2012优化方案高三物理一轮复习课件--第2章第三节《受力分析 共点力的平衡》.ppt

第三节节 受力分析 共点力的平衡 课堂互动讲练 经典题型探究 第三节 受力分析 共点力的平衡 基础知识梳理 知能优化演练 一、受力分析 1概念 把研究对对象(指定物体)在指定的物理环环境中受到的 所有力都分析出来，并画出物体所受力的_， 这这个过过程就是受力分析 2受力分析的一般顺顺序 先分析_，然后按接触面分析接触力(弹弹力、 摩擦力)，再分析其他力(电电磁力、浮力等)，最后分 析已知力 基础知识梳理 示意图 重力 静止匀速直线运动 F合0 思考感悟 v0一定是平衡状态吗态吗 ？ 提示：不一定因为为v0时时a不一定等于0. 三、共点力平衡的几条重要推论论 1二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处处 于平衡状态态，这这两个力必定大小_，方向_ 2三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处处 于平衡状态态，其中任意两个力的合力一定与第三个 力大小_、方向_ 3多力平衡：如果物体受多个力作用处处于平衡， 其中任何一个力与其余力的合力大小_，方向 _ 相等相反 相等相反 相等 相反 一、物体受力分析的常用方法及其应应注意的问题问题 1常用方法 (1)整体法与隔离法 课堂互动讲练 整体法隔离法 概念将加速度相同的几个物体 作为为一个整体来分析的 方法 将研究对对象与周 围围物体分隔开的 方法 选选用 原则则 研究系统统外的物体对对系 统统整体的作用力或系统统 整体的加速度 研究系统统内物体 之间间的相互作用 力 注意 问题问题 受力分析时时不要再考虑虑 系统统内物体间间的相互作 用 一般隔离受力较较 少的物体 (2)假设设法 在受力分析时时，若不能确定某力是否存在，可先对对 其作出存在或不存在的假设设，然后再就该该力存在与 否对对物体运动动状态态影响的不同来判断该该力是否存在 2应应注意的问题问题 (1)不要把研究对对象所受的力与研究对对象对对其他物 体的作用力混淆 (2)对对于分析出的物体受到的每一个力，都必须须明确 其来源，即每一个力都应应找出其施力物体，不能无 中生有 (3)合力和分力不能重复考虑虑 (4)区分性质质力与效果力：研究对对象的受力图图，通 常只画出按性质质命名的力，不要把按效果命名的分 力或合力分析进进去，受力图图完成后再进进行力的合成 或分解 (5)区分内力与外力：对对几个物体的整体进进行受力分 析时时，这这几个物体间间的作用力为为内力，不能在受力 图图中出现现；当把某一物体单单独隔离分析时时，原来的 内力变变成外力，要在受力分析图图中画出 特别别提醒：在分析物体的受力情况时时，为为防止漏力 或添力，分析的顺顺序一般是先分析场场力，再分析接 触力 即时应时应 用(即时时突破，小试试牛刀) 1. (2011年辽辽宁沈阳测试测试 )如图图231所示，两个 等大、反向的水平力F分别别作用在物体A和B上，A 、B两物体均处处于静止状态态若各接触面与水平地 面平行，则则A、B两物体各受几个力( ) 图231 A3个、4个 B4个、4个 C4个、5个 D4个、6个 解析：选选C.对对物体A受力分析：竖竖直方向上受两个 力：重力和支持力；水平方向受两个力：水平力F 和B对对A的摩擦力，即物体A共受4个力作用；对对物 体B受力分析；竖竖直方向上受3个力作用：重力、地 面的支持力、A对对B的压压力；水平方向受两个力作 用：水平力F和A对对B向右的摩擦力，即物体B共受5 个力的作用，故答案C正确 二、处处理平衡问题问题 的基本方法 1方法 (1)力的合成法 物体受三个力作用而平衡时时，其中任意两个力的合 力必定跟第三个力等大反向可利用力的平行四边边 形定则则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等 数学知识识求解 (3)力的三角形法 物体受同一平面内三个互不平行的力处处于平衡时时， 可以将这这三个力的矢量首尾相接，构成一个矢量三 角形；即三个力矢量首尾相接，恰好构成三角形， 则这则这 三个力的合力必为为零，利用三角形法，根据正 弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识识可求得 