高考物理一轮复习 专题2 受力分析 共点力的平衡课件.ppt

专题2受力分析共点力的平衡 2 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 并画出受力示意图的过程 2 受力分析的一般顺序 1 首先分析场力 重力 电场力 磁场力 2 其次分析接触力 弹力 摩擦力 3 最后分析其他力 3 二 共点力的平衡1 平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态 2 共点力的平衡条件 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 这两个力必定大小相等 方向相反 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 其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等 方向相反 并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形 3 多力平衡 如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态 其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等 方向相反 4 1 答案 2 答案 物体速度等于零 合外力不一定等于零 合外力等于零时物体才处于平衡状态 3 答案 5 1 如图所示 两个等大 反向的水平力f分别作用在物体a和b上 a b两物体均处于静止状态 若各8接触面与水平地面平行 则a b两物体各受几个力 a 3 4b 4 4c 4 5d 4 6 答案 解析 6 2 下列说法正确的是 a 竖直上抛的物体到达最高点时 物体处于平衡状态b 电梯匀速上升时 电梯中的人不处于平衡状态c 在小车的水平光滑表面上静置一小木块 当小车加速运动时 小物块仍处于平衡状态d 竖直弹簧上端固定 下端挂一重物 平衡后 用力f将它再拉一段距离后停止 当突然撤去力f时 重物仍处于平衡状态 答案 解析 7 答案 解析 8 4 多选 如图所示 质量分别为m1 m2的两个物体通过轻弹簧连接 在力f的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动 m1在地面上 m2在空中 力f与水平方向成 角 则m1所受支持力fn和摩擦力ff正确的是 a fn m1g m2g fsin b fn m1g m2g fcos c ff fcos d ff fsin 答案 解析 9 考点一 考点二 例1 对点训练1 例2 物体的受力分析1 受力分析的四个方法 1 假设法 在受力分析时 若不能确定某力是否存在 可先对其作出存在的假设 然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在 2 整体法 将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法 3 隔离法 将所研究的对象从周围的物体中分离出来 单独进行受力分析的方法 4 动力学分析法 对加速运动的物体进行受力分析时 应用牛顿运动定律进行分析求解的方法 考点三 10 考点一 考点二 例1 对点训练1 例2 2 受力分析的一般思路 考点三 11 考点一 考点二 例1 对点训练1 例2 如图所示 带有长方体盒子的斜劈a放在固定的斜面体c的斜面上 在盒子内放有光滑球b b恰与盒子前 后壁p q点相接触 若使斜劈a在斜面体c上静止不动 则p q对球b无压力 以下说法正确的是 a 若c的斜面光滑 斜劈a由静止释放 则p点对球b有压力b 若c的斜面光滑 斜劈a以一定的初速度沿斜面向上滑行 则p q对球b均无压力c 若c的斜面粗糙 斜劈a沿斜面匀速下滑 则p q对球b均无压力d 若c的斜面粗糙 斜劈a沿斜面加速下滑 则q点对球b无压力 考点三 答案 解析 12 考点一 考点二 例1 对点训练1 例2 解题探究 斜劈a在斜面体c上静止不动时 光滑球b受几个力的作用 斜劈a加速度的方向沿斜面向下时 光滑球b所受合外力朝哪 p q两点中 哪一点对光滑球b有力的作用 斜劈a加速度的方向沿斜面向下时 斜劈a可能的运动方向是什么 考点三 提示 斜劈a在斜面体c上静止不动时 光滑球b受重力和底部的支持力 二力平衡 提示 斜劈a加速度的方向沿斜面向下时 光滑球b所受合外力沿斜面向下 q点对光滑球b有弹力 提示 斜劈a的加速度沿斜面向下时 斜劈a向下加速或向上减速运动 13 考点一 考点二 例1 对点训练1 例2 多选 2015 山东德州统考 如图所示 三个重力均为100n的物块 叠放在水平桌面上 各接触面水平 水平拉力f 20n作用在物块2上 三条轻质绳结于o点 与物块3连接的绳水平 与天花板连接的绳与水平方向成45 角 竖直绳悬挂重力为20n的小球p 整个装置处于静止状态 则 a 物块1和2之间的摩擦力大小为20nb 水平绳的拉力大小为20nc 桌面对物块3的支持力大小为320nd 物块3受5个力的作用 考点三 答案 解析 14 考点一 考点二 例1 对点训练1 例2 规律总结 受力分析的基本思路 1 研究对象的选取方法 整体法和隔离法 2 考点三 15 考点一 考点二 例1 对点训练1 例2 多选 如图所示 固定的斜面上叠放着a b两木块 木块a与b的接触面是水平的 水平力f作用于木块a 使木块a b保持静止 且f 0 则下列描述正确的是 a b可能受到3个或4个力作用b 斜面对木块b的摩擦力方向可能沿斜面向下c a对b的摩擦力可能为0d a b整体可能受三个力作用 考点三 答案 解析 16 考点一 考点二 例3 对点训练2 共点力作用下物体的平衡问题1 求共点力作用下物体平衡问题的一般步骤2 研究对象的选取原则根据题目要求 研究对象应选取一个便于受力分析的平衡体 单个物体或系统 也可以是结点 考点三 17 考点一 考点二 例3 对点训练2 考点三 18 考点一 考点二 例3 对点训练2 解题探究 cb与水平线夹角如何求得 