受力分析共点力平衡.ppt

第4节受力分析共点力平衡,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)，最后分析其它力,受力,场力,接触力,一、受力分析,1平衡状态(1)静止：物体的和都等于零的状态(2)匀速直线运动：物体的不为零，其为零的状态2平衡条件(1)物体所受合外力为零，即F合0.(2)若采用正交分解法，平衡条件表达式为Fx0，Fy0.,速度,加速度,速度,加速度,二、共点力作用下物体的平衡,3.平衡条件的推论,相等,相反,合力,相等,相反,合力,相等,相反,例1如图所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上A、B间接触面光滑在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，关于A、B两物体的受力个数，下列说法正确的是()AA受3个力，B受4个力BA受4个力，B受3个力CA受3个力，B受3个力DA受4个力，B受4个力,题型一：物体的受力分析,【解析】A恰好不离开地面，说明地面对A恰好无支持力，摩擦力也为0，A受重力、水平推力F、B对A的弹力三个力作用，B受重力、地面支持力、地面摩擦力、A对B的弹力四个力作用,【答案】A,【方法与知识感悟】受力分析是高中物理的基础，贯穿于力学、电磁学等知识中，对研究对象进行受力分析是解决所有力学问题的关键(1)受力分析的一般步骤,元贝驾考元贝驾考2016科目一科目四驾考宝典网,受力分析过程中，判断弹力、摩擦力的有无是难点，可采用假设法、运动状态法、转换对象法、以及运用牛顿第三定律等方法进行判断(2)研究对象的选取方法：整体法和隔离法,例2如图所示，在倾角为的斜面上，放一质量为m的小球，小球被竖直的木板挡住，不计摩擦，则球对挡板的压力是()AmgcosBmgtanC.Dmg,【思路点拨】先对小球进行正确的受力分析，并画出受力示意图，然后将某些力分解或合成，最后列平衡方程求解,题型二：三力平衡问题,【解析】解法一：(正交分解法)：对小球受力分析如图甲所示，小球静止，处于平衡状态，沿水平和竖直方向建立坐标系，将FN2正交分解，列平衡方程为FN1FN2sinmgFN2cos可得：球对挡板的压力FN1FN1mgtan，所以B正确,解法二：(力的合成法)：如上图乙所示，小球处于平衡状态，合力为零FN1与FN2的合力一定与mg平衡，即等大反向解三角形可得：FN1mgtan，所以，球对挡板的压力FN1FN1mgtan.所以B正确解法三：(按力的作用效果分解)：小球所受的重力产生垂直板方向挤压竖直板的效果和垂直斜面方向挤压斜面的效果，将重力G按效果分解为如上图丙中所示的两分力G1和G2，解三角形可得：FN1G1mgtan，所以，球对挡板的压力FN1FN1mgtan.所以B正确,解法四：(三角形法则)：如右图所示，小球处于平衡状态，合力为零，所受三个力经平移首尾顺次相接，一定能构成封闭三角形由三角形解得：FN1mgtan，故挡板受压力FN1FN1mgtan.所以B正确,【方法与知识感悟】1.共点力作用下物体平衡的一般解题思路：(1)选取研究对象(整体法、隔离法)；(2)分析研究对象的受力情况，并作出受力图；(3)将某些力处理(正交分解、合成或按力的实际效果分解)；(4)利用平衡条件建立方程并求解,2处理共点力平衡问题常用的方法,3.物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单,例3如图所示，质量分别为m12kg、m21kg的两个物体通过轻弹簧连接，在力F15N的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面，m2在空中)，力F与水平方向成53角，(g取10m/s2)求：(1)物体m1与地面间的动摩擦因数；(2)弹簧的弹力大小,题型三：连接体平衡问题,【思路点拨】,【方法与知识感悟】解决连接体问题时，往往采用整体法与隔离法相结合的方法整体法与隔离法,题型四：动态平衡问题,例4如图所示，将一套在光滑圆轨上的小圆环用一始终沿切线方向的力缓慢地由底端拉向A点，则小圆环在向上拉动的过程中()A圆轨对小圆环的支持力变大B圆轨对小圆环的支持力变小C小圆环受的拉力F变大D小圆环受的拉力F不变,【解析】作出小环受力的矢量三角形如图，由图知：FNmgcos，随着环上移，减小，所以FN增大，A对，B错，Fmgsin，所以F减小，C、D都错,【答案】A,【方法与知识感悟】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解决动态平衡问题的常用方法,例5跨过定滑轮的轻绳两端，分别系着物体A和物体B，物体A放在倾角为的斜面上，如图所示已知物体A的质量为m，物体A与斜面的动摩擦因数为(N2BN1N2CN1N2D无法比较,C,2在农村，人们经常将农具斜靠墙放置，我们将它等效成如图所示模型：A、B两个小球通过细轻杆连接，斜靠在竖直墙上，不计竖直墙壁的摩擦，当B球向右移动少许后，两球仍静止，下列说法正确的是()A地面对B球的支持力增大B地面对B球的摩擦力减小C轻杆中的弹力增大D地面对B球的支持力减小,C,*3.