新课标2014届高考物理一轮课件：2.3受力分析、共点力的平衡.ppt

第3单元 受力分析 共点力的平衡 精研核心考点 1定义：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 的示意图的过程 2受力分析的一般顺序：先分析 (重力、电场力、磁 场力)，再分析 (弹力、摩擦力)，最后分析其他力 受力 场力 接触力 名师点拨 整体法、隔离法 方法整体法隔离法 概念 将加速度相同的几个相 互关联的物体作为一 个整体进行分析的方 法 将所研究的对象从周围 的物体中分离出来的 方法 选用原 则 研究系统外的物体对系 统整体的作用力或系 统整体的加速度 研究系统内部各物体之 间的相互作用力 注意问 题 受力分析时不考虑系统 内各物体之间的相互 作用力 一般情况下隔离受力较 少的物体 1.如图所示，在水平地面上的一名滑板运动 员双脚站在滑板上以一定的速度向前滑行，在 横杆前起跳并越过杆，从而使运动员与滑板分 别从杆的上、下方通过，假设运动员和滑板在 运动过程中受到的各种阻力忽略不计，运动员 能顺利完成该动作，最终仍能落在滑板原来的 位置，要使这个表演成功，运动员在起跳的过 程中有( ) A双脚对滑板的作用力方向竖直向上 B运动员对滑板的作用力大小等于运动员的重力 C跳起之前运动员只受两个力作用 D滑板对运动员的作用力方向向上偏前 解析：因为运动员在滑板向上的作用力下跳起，由作用力 与反作用力的关系可知，双脚对滑板的作用力竖直向下，A错 误；由于滑板对运动员的作用力大于运动员的重力，所以运动 员对滑板的作用力大于运动员的重力，B错误；跳起之前，运 动员只受两个力作用，C正确；滑板对运动员的作用力竖直向 上，运动员能向前运动是因为其惯性，D错误 答案：C 1共点力 作用于物体的 或力的 相交于一点的 力 2平衡状态 (1)物体保持 或 的状态 (2)通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化的过 程(动态平衡) 同一点作用线 静止匀速直线运动 0 0 0 相等 相反 平衡力 合力 相等 相反 (3)多力平衡： 如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与 其余力的 大小 、方向 合力相等相反 名师点拨 处理共点力平衡问题的常用方法 方法内容 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 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 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 交的两组力，每一组力都满足二力平衡条件 力的封 闭三 角形 法 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 2(2012年广东A卷)如图所示，两根等长的轻绳将日光灯 悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45，日光灯保持 水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为( ) 突破疑难要点 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 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 例1 如图所示，水平细杆上套一细环A，环A和球B间用一 轻质绳相连，质量分别为mA、mB、(mAmB)，由于B球受到水 平风力作用，A环与B球一起向右匀速运动，已知细绳与竖直方 向的夹角为，则下列说法正确的是( ) 解析 先取A、B整体为研究对象受力分析如图甲所示， 由平衡条件得： 规律小结 受力分析的步骤 1.如图所示，A、B质量分别为mA和mB，叠放在倾角为的 斜面上以相同的速度匀速下滑，则( ) AA、B间无摩擦力作用 BB受到的滑动摩擦力大小为(mAmB)gsin CB受到的静摩擦力大小为mAgsin D取下A物体后，B物体仍能匀速下滑 答案：B、C、D 例2 (2012年哈尔滨模拟)如图所示，位于竖直侧面的物体 A的质量mA0.2 kg，放在水平面上的物体B的质量mB1.0 kg ，绳和滑轮间的摩擦不计，且绳的OB部分水平OA部分竖直，A 和B恰好一起匀速运动，取g10 m/s2. (1)求物体B与桌面间的动摩擦因数； (2)如果用水平力F向左拉物体B，使物体A和B做匀速运动 需多大的拉力 解析 (1)因物体A和B恰好一起匀速运动，所以物体A、 B均处于平衡状态由平衡条件得： 对A：FTmAg0 对B：FTFN0 FNmBg0 解得 ：0.2. (2)如果用水平力F向左拉物体B，使物体A和B做匀速运动 ，此时水平绳的拉力与滑动摩擦力的大小均不变；对物体B由 平衡条件得：FFTFN0 解得：F4 N. 答案 (1)0.2 (2)4 N 规律小结 共点力平衡问题的规范求解 (1)一般解题步骤 选取研究对象：根据题目要求，选取一个平衡体(单个物 体或系统，也可以是结点)作为研究对象 画受力示意图：对研究对象进行受力分析，画出受力示 意图 正交分解：选取合适的方向建立直角坐标系，将所受各 力正交分解 列方程求解：根据平衡条件列出平衡方程，解平衡方程 ，对结果进行讨论 (2)应注意的问题 物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简 单 解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重 合，需要分解的力尽可能少物体受四个以上的力作用时一般 要采用正交分解法 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，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平 衡状态 2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 3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 4解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法 方法步 骤 解析 法 选某一状态对物体进行受力分析将物体受的力按实 际效果分解或正交分解 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 选某一状态对物体进行受力分析根据平衡条件画出 平行四边形 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 例3 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) 规律小结 解决此类问题的关键是通过审题，挖掘出临界条件作为解 决问题的突破口解答平衡物体的临界问题时常用假设法，运 用假设法的基本步骤是：(1)明确研究对象；(2)画受力图；(3) 假设可能发生的临界现象；(4)列出满足所发生的临界现象的平 衡方程求解 3(2012年全国新课标卷)如图，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 提升目标课堂 1(2012年山东泰安) 如图所示，一端装有定滑轮的粗糙斜 面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态 (不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)现用水平力F作用于物体 B上，缓慢拉开一角度此过程中斜面体与物体A仍然静止，则 下列说法正确的是( ) A在缓慢拉开B的过程中，水平力不变 B斜面体所受地面的支持力一定不变 C斜面对物体A的作用力一定变大 D斜面体所受地面的摩擦力一定变大 2(2012年山东烟台高三一模)如图所示，质量为m、顶角 为的直角劈和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处 于静止状态，若不计一切摩擦，则(重力加速度为g)( ) A水平面对正方体的弹力大小为(Mm)g B墙面对正方体的弹力大小为mgtan C正方体对直角劈的弹力大小为mgcos D直角劈对墙面的弹力大小为mgsin 3.如图所示是用来粉刷墙壁的涂料滚的示 意图使用时，用撑竿推着涂料滚沿墙壁上 下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上撑竿 的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够 长粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上 推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小 该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，墙壁 对涂料滚的支持力为F2，下列说法正确的是( ) AF1、F2均减小 BF1、F2均增大 CF1减小，F2增大 DF1增大，F2减小 答案：A 4.(2012年全国新课标卷)拖把是由拖 杆和拖把头构成的擦地工具(如图)，设拖 把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把 头与地板之间的动摩擦