【优化探究】高考物理一轮复习 第2章第3单元课件 必修1.ppt

一 受力分析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 并画出物体受力的示意图的过程 2 受力分析的一般顺序 先分析场力 重力 电场力 磁场力 再分析接触力 弹力 摩擦力 最后分析其他力 3 受力分析的步骤 温馨提示 受力分析时 有些力的大小和方向不能准确确定下来 必须根据物体受到的一些力和物体的运动状态 运用假设法进行分析判断 二 共点力的平衡1 共点力作用于物体的同一点或力的作用线相交于一点的力 2 平衡状态 1 物体保持或的状态 2 通过控制某些物理量 使物体的状态发生缓慢变化的过程 动态平衡 3 共点力的平衡条件 f合 0或者 静止 匀速直线运动 4 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 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 这三个力必定共面 且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 4 三力汇交原理如果一个物体受到三个非平行力作用而平衡 这三个力的作用线必定在同一平面内 而且必为共点力 温馨提示 1 处理多力平衡问题时 常采用合成的方法简化成二力平衡或三力平衡问题 2 物体保持静止必须同时满足两个条件 即速度和加速度同时为零 相等 相反 平衡力 相等 相反 相等 相反 受力分析的常用方法及其应注意的问题 1 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 对于分离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 如图所示 物体a靠在竖直墙面上 在力f作用下 a b保持静止 物体b的受力个数为 a 2b 3c 4d 5 思路点拨 解答本题的关键是判断出a b间是否存在弹力和摩擦力 分析时 可分别以a b为研究对象 利用假设法确定b对a的作用力情况 听课记录 若使物体a保持静止 物体b须对物体a施加一个垂直接触面向上的弹力 由牛顿第三定律可得 物体a必然对物体b施加垂直接触面向下的反作用力 再对物体b受力分析 由于物体b处于静止状态 则它必然受到重力 力f 物体a对物体b的弹力和摩擦力共四个力的作用 应选c 答案 c 1 如图所示 小车m在恒力作用下 沿水平地面做直线运动 由此可判断 a 若地面光滑 则小车一定受三个力作用b 若地面粗糙 则小车可能受三个力作用c 若小车做匀速运动 则小车一定受四个力作用d 若小车做加速运动 则小车可能受三个力作用解析 先分析重力和已知力f 再分析弹力 由于f的竖直分力可能大于重力 因此地面可能对物体无弹力作用 选项a错误 f的竖直分力可能小于重力 地面对物体有弹力作用 若地面粗糙 小车受摩擦力作用 共受四个力作用 选项b错误 若小车匀速运动 那么水平方向上所受摩擦力和f的分力平衡 这时小车一定受重力 恒力f 地面弹力 摩擦力四个力作用 选项c正确 若小车做加速运动 当地面光滑时 小车受重力和力f作用或受重力 力f 地面弹力作用 选项d正确 答案 cd 解决平衡类问题的常用方法和一般步骤 1 常用方法 2 一般步骤 1 选取研究对象 根据题目要求 恰当选取研究对象 在平衡类问题中 研究对象可以是单个物体 也可以是多个物体组成的系统 还可以是几个物体相互连接的结点 2 分析研究对象的受力情况 画出受力图 3 利用平衡条件建立方程并求解 重点提示 1 物体受三个力平衡时 利用力的分解法或合成法比较简单 2 解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合 需要分解的力尽可能少 物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法 2011年中山模拟 如图所示 质量为m的正方体和质量为m的正方体放在两竖直墙和水平面间 处于静止状态 m与m相接触边与竖直方向的夹角为 若不计一切摩擦 求 1 水平面对正方体m的弹力大小 2 墙面对正方体m的弹力大小 思路点拨 求解此题应把握以下三点 1 整体法分析受力 