高考物理一轮复习 第2章 相互作用 第3讲 受力分析 共点力的平衡课件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 相互作用 第二章 第3讲受力分析共点力的平衡 第二章 1 学会进行受力分析的一般步骤与方法 2 掌握共点力的平衡条件及推论 3 掌握整体法与隔离法 学会用图解法分析动态平衡问题和极值问题 对物体进行受力分析是解决力学问题的基础 是研究力学问题的重要方法 受力分析的步骤是 1 根据题意选取研究对象 选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便 研究对象可以是单个物体或 也可以是由几个物体组成的系统 受力分析 物体的某一部分 2 把研究对象从周围的物体中隔离出来 为防止漏掉某个力 要养成按一般步骤分析受力的好习惯 一般应 然后环绕物体一周 找出跟研究对象 的物体 并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和 最后再分析其他场力 如电场力 磁场力等 3 每分析一个力 都要想一想它的施力物体是谁 这样可以避免分析出某些 的力 4 画完受力图后要进行定性检验 看一看根据你画的受力图 物体能否处于题目中所给的 先分析重力 接触 摩擦力 不存在 运动状态 物体的平衡 1 平衡状态 1 平衡状态 物体处于 或 直线运动的状态 2 共点力 同一 的力或作用线 或延长线 交于 的力 静止 匀速 作用点 同一点 3 共点力作用下物体的平衡条件 f合 0 的应用步骤 1 选定 依据题意应该用整体法还是隔离法更有利于解决问题 应视具体问题而定 2 对研究对象进行准确的 找出哪些物体对要研究的物体有力的作用 3 画出 图 并将某些力进行合成或分解 作出平行四边形 4 根据平衡条件 列出平衡方程进行求解 研究对象 受力分析 受力示意 f合 0 答案 1 下滑力并不是实际存在的力 而只是重力的一个分力 2 比如竖直上抛的物体运动到最高点 速度虽然等于零 但并不是平衡状态 3 平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态 4 5 6 7 答案 b 解析 电梯钢索断裂的瞬间 弹簧上的弹力不变 此时a物体合力为零 假设b物体与电梯间没有作用力 则电梯只受重力作用 其加速度等于重力加速度g b物体受重力和弹簧向下的压力 其加速度大于重力加速度 故b物体一定压紧电梯 两者之间有弹力作用 故b物体受3个力 b正确 答案 a解析 以o点为研究对象 受三个拉力而平衡 b绳与c绳上的拉力的合力与a绳上的拉力等大反向 由几何关系得a绳上的拉力最大 由于三根绳子完全相同 能承受的最大拉力相同 故a绳先断 a正确 答案 a 物体的受力分析 受力分析的常用方法1 整体法和隔离法 2 假设法在受力分析时 若不能确定某力是否存在 可先对其作出存在的假设 然后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 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 思路引导 1 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 2 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 3 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 答案 1 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 2 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 3 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 解析 斜劈a沿斜面匀速下滑 知b球处于平衡状态 受重力和底部的支持力平衡 所以q p对球均无压力 选项c正确 当斜面光滑 斜劈不管是静止释放还是以一定的初速度沿斜面上滑 斜劈和球这个整体具有相同的加速度 方向沿斜面向下 隔离b球可知 其合力方向沿斜面向下 故b球受重力 底部的支持力以及q点对球的弹力 p对球无压力 选项a b均错误 同理可知 选项d错误 答案 c 名师归纳 受力分析顺序及注意问题 1 受力分析时若按 一重二弹三摩擦 最后才看其他 的顺序 可做到不重不漏 2 受力分析时应注意的问题 区分研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力 对于分析出的物体受到的每一个力都应找出其施力物体 不能无中生有 合力和分力不能重复考虑 性质力 和 效果力 不能重复分析 区分内力和外力 画受力示意图时 物体所受的各个力应画成共点力 