受力分析共点力的平衡2.ppt

第三单元 受力分析 共点力的平衡,一、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，并画出受力图，这个过程就是受力分析 2受力分析的顺序 先找重力，次找接触力(弹力、摩擦力)，最后分析电场力、磁场力、其他力,3受力分析的步骤 (1)明确研究对象即确定分析受力的物体 (2)隔离物体分析将研究对象从周围物体中 出来，进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用 (3)画出受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出 (4)检查画出的每一个力能否找出它的 ，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态，否则，必然发生了漏力、添力或错力现象,隔离,力的方向,施力物体,基础自测 1(2014云南昆明高三3月)如图所示，甲、乙两物体用压缩的轻质弹簧连接静置于倾角为的粗糙斜面体上，斜面体始终保持静止，则下列判断正确的是 ( ),D,A物体甲一定受到四个力作用 B物体甲所受的摩擦力方向一定沿斜面向下 C物体乙所受的摩擦力可能为零 D水平面对斜面体无摩擦力作用,2.如图所示，物体A放在一水平桌面上被水平细绳拉着处于静止状态，则( ),A绳子对A的拉力小于A受的静摩擦力 BA受的重力和桌面对A的支持力是一对作用力和反作用力 CA对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的 DA对桌面的摩擦力的方向是水平向右的,D,匀速直线运动,3平衡条件的推论 (1)二力平衡 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 、方向 ，为一对平衡力 (2)三力平衡 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，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于平衡状态，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,【特别提醒】 (1)在一些定性判断平衡状态的问题中，采用共点力平衡的相关推论，可以使许多问题简化 (2)物体在某一时刻速度为零时不一定处于平衡状态,基础自测 3将一细绳的两端固定于两面竖直墙的A、B两点，通过一个光滑的挂钩将某重物挂在细绳上，下图给出的四幅图中，有可能使物体处于平衡状态的是 ( ),C,1常用方法 (1)整体法和隔离法,受力分析的常用方法及其应注意的问题,(2)假设法 在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在,2应注意的问题 (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 (4)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解 (5)区分内力与外力：对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要在受力分析图中画出,(2013上海单科，8)如图，质量mAmB的两物体A、B叠放一起，靠着竖直墙面让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是 ( ),A,【归纳拓展】 (1)在常见的几种力中，重力是主动力，而弹力、摩擦力是被动力，其中弹力存在又是摩擦力存在的前提，所以分析受力时应按重力、弹力、摩擦力的顺序去分析 (2)物体的受力情况要与其运动情况相符，因此，常常从物体的运动状态入手去分析某个力是否存在,针对训练 1(2013广东理综，20)(多选)如图，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平现把物体Q轻轻地叠放在P上，则 ( ),AP向下滑动 BP静止不动 CP所受的合外力增大 DP与斜面间的静摩擦力增大,BD,1常用方法 (1)力的合成法：物体在三个共点力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反“力的合成法”是解决三力平衡问题的基本方法 (2)正交分解法：物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解Fx0，Fy0.为方便计算，建立坐标系时以使尽可能多的力落在坐标轴上为原则,处理平衡问题常用的方法和解题步骤,(3)三角形法：对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭力三角形，进而处理物体平衡问题的方法叫做三角形法；力的三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观、容易 (4)相似三角形法：物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态，画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形，其中可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似，进而力三角形与几何三角形对应成比例，根据比值便可计算出未知力的大小与方向,(5)受力对称法：研究对象所受力若具有对称性，则求解时可把复杂的运算转化为简单的运算，或者将复杂的图形转化为直观而简单的图形，所以在分析问题时，首先应明确物体受力是否具有对称性,2解题步骤 (1)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 (2)画受力图：对研究对象进行受力分析，画出受力示意图 (3)建立坐标系：选取合适的方向建立直角坐标系 (4)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,关键一点 处理平衡状态的方法很多，至于采取什么方法，要针对不同的物理问题灵活处理，不能死套方法,(2014深圳模拟)如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子又不可伸长，若平衡时弦AB所对应的圆心角为，则两物块的质量比m1m2应为 ( ),C,针对训练 2(2013山东理综，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,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，在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述 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”等语言叙述,解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法,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,关键一点 (1)处理平衡中的临界问题和极值问题时，首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点 (2)在高考命题中，常结合各种力考查平衡中的临界问题和极值问题，借此考查学生利用数学知识解决问题的能力以及综合推理能力,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),【审题指导】 本题可以利用解析法和正交分解法进行分析，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,解决临界问题，必须在变化中去寻找临界条件，即不能停留在一个状态来研究临界问题，而是要通过研究变化的过程、变化的物理量来确定.,针对训练 3(2013天津理综，5)如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是( ),AFN保持不变，FT不断增大 BFN不断增大，FT不断减小 CFN保持不变，FT先增大后减小 DFN不断增大，FT先减小后增大,D,1.L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定 在木板上，另一端与置于木板上面的滑块Q相连，如右图所若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力则木板P的受力个数为 ( ),A3 B4 C5 D6,C,2.,2.(2014广州模拟)如图所示，物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平地面对斜面体 ( ) A无摩擦力 B有水平向右的摩擦力 C支持力为(Mm)g D支持力小于(Mm)g,BD,3(2014庆阳模拟)如图所示，把球夹在竖直墙面AC和木板BC之间，不计摩擦，设球对墙的压力为FN1，球对板的压力为FN2，在将板BC逐渐放至水平的过程中，下列说法中正确的是 ( ),AFN1增大，FN2减小 BFN1减小，FN2增大 CFN1增大，FN2增大 DFN1减小，FN2减小,D,4(2013北京理综，16)倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上下列结论正确的是( ) A木块受到的摩擦力大小是mg cos B木块对斜面体的压力大小是mg sin C桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin cos D桌面对斜面体的支持力大小是(Mm)g,D,5(2014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,课时作业(六),一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确),1(2013上海理工大学附中摸底)如图所示，水平地面上的物体A在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是 ( ) A物体A可能只受到2个力的作用 B物体A一定只受到3个力的作用 C物体A一定受到了4个力的作用 D物体A可能受到了4个力的作用,C,2(2014东北三校高三第一次联合模拟)如图所示，在倾角为的光滑斜面上放一个重为G的光滑球，并用光滑的挡板挡住，挡板与斜面夹角为(最初)，挡板可以从图示位置以O为轴向左缓慢转至水平位置，在此过程中球始终处于平衡状态，当挡板对球的弹力大小恰好等于球的重力时，的大小可以为 ( ),A B2 C D2,AC,3如图所示，A、B两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因数相同先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动，则 ( ),AF1F2 BF1F2 CFT1FT2 DFT1FT2,B,4(2014江西南昌二中月考)如图所示，A、B两物体静止在粗糙水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧的长度大于原长若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B，直到A即将移动，此过程中，地面对B的摩擦力Ff1和对A的摩擦力Ff2的变化情况是 ( ) AFf1先变小后变大再不变 BFf1先不变后变大再变小 CFf2先变大后不变 DFf2先不变后变大,AD,5(2014山东枣庄高三3月)用轻绳将光滑小球P悬挂于竖直墙壁上，在墙壁和小球P之间夹着矩形物块Q，如图所示P、Q均处于静止状态，则下列说法正确的是 ( ) A物块Q受到3个力 B物体P受4个力 C若绳子变长，则绳子的拉力将变小 D若绳子变短，则Q受到的静摩擦力将增大,C,6(2013安徽十校摸底)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图所示是这个装置的纵截面图若用外力使MN保持竖直、缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止在此过程中，下列说法正确的是 ( ) AMN对Q的弹力逐渐减小 B地面对P的摩擦力逐渐增大 CP、Q间的弹力先减小后增大 DQ所受的合力逐渐增大,B,7(2014江西师大附中月考)如图所示，光滑斜面的倾角为30，轻绳的一端通过两个滑轮与A相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦，物块A的质量为m，不计滑轮的质量，挂上物块B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90时，A、B恰能保持静止，则物块B的质量为 ( ),A,8(2014河南郑州四中调研)如图所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻质绳相连，质量分别为mA、mB，由于B球受到风力作用，环A与球B一起向右匀速运动已知轻绳与竖直方向的夹角为，则下列说法中正确的是 ( ),AC,9.,9.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的内表面光滑，一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m1、m2.当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60、30角，则碗对两小球m1、m2的弹力大小之比是 ( ),B,10(2014山西汾阳中学月考)如图所示，物体A、B叠放在倾角37的斜面上，并通过细线跨过光滑滑轮相连，细线与斜面平行两物体的质量分别为mA5 kg，mB10 kg，A、B间动摩擦因数10.1，B与斜面间的动摩擦因数20.2.现对A施一平行于斜面向下的拉力F，使A平行于斜面向下匀速运动，则F及绳中张力FT的大小分别为 ( ) A62 N 80 N B62 N 88 N C14 N 40 N D14 N 88 N,B,二、非选择题(本题共2小题，