利用平衡求水平面对正方体m的弹力 2 隔离m受力分析 并建立直角坐标系 3 列平衡方程求墙面对正方体m的弹力大小 听课记录 1 以两个正方体整体为研究对象整体受到向上的支持力和向下的重力 处于静止状态所以水平面对正方体m的弹力大小为 m m g 2 对正方体m进行受力分析如图把n2沿水平方向和竖直方向分解有n2cos n1n2sin mg解得n1 mgcot 答案 1 m m g 2 mgcot 2 2009年高考海南卷 两刚性球a和b的质量分别为ma和mb 直径分别为da和db da db 将a b球依次放入一竖直放置 内径为d da d da db 的平底圆筒内 如图所示 设a b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为n1和n2 筒底所受的压力大小为n 已知重力加速度大小为g 若所有接触面都是光滑的 则 a n ma mb g n1 n2b n ma mb g n1 n2c mag n ma mb g n1 n2d mag n ma mb g n1 n2解析 将a b作为一个整体 竖直方向上受力平衡 则n ma mb g 水平方向上受力平衡 则n1 n2 故选项a正确 答案 a 动态平衡 临界与极值问题 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 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 重点提示 1 处理平衡物理中的临界问题和极值问题 首先是正确受力分析 弄清临界条件 利用好临界条件列出平衡方程 2 在高考或模拟考试中 常综合各种力考查平衡问题或者考查平衡问题中的推理 分析综合能力 如图所示 在倾角为 的粗糙斜面上 有一个质量为m的物体被水平力f推着静止于斜面上 已知物体与斜面间的动摩擦因数为 且 tan 求 1 若物体恰好不下滑 则推力f为多少 2 若物体恰好不上滑 则推力f为多少 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 思路点拨 解答本题时应注意以下三点 1 物体在斜面上所受摩擦力的方向 2 物体刚好不上滑或不下滑时摩擦力的大小 3 物体刚好不滑动时仍为平衡状态 3 如图所示 一根绳子受到100n的拉力时就会断裂 把它竖直悬挂起来 下端系一个重50n的物体 若通过绳子上一点o 沿水平方向缓慢拉动 则 1 上半段绳子跟竖直方向成多大角时 绳子将断裂 2 这时水平拉力为多大 1 下面四个图象依次表示四个物体a b c d的加速度 速度 位移和滑动摩擦力随时间变化的规律 其中物体可能受力平衡的是 解析 受力平衡的特征是合外力为零 加速度为零 速度不发生变化 所以a b图中物体不是平衡态 c图中s t图象是一条直线 所以物体的速度不变 受力平衡 d图中只给出了滑动摩擦力随时间的变化情况 物体可能还受到其他的外力 滑动摩擦力和其他外力的合力有可能等于零 所以有可能处于平衡状态 答案 cd 2 2011年合肥模拟 如图所示 物体a b c叠放在水平桌面上 水平力f作用于c物体 使a b c以共同速度向右匀速运动 且三者相对静止 关于摩擦力的说法 正确的是 a c不受摩擦力作用b b不受摩擦力作用c a受摩擦力的合力不为零d 以a b c为整体 整体受到的摩擦力为零解析 物体a b c沿水平面向右匀速运动时 其合力均为零 因此c一定受到a对c沿水平方向向左的摩擦力 a错误 地面对a一定有沿水平面向左的摩擦力 d错误 物体b水平方向合力为零 一定不受摩擦力作用 b正确 对物体a受力分析 由平衡条件可知 c对a的摩擦力与地面对a的摩擦力一定等大反向 故c错误 答案 b 3 2010年高考安徽理综卷 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表面的滑块q相连 如图所示 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 a 3b 4c 5d 6解析 对木板p进行受力分析 木板p受重力 斜面的支持力 滑块q的弹力 弹簧的弹力和与斜面间的摩擦力5个力的作用 故选c 答案 c 解析 对m受力分析如图 甲 垂直于斜面有n1 mgcos 对m受力分析如图 乙 水平方向上