力的作用点可沿力的作用线移动 答案 b 平衡条件的应用 处理平衡问题的常用方法 思路引导 1 将m和m作为一个整体进行分析 它们在水平方向受到的外力大小有何关系 2 将m和m作为一个整体进行分析 它们在竖直方向的受力如何 3 将m隔离进行分析 它受到的各力的方向如何 各力的关系如何 答案 1 m受到的向右的力与m受到的向左的力大小相等 方向相反 2 m受到地面的支持力与两物体的总重力大小相等 3 m受3个力的作用 方向如图所示 3个力的合力为零 答案 d 名师归纳 恰当选用研究对象 1 选整体 需要分析一个系统受到的外部作用力时 要选整个系统为研究对象 2 选部分 当需要分析系统内各部分间的相互作用力时 要隔离一个物体为研究对象 3 巧应用 对选定的研究对象分析其受力 画出力的示意图 利用力的合成或正交分解求解 答案 m m gmgtan 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 解决动态平衡常用的方法 思路引导 1 结点o共受几个力作用 2 缓慢 的含义是什么 3 在缓慢变化的过程中 这几个力的大小和方向变化有什么特点 应该采用什么方法求解 答案 1 结点o受物体的拉力 oa绳的拉力和ob绳的拉力三个力的作用 2 缓慢 表示物体始终处于一系列的平衡状态 3 在缓慢变化的过程中 物体的拉力大小和方向不变 oa绳的拉力方向不变 ob绳的拉力方向时刻变化 应采用图解法求解 答案 b 易错提醒 1 没有注意到 保持o点位置不变 这一条件 误认为oa绳的拉力方向也发生了变化 导致无从下手 2 不能准确画出b点缓慢上移过程中的矢量三角形 没有发现fob在变化过程中有最小值这一特殊情况 导致错选d 答案 mg 受力分析中研究对象选取不当导致错解 a 甲图方式中墙受到的推力为2fb 乙图方式中墙受到的推力为2fc 甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为fd 乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小部为f 然后再以b为研究对象 b受到a的推力f和墙壁的反作用力f1 由于f f1 所以此时b在水平方向不受摩擦力的作用 b同学在水平方向的受力情况如图 3 所示 再以a为研究对象 根据牛顿第三定律可知由于a对b的作用力为f 所以b对a的反作用力f2 f 根据力的平衡可知a所受地面的摩擦力为f a同学在水平方向的受力情况如图 4 所示 答案 bd 误区警示 在受力分析时易出现以下错误 1 研究对象选取混乱 2 不按受力分析的一般顺序进行受力分析造成 漏力 的情况 3 受力分析时 不能根据物体的运动状态判断力的有无及方向 重复分析受力造成 添力 的情况 答案 c 平衡问题中的临界与极值问题 根据物体平衡条件 利用正交分解法列出方程 然后由题中所给条件或隐含条件 判断临界值或极值 答案 1 g 2 3 46m s 3 3 46m s 名师归纳 1 临界状态 是从一种物理现象转变为另一种物理现象 或从一个物理过程转入到另一个物理过程的转折状态 临界状态也可理解为 恰好出现 和 恰好不出现 某种现象的状态 常见的临界状态有 a 两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0 主要体现为两物体间的弹力为0 b 绳子断与不断的临界条件为作用力达到最大值 c 存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大值 研究的基本思维方法 采用假设推理法 2 极值问题 是指研究某一过程中某物理量变化时出现最大值或最小值的问题 处理极值问题的两种基本方法a 解析法 根据物体的平衡条件列方程 通过数学知识求极值的方法 此法思维严谨 但有时运算量比较大 相对来说较复杂 而且还要依据物理情境进行合理的分析讨论 b 图解法 根据物体的平衡条件作出力的矢量三角形 然后由图进行动态分析 确定极值的方法 此法简便 直观 答案 c解析 由题图可知当f与倾斜绳子垂直时具有最小值 所以 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 bc 解析 对杆受力分析 杆受重力 三根绳斜向下的拉力 地面的支持力 杆所受向上的支持力与重力和三拉力的合力是一对平衡力 所以选项d错误 支持力大于重力 由牛顿第三定律知 杆对地面的压力大于自身重力 故选项b正确 由于杆处于平衡状态 则杆在水平面内的合力也应为零 所以绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 故选项c正确 三根绳与水平面的夹角不同 而三根绳拉力在水平面内分量的矢量和为零 所以三条绳中的张力不相等 故选项a错误 答案 b 答案 a解析 木板共受重力和两根轻绳对它的拉力作用 静止时合力f1总为零 保持不变 两轻绳剪去