以c点为研究对象 受几个力的作用 考点三 19 考点一 考点二 例3 对点训练2 考点三 20 考点一 考点二 例3 对点训练2 考点三 21 考点一 考点二 例3 对点训练2 考点三 22 考点一 考点二 例3 对点训练2 方法归纳 处理平衡问题的常用方法 考点三 23 考点一 考点二 例3 对点训练2 对点训练2 2015 湖北宜昌检测 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m1 m2应为 c 考点三 24 考点一 考点二 例3 对点训练2 考点三 25 考点一 考点二 例3 对点训练2 考点三 26 考点一 考点二 考点三 例4 对点训练3 动态平衡问题1 动态平衡 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 处理动态平衡问题的一般思路 1 平行四边形定则是基本方法 但也要根据实际情况采用不同的方法 若出现直角三角形 常用三角函数表示合力与分力的关系 2 图解法的适用情况图解法分析物体动态平衡问题时 一般物体只受三个力作用 且其中一个力大小 方向均不变 另一个力的方向不变 第三个力大小 方向均变化 27 考点一 考点二 考点三 例4 对点训练3 3 用力的矢量三角形分析力的最小值问题的规律 若已知f合的方向 大小及一个分力f1的方向 则另一分力f2的最小值的条件为f1 f2 若已知f合的方向及一个分力f1的大小 方向 则另一分力f2的最小值的条件为f2 f合 28 考点一 考点二 考点三 例4 对点训练3 如图所示 把球夹在竖直墙面ac和木板bc之间 不计摩擦 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 下列说法正确的是 a fn1和fn2都增大b fn1和fn2都减小c fn1增大 fn2减小d fn1减小 fn2增大 答案 解析 29 考点一 考点二 考点三 例4 对点训练3 解题探究 画出小球受力示意图 怎么理解 将板bc逐渐放至水平 这句话 你能想出几种方法求解 请尝试用 图解法 做这个题 提示 提示 球始终处于动态平衡状态 提示 略 30 考点一 考点二 考点三 例4 对点训练3 规律总结 物体受到三个力作用而处于动态或静态平衡时 若其中一个力大小 方向不变 另一个力的方向不变 第三个力大小 方向可以都变 在这种情况下 可以运用图解法分析 当大小 方向可改变的分力与方向不变 大小可变的分力垂直时存在最小值 31 考点一 考点二 考点三 例4 对点训练3 如图所示 三根细线共系于o点 其中oa在竖直方向上 ob水平并跨过定滑轮悬挂一个重物 oc的c点固定在地面上 整个装置处于静止状态 若oc加长并使c点左移 同时保持o点位置不变 装置仍然保持静止状态 则细线oa上的拉力fa和oc上的拉力fc与原先相比是 a fa fc都减小b fa fc都增大c fa增大 fc减小d fa减小 fc增大 答案 解析 32 共点力平衡中的临界 极值问题问题特点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 在问题描述中常用 刚好 刚能 恰好 等语言叙述 33 2 极值问题平衡物体的极值 一般是指在力的变化过程中的最大值和最小值问题 解题思路解决共点力平衡中的临界 极值问题 四字诀 34 例题 2015 四川绵阳模拟 如图所示 一球a夹在竖直墙与三角劈b的斜面之间 三角劈的重力为g 劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为 劈的斜面与竖直墙面是光滑的 设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力 问 欲使三角劈静止不动 球的重力不能超过多少 35 解析 由三角形劈与地面之间的最大静摩擦力可以求出三角形劈所能承受的最大压力 由此可求出球的最大重力 球a与三角形劈b的受力情况如图甲 乙所示 球a在竖直方向的平衡方程为ga fnsin45 三角形劈的平衡方程为ffm fn sin45 fnb g fn cos45 36 总结提升 解决临界 极值问题时应注意的问题 1 求解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 临界条件必须在变化中去寻找 不能停留在一个状态来研究临界问题 而是把某个物理量推向极端 即极大和极小 并依此做出科学的推理分析 从而给出判断或导出一般结论 37 跟踪训练 2015 河北衡水模拟 如图所示 三根长度均为l的轻绳分别连接于c d两点 a b两端被悬挂在水平天花板上 相距2l 现在c点上悬挂一个质量为m的重物 为使cd绳保持水平 在d点上可施加力的最小值为 答案 解析 38 1 2 3 4 5 1 作用于o点的三个力平衡 设其中一个力大小为f1 沿y轴负方向 大小未知的力f2与正x轴方向夹角为 如图所示 下列关于第三个力f3判断正确的是 a 力f3只可能在第二象限b 力f3与f2夹角越小 则f2和f3的合力越小c f3的最小值为f1cos d 力f3只能在第三象限 答案 解析 39 1 2 3 4 5 2 多选 2015 广东理综 19 如图所示 三条绳子的一端都系在细直杆顶端 另一端都固定在水平地面上 将杆竖直紧压在地面上 若三条绳长度不同 下列说法正确的有 a 三条绳中的张力都相等b 杆对地面的压力大于自身重力c 绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零d 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 答案 解析 40 1 2 3 4 5 3 如图所示 固定斜面上有一光滑小球 分别与一竖直轻弹簧p和一平行于斜面的轻弹簧q连接着 小球处于静止状态 则关于小球所受力的个数不可能的是 a 1b 2c 3d 4 答案 解析 41 1 2 3 4 5 4 半圆柱体p放在粗糙的水平地面上 其右端有一固定放置的竖直挡板mn 在半圆柱体p和mn之间放有一个光