高考物理大一轮复习第二章相互作用3受力分析共点力的平衡课件.ppt

,第二章相互作用,第3讲受力分析共点力的平衡,1.学会受力分析的一般步骤与方法2.了解共点力作用下物体平衡的概念，知道共点力作用下物体的平衡条件，并会用来进行简单的计算3.关注科学技术与社会，会用共点力平衡的条件解释生活中的有关问题4.掌握整体法与隔离法，学会分析动态平衡问题和极值问题,1.受力分析(1)概念：把研究对象(指定物体)在指定的物理情景中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的_，这个过程就是受力分析(2)受力分析的一般顺序：先分析_，然后分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力(电磁力、浮力等),示意图,重力,2.共点力的平衡：(1)共点力：力的作用点在物体上的同一点或力的_交于一点的几个力叫做共点力(2)平衡状态：物体处于_状态或_状态，叫做平衡状态(该状态下物体的加速度为_)；(3)平衡条件：物体受到的合外力为_，即F合_或Fx_、Fy_.,延长线(或作用线),静止,匀速直线运动,零,零,0,0,0,3.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_相等，_相反，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)三力汇交定理：如果一个物体受三个力作用而处于平衡状态，该三个力若不平行，则三个力必定是_力(4)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_力的合力大小相等，方向相反,大小,方向,相等,相反,共点,其余,1.受力分析的基本思路,受力分析的基本方法,2.受力分析的常用方法,3.受力分析的角度和依据,典题演示1(2016南通、扬州、泰州三模)如图所示，木块B静止在水平地面上，木块A叠放在B上A的左侧靠在光滑的竖直墙面上关于A、B的受力情况，下列说法中正确的是()A.B对A的作用力方向一定竖直向上B.B对A的作用力一定大于A的重力C.地面对B的摩擦力方向可能向右D.地面对B的作用力大小可能等于A、B的总重力,D,【解析】A的受力情况有三种，第一种：A受到重力、B对A的支持力、墙壁对A的弹力第二种：A受到重力、B对A的支持力、B对A的摩擦力第三种：A受到重力、B对A的支持力、墙壁对A的弹力、B对A的摩擦力若为第一种或第三种情况，B对A的作用力方向斜向左上方，A项错误；若为第二种情况，B对A的作用力与重力等值反向共线，B项错误；利用整体法分析A、B两物体，若为第一种或第三种情况，整体受到向下的重力、向上的支持力、墙壁对A、B向右的弹力、地面对A、B向左的摩擦力，若为第二种情况，整体受到向下的重力、向上的支持力，C项错误，D项正确,典题演示2(多选)如图所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动关于它们的受力情况，下列说法中正确的是()A.a一定受到4个力B.b可能受到4个力C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D.a与b之间一定有摩擦力,AD,【解析】将a、b看成一个整体，其受力图如图甲所示，说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用；对物体b进行受力分析，如图乙所示，b受到3个力作用，所以a受到4个力作用,1.三角形法物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力必与第三个力等大反向可利用力的平行四边形定则，画出矢量三角形，然后利用三角函数、勾股定理、相似三角形等数学知识求解,共点力作用下物体平衡的分析方法,(1)直角三角形如果共点的三个力平衡，且三个力构成直角三角形，则可根据三角形的边角关系，利用三角函数或勾股定理求解(2)动态三角形“动态平衡”是指平衡问题中的一个力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力的平衡问题中的一类难题解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”.,(3)相似三角形如果三个共点的平衡力构不成直角三角形，但力三角形与某个几何三角形相似，则可用相似三角形的特点求解,典题演示3如图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，而另一根轻绳通过滑轮系住P端在力F的作用下，当杆OP和竖直方向的夹角(0)缓慢增大时，力F的大小应()A.恒定不变B.逐渐增大C.逐渐减小D.