高三物理一轮复习共点力平衡课件.ppt

共点力的平衡及其应用 复习 目标 1.理解共点力的概念，掌握共点力平衡的条件及推论； 2.掌握对物体进行受力分析的一般步骤与方法； 3.掌握整体法与隔离法， 4.会利用共点力的平衡分析生产生活中的实际情景 第1课时 重 摩擦 同一点 静止 匀速直线运动 相等 相反 考点一 物体的受力分析 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，并画出受力示意图的过程。 2受力分析的一般顺序 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。 例1 如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向 上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上关于斜面体A 和B的受力情况，下列说法正确的是( ) AA一定受到4个力 BB可能受到4个力 CB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 答案：AD 题后反思 在受力分析时的注意点 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合力和分力不能重复考虑 如图所示，传送带沿逆时针方向匀速转动小木块a、b用 细线连接，用平行于传送带的细线拉住a，两木块均处于静 止状态关于木块受力个数，正确的是( ) Aa受4个，b受5个 Ba受4个，b受4个 Ca受5个，b受5个 Da受5个，b受4个 【答案】D 【变式训练】 C 考点二 整体法和隔离法解决平衡问题 分析系统外力时，优先考虑整体法，分析系统内力时，优先 考虑隔离法，有时即使分析系统外力，也必须采用隔离法先 分析某些物理量及其变化 整体法与隔离法是分析系统平衡(或动态平衡)问题的常用方法 【变式训练】2(2013年山东15)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( ) D 法一 隔离法法二 整体法 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，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若三个力的矢量箭 头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力 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 考点三 物体静态平衡问题的常用方法 C BD 【变式训练】 本课时结束 请完成课时作业 受力分析、共点力作用下物体的平衡 复习目标 1.掌握处理动态平衡的常用方法 2.掌握用“相似三角形”解平衡状态问题 第2课时 处理动态平衡、临界与极值问题的常用方法 方 法步骤 解析法 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变化情况来 确定未知量的变化情况 图解法 根据已知量的变化情况，画出平行四 边形的边角变化确定未知量大小、 方向的变化 在共点力的平衡中，有些题目中常有“缓慢移动”一词，表示 这些物体处于动态平衡状态 图解法：是指在对物体在状态变化过程中的若干状态进行受 力分析(一般受三个力)的基础上，若满足有一个力大小、方 向均不变，另有一个力方向不变时，可画出这三个力的封闭 矢量三角形(或用平行四边形定则画图)，依据某一参量(如角 度、长度等)的变化，在同一图中作出物体在若干状态下力的 平衡图来分析力的变化情况的方法 图解法也常用于求极值问题，具有简单、直观的优点 考点一 物体动态平衡图解法 AB 【变式训练】 (2012全国)如图所示，一小球放置在木板与竖 直墙面之间设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力 大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板 从图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦，在此过程 中 AN1始终减小，N2始终增大 BN1始终减小，N2始终减小 CN1先增大后减小，N2始终减小 DN1先增大后减小，N2先减小后增大 B 动态平衡的实际问题晾衣架模型 AD 如图所示，不可伸长、长度为L的轻质细线一端固定在竖直墙上的O点 ，另一端A通过一个轻质动滑轮沿水平面从P点向Q点缓慢移动一段距离 ，动滑轮下吊一重物，不计一切摩擦，则细线上张力的变化情况为( ) A变大 B变小C不变 D无法确定 一题多变 B 变式1 如下图所示，不可伸长的细线一端固定于 竖直墙上的O点，拉力F通过一个轻质定滑轮和轻质动 滑轮竖直作用于细线的另一端，若重物M在力F的作用 下缓缓上升，拉力F的变化情况为( ) A变大 B变小 C不变 D无法确定 A 变式2 重物通过细线拴在AB细线上的O点，B沿 竖直挡板PQ缓缓竖直向下移动，保持O点位置不变， 如图所示，那么OA和OB细线上的拉力将怎样变化？ 答案： OA细线上的拉力一直增大， OB上的拉力先减小后增大 考点2 用“相似三角形”解平衡状态问题 半径为R的表面光滑的半球固定在水平面上在距其 最高点的正上方为h的悬点O，固定长为L的轻绳一端，绳的 另一端拴一个重为G的小球小球静止在球面上，如右图所 示则半球对小球的支持力和绳对小球的拉力各等于多少？ 半球对小球的支持力 FNGR/(Rh) 绳对小球的拉力 FTGL/(Rh) 【变式训练】如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直 杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B 悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳，并绕过定滑轮A ，用力F拉绳，开始时角BCA大于90，现使角BCA缓慢减小 ，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，轻杆B端所受杆的力 将 ( ) A大小不变 B逐渐增大 C逐渐减小 D先减小后增大 A 1(2014德州二模)如图8所示，三个重均为100 N的物块， 叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F20 N作用 在物块2上，三条轻质绳结于O点，与物块3连接的绳水平， 与天花板连接的绳与水平方向成45角，竖直绳悬挂重为20 N的小球P。整个装置处于静止状态。则( ) 图8 A物块1和2之间的摩擦力大小为20 N B与物块3相连的轻质绳的拉力大小为 20 N C桌面对物块3的支持力大小为320 N D物块3受4个力的作用 B 当堂训练 2 (2014年苏北四市二次调考)如图所示，吊床用绳子拴在两 棵树上的等高位置某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均 处于静止状态设吊床两端系绳的拉力为F1、吊床对该人的 作用力为F2，则( ) A坐着比躺着时F1大 B躺着比坐着时F1大 C坐着比躺着时F2大 D躺着比坐着时F2大 A 本课时结束 请完成课时作业 第3讲 受力分析、共点力作用下物体的平衡 复习目标1.掌握临界与极值问题的常用方法 第3课时 考点三 平衡中的临界与极值问题 利用三角函数求临界与极值问题 (16分)物体A的质量为2 kg，两根轻细绳b和c的一端连接于竖 直墙上，另一端系于物体A上，在物体A上另施加一个方向与 水平线成角的拉力F，相关几何关系如图所示，60.若要 使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围(g取10 m/s2) 本题可以利用解析法进行分析，通过 列出的平衡方程求出绳b和绳c的拉力表达式 ，若要使两绳都伸直，则必须保证两绳的拉 力都大于或等于零，进而求出F的极值 求绳拉力的临界与极值问题 解析法：是指对物体受力分析，画出受力图后，根据动 态变化的原因(如某角度、某长度)，利用平衡条件列出 方程，求出应变物理量与自变物理量的一般函数关系式( 如用三角函数表示出各个作用力与变化夹角间的关系)， 然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变量的变 化情况的方法这种方法比较精确，但不够直观 图11 B 考点三利用作图求临界与极值问题 【变式训练】 (2015年衡水模拟)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点上可施加力的最小值为( ) C 解决临界问题的基本思路是 (1)认真审题，详细分析问题中变化的过程(包括分析整体 过程中有几个阶段)； (2)寻找过程中变化的物理量(自变量与因变量)； (3)探索因变量随自变量变化时的变化规律，要特别注意 相关物理量的变化情况； (4)确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。