高三第一轮第二章学案9.doc

学案9 受力分析共点力的平衡一、概念规律题组1下列几组共点力分别作用于同一物体上，有可能使物体做匀速直线运动的是()A1 N、5 N、3 N B3 N、4 N、8 NC4 N、10 N、5 N D4 N、12 N、8 N2关于物体的平衡状态，下列说法不正确的是()A做匀速直线运动的物体一定处于平衡状态B若物体的速度为零，则物体处于平衡状态C若物体的加速度为零，则物体处于平衡状态D若物体所受合力为零，则一定处于平衡状态二、受力分析的步骤与方法1受力分析的步骤(1)明确研究对象：研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统(2)隔离物体分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用(3)画受力示意图：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(4)检查受力分析是否有误：检查画出的每一个力能否找到它的施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态，如果不能，则必然发生了漏力、多力或错力的现象2受力分析的方法(1)整体法和隔离法整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将单个物体作为研究对象与周围物体分隔开来分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力注意问题受力分析时不要再考虑系统内部物体间的相互作用整体法和隔离法有时交叉使用，根据牛顿第三定律可从整体隔离过渡一般隔离受力较少的物体(2)假设法在受力分析时，若不能确定某未知力是否存在，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图5针对训练1(2010安徽19)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5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()A3 B4 C5 D6二、共点力作用下的平衡问题平衡类问题不仅仅涉及力学内容，在电磁学中常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡，通电导体棒在磁场中的平衡共点力的平衡问题是高考热点单独出题多以选择题形式出现，也可包含在综合计算题中1求解平衡问题的基本思路(1)明确平衡状态(加速度为零)；(2)巧选研究对象(整体法和隔离法)；(3)受力分析(规范画出受力示意图)；(4)建立平衡方程(灵活运用力的合成法、矢量三角形法、正交分解法及数学解析法)；(5)求解或讨论(解的结果及物理意义)2处理共点力平衡问题常用的方法(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图6【例2】 (2009山东理综16)如图6所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为.下列关系正确的是()AF BFmgtan CFN DFNmgtan 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”图8【例3】 如图8所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60.现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是()A增大 B先减小，后增大C减小 D先增大，后减小规范思维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【例4】 如图9图9所示，一可视为质点的小球A用细线拴住系在O点，在O点正下方固定一个小球B(也可视为质点)由于A、B两球间存在斥力，A球被排斥开，当细线与竖直方向夹角为时系统静止由于某种原因，两球间的斥力减小导致角减小已知两球间的斥力总是沿着两球心的连线试分析角逐渐减小的过程中，细线的拉力如何变化？ (2)正交分解法将各力分解到x轴和y轴上，利用两坐标轴上的合力都等于零(多用于三个或三个以上共点力作用下的物体的平衡)求解值得注意的是，对x、y轴的方向选择时，要使落在x、y轴上的力尽可能的多，被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力针对训练3(2010山东17改编题)11如图11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，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()FNm1gm2gFsin FNm1gm2gFcos FfFcos FfFsin A B C D(3)整体法与隔离法在共点力平衡问题中的应用针对训练4(2009海南3)图13两刚性球a和b的质量分别为ma和mb，直径分别为da和db(dadb)将a、b依次放入一竖直放置、内径为d的平底圆筒内，如图13所示设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为FN1和FN2，筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度为g.若所有接触都是光滑的，则()AF(mamb)gFN1FN2BF(mamb)gFN1FN2CmagF(mamb)gFN1FN2DmagF(mamb)gFN1FN2【基础演练】图141(2010广东理综13)图14为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是()AFA一定小于GBFA与FB大小相等CFA与FB是一对平衡力DFA与FB大小之和等于G2(2010清华附中模拟)图15如图15所示，水平地面上的物体A，在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是()A物体A可能只受到三个力的作用B物体A一定受到了三个力的作用C物体A受到的滑动摩擦力大小为Fcos D物体A对水平地面的压力的大小一定为Fsin 3(2011矾高月考)质