先增大后减小,B,典题演示4(多选)(2017启东中学)用细绳OA、OB悬挂一重物，OB水平，O为半圆形支架的圆心，悬点A和B在支架上悬点A固定不动，将悬点B从图中所示位置逐渐移到C点的过程中，试分析OA绳和OB绳中的拉力变化情况为()A.OA绳中的拉力逐渐减小B.OA绳中的拉力逐渐增大C.OB绳中的拉力逐渐减小D.OB绳中的拉力先减小后增大,AD,典题演示5(2016扬州中学)如图所示，在竖直放置的穹形支架上，一根长度不变且不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)则在此过程中绳中拉力大小()A.先变大后不变B.先变大后变小C.先变小后不变D.先变小后变大,A,甲,乙,1.内力和外力当A、B视为整体时，A对B的作用力就属于内部力，受力分析时不用考虑；单独对B分析时，A对B的作用力就属于外力，受力分析时必须考虑2.整体法与隔离法(1)当涉及整体与外界作用时，用整体法(2)当涉及物体间的作用时，用隔离法(3)整体法和隔离法的原则：先整体后隔离,平衡中的连接体问题,B,BD,【解析】对物块a，由二力平衡，绳的拉力等于物块a的重力，大小保持一定，轻滑轮两端绳子拉力大小方向一定，对结点O，由三力平衡可得绳OO的张力一定，选项A、C错误；设F与水平方向的夹角为，连接物块b的绳子拉力T与水平方向夹角为，对物块b，由平衡条件，有TsinFsinNmg和TcosFcosf0，物块b所受到的支持力和物块与桌面间的摩擦力随F变化而变化，选项B、D正确,1.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”等语言叙述临界常见的种类：(1)由静止到运动，摩擦力达到最大静摩擦力(2)绳子由松弛到绷紧，拉力F0.(3)恰好离开接触面，支持力N0.2.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,平衡中的临界和极值问题,3.解决极值问题和临界问题的方法(1)物理分析方法：根据物体的平衡条件，作出力的矢量图，通过对物理过程的分析，利用平行四边形定则进行动态分析，确定最大值与最小值(2)数学方法：通过对问题的分析，依据物体的平衡条件写出物理量之间的函数关系(或画出函数图象)，用数学方法求极值(如求二次函数极值、公式极值、三角函数极值)但利用数学方法求出极值后，一定要依据物理原理对该值的合理性及物理意义进行讨论或说明,典题演示8如图所示，AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，若保持AC绳的方向不变，AC与竖直方向的夹角为60，改变BC绳的方向,(1)物体能达到平衡时，试求角的取值范围【答案】0120(2)在090的范围内，求BC绳上拉力的最大值和最小值,1.(2016苏北四市三模)如图所示，一个质量m1kg的小环套在倾角为37的光滑固定直杆上，为使小环能够静止不动，需对它施加一个水平拉力F.已加重力加速度g10m/s2，sin370.6.则F的大小和方向分别是()A.7.5N，水平向左B.7.5N，水平向右C.13.3N，水平向左D.13.3N，水平向右,A,2.(2016新课标卷)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中()A.F逐渐变大，T逐渐变大B.F逐渐变大，T逐渐变小C.F逐渐变小，T逐渐变大D.F逐渐变小，T逐渐变小,A,【解析】对O点受力分析如图所示，F与T的变化情况如图，由图可知在O点向左移动的过程中，F逐渐变大，T逐渐变大，故选项A正确,3.(2016南京、盐城、连云港二模)如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则下列说法中正确的是()A.球B对墙的压力增大B.球B对柱状物体A的压力增大C.地面对柱状物体A的摩擦力不变D.地面对柱状物体A的支持力不变,AD,【解析】以A、B整体为研究对象，竖直方向二力平衡，即地面对A的支持力始终等于A、B的总重力，D项正确；以B为研究对象，三力动态平衡，如图所示，若把A向右移动少许，角减小，则B受墙壁和A的压力N1、N2均减小，A、B选项错误；地面对A的摩擦力与N1大小相等，应减小，C项错误,D,5.(2016南师附中)如图所示，在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板，在木板A上放着质量为m的物块C，木块和物块均处于静止状态A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现用水平恒力F向右拉木板A，则下列说法中正确的是()A.不管F多大，木板B一定保持静止B.B受到地面的摩擦力大小一定小于FC.A、C之间的摩擦力大小一定等于mgD.A、B之间的摩擦力大小不可能等于F,A,【解析】以A、B、C整体为研究对象，若整体静止不动，则地面对B的静摩擦力大小等于F，此时A、B之间的静摩擦力大小也为F，B、D项均错误；若拉力足够大，使A、C之间发生了相对滑动时，A、C之间的摩擦力大小才等于mg，C项错误；因A对B的最大静摩擦力(mM板)g小于B受地面的最大静摩擦力(m2M板)g，故无论F多大，木板B一定保持静止，A项正确,6.一个底面粗糙、质量为m的劈放在水平地面上，劈