未知力 2一般步骤骤 (1)选选取研究对对象：根据题题目要求，恰当选选取研究 对对象，在平衡类问题类问题 中，研究对对象可以是单单个物 体，也可以是多个物体组组成的系统统，还还可以是几个 物体相互连连接的结结点 (2)分析研究对对象的受力情况，画出受力图图 (3)利用平衡条件建立方程并求解 特别别提醒：(1)物体受三个力平衡时时，利用力的分解 法或合成法比较简单较简单 (2)解平衡问题问题 建立坐标标系时应时应 使尽可能多的力与 坐标轴标轴 重合，需要分解的力尽可能少，物体受四个 以上的力作用时时一般要采用正交分解法 即时应时应 用(即时时突破，小试试牛刀) 2. (2009年高考山东东卷)如图图232所示，光滑半球 形容器固定在水平面上，O为为球心一质质量为为m的 小滑块块，在水平力F的作用下静止于P点设设滑块块 所受支持力为为FN，OP与水平方向的夹夹角为为，下列 关系正确的是( ) 图232 (2011年广东东省实验实验 中学模拟拟)如图图233所 示，质质量为为m的正方体和质质量为为M的正方体放在两 竖竖直墙墙和水平面间间，处处于静止状态态m与M相接触 的边边与竖竖直方向的夹夹角为为，若不计计一切摩擦，求 ： 整体法和隔离法的应用 例例1 1 图233 经典题型探究 (1)水平面对对正方体M的弹弹力大小； (2)墙墙面对对正方体m的弹弹力大小 【思路点拨拨】 求解此题应题应 注意以下三点： (1)整体法分析受力，利用平衡求水平面对对正方体M 的弹弹力； (2)隔离m进进行受力分析，并建立直角坐标标系； (3)列平衡方程求墙墙面对对正方体m的弹弹力大小 【解析】 (1)以两个正方体整体为为研究对对象，整体 受到向上的支持力和向下的重力，处处于静止状态态 所以水平面对对正方体M的弹弹力大小为为FN(M m)g. (2)对对正方体m进进行受力分析如图图234所示 把FN2沿水平方向和竖竖直方向分解有FN2cosFN1 FN2sinmg. 解得FN1mgcot. 图234 【答案】 (1)(Mm)g (2)mgcot 【规规律总结总结 】 灵活地选选取研究对对象可以使问题问题 简简化对处对处 于平衡状态态的两个物体组组成的系统统， 在不涉及内力时时，优优先考虑虑整体法有时时即使求解 的是系统统外力，也必须须采取隔离法分析，如求解本 题题的墙墙面对对正方体m的弹弹力时时，就采用了隔离法 变变式训练训练 1(2010年高考山东东卷)如图图235所示 ，质质量分别为别为 m1、m2的两个物体通过轻弹过轻弹 簧连连接 ，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线线运动动 (m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成角则则 m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是( ) 图235 AFNm1gm2gFsin BFNm1gm2gFcos CFfFcos DFfFsin 解析：选选AC.对对于m1、m2和轻弹轻弹 簧组组成的系统统受 力分析如图图，由平衡条件知： 水平方向：FfFcos 竖竖直方向：FNFsinm1gm2g. 由以上两式得FfFcos，FNm1gm2gFsin， 正确选项为选项为 A、C. (满满分样样板 13分)物体A的质质量为为2 kg，两根 轻细绳轻细绳 b和c的一端连连接于竖竖直墙墙上，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线成 角的拉力F，相关几何关系如图图236所示， 60.若要使两绳绳都能伸直，求拉力F的大小范围围(g 取10 m/s2) 平衡中的临界和极值问题 例例2 2 图236 【思路点拨拨】 本题题可以利用解析法和正交分解法 进进行分析，通过过列出的平衡方程求出绳绳b和绳绳c的拉 力表达式，若要使两绳绳都伸直，则则必须须保证证两绳绳 的拉力都大于或等于零，进进而求出F的极值值 解题样题样 板规规范步骤骤，该该得的分一分不丢丢！ 作出物体A的受力分析图图如图图237所示，由平衡 条件得 FsinF1sinmg0 (2分) FcosF2F1cos0 (2分) 图237 【名师归纳】 解决临界问题，必须在变化中 去寻找临界条件，