滑滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动如图所示，一个小孩正在滑梯上匀速下滑，则()A小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等B小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等C小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等D小孩所受的重力和弹力的合力与小孩所受的摩擦力大小相等,CD,【解析】小孩受重力、支持力(弹力)、滑动摩擦力三个力的作用处于平衡状态，任意两个力的合力跟第三个力大小相等，方向相反，所以CD是对的,4木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动现用F1N的水平拉力作用在木块B上如图所示力F作用后()A木块A所受摩擦力大小是12.5NB木块A所受摩擦力大小是11.5NC木块B所受摩擦力大小是9ND木块B所受摩擦力大小是7N,C,【解析】未加F时，木块A在水平面内受弹簧的弹力F1及静摩擦力F2作用，且F1F2kx8N，木块B在水平面内受弹簧弹力F2和静摩擦力F2作用，且F1F2kx8N，在木块B上施加F1N向右的拉力后，由于F1FG，故木块B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小为FBF2F9N，木块A的受力情况不变,5如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，M左边紧贴墙壁，若在M斜面上放一个物体m，当m沿着M的斜面下滑时，M始终静止不动，则M受力个数可能为()A4个或5个B5个或6个C3个或4个D4个或6个,A,【解析】斜面光滑时，M受到重力、地面支持力、m对它的压力和墙壁对它的弹力共4个力；斜面粗糙m匀速下滑时，M受到重力、地面支持力、m对它的压力和m对它的摩擦力共4个力；斜面粗糙，且m加速下滑时，M受到重力、地面支持力、m对它的压力、m对它的摩擦力和墙壁对它的弹力5个力,【提升能力】,*6.如图所示，一辆质量为M的汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将质量为m的重物A缓慢吊起在吊起重物的过程中，关于绳子的拉力FT、汽车对地面的压力FN和汽车受到的摩擦力Ff随细绳与水平方向的夹角变化的图象中正确的是(),AB,B,8如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计)，B端吊一重物G.现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉(均未断)，在AB杆达到竖直前，以下分析正确的是()A绳子越来越容易断B绳子越来越不容易断CAB杆越来越容易断DAB杆越来越不容易断,B,B,10如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙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一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1、涂料滚对墙壁的压力为F2将如何变化()AF1增大，F2减小BF1减小，F2增大CF1、F2均增大DF1、F2均减小,D,【解析】把F1正交分解，F1cosmg，F1sinF2，F2F2，mg不变，减小，cos增大，sin减小，所以F1减小，F2减小，F2也就减小，所以D对,11倾角为37的斜面静止在水平面上，斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面间的动摩擦因数0.5.现给A施以一水平力F，如图所示设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin370.6，cos370.8)，如果物体A能在斜面上静止，求水平推力F与G的比值范围,12如图所示，质