg，且始终静止。去g=10m/s2，求地面对斜面体的摩擦力大小及支持力大小。,4.相似三角形在平衡问题中的运用,例4 如图所示，轻绳 的A端固定在天花板上，B 端系一个重力为G的小球， 小球静止在固定的光滑的 大球球面上。已知AB绳长 为l，大球半径为R，天花 板到大球顶点的竖直距离AC=d，ABO90。求绳对小球的拉力和大球对小球的支持力的大小。(小球可视为质点),4.相似三角形在平衡问题中的运用,变式练习如 图所示，两个质量 分别为m、4m的质 点AB之间用轻杆固 结，并通过长L的轻绳挂在光滑的定滑轮上，求系统平衡时OA、OB段绳长各为多少？,5.图解法在动态平衡问