高中物理 第五章 力与平衡章末整合课件 鲁科版必修1.ppt

章末整合 网络建构 力与平衡 力的合成与分解共点力作用下物体的平衡 力的合成与分解 共点力作用下物体的平衡 专题讲座 连接体的平衡问题 解决共点力的平衡问题 关键是对研究对象进行准确的受力分析 受力分析时应注意不同力产生的条件及方向特点 然后根据共点力的平衡条件在所选的方向上列平衡方程 再分析 求解 连接体是多个相互关联的物体组成的物体组 或物体系 分析连接体问题时 常用整体法和隔离法来进行受力分析 由于对于连接体问题 多数情况即要分析外力 又要分析内力 这时我们可以采取先整体 解决外力 后隔离 解决内力 的方法 当然个别情况也可运用先隔离再整体的相反顺序 例1 如图5 1所示 a球重g1 60n 斜面体b重g2 100n 斜面倾角为30 一切摩擦均不计 则水平力f为多大时 才能使a b均处于静止状态 此时竖直墙壁和水平地面受到的弹力各为多大 图5 1 解析 将a b视为一个整体 该整体处于静止状态 所受合力为零 对整体受力分析如下图甲所示 其中f 为墙壁的弹力 n为水平地面的弹力 列平衡方程得f f n g1 g2 60n 100n 160n 隔离斜面体b 进行受力分析如图乙所示 其中n 为球a对斜面体的压力 将压力n 正交分解后 列平衡方程为f n sin n n cos g2 反思领悟 整体法与隔离法是很常用的分析力学问题的方法 但这两种方法并非孤立 很多具体问题 将整体法和隔离法结合起来应用分析 解题将更简便 平衡状态下的临界与极值问题 1 临界问题平衡物体的临界状态是指物体所处平衡状态将要发生变化的状态 涉及临界状态的问题叫临界问题 也就是说在临界状态下 当某物理量发生变化时 会引起其他几个物理量的变化 解决这类问题一定要注意 恰好出现 或 恰好不出现 的条件 基本方法是假设推理法 即先假设某种情况成立 然后再根据平衡条件及有关知识进行论证 求解 2 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 研究平衡物体的极值问题有两种常用方法 1 解析法 即根据物体的平衡条件列出方程 在解方程时 采用数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值 2 图解法 即根据物体的平衡条件作出力的矢量图 画出平行四边形或者矢量三角形进行动态分析 确定最大值或最小值 例2 物体的质量为2kg 两根轻细绳ab和ac的一端连接于竖直墙上 另一端a系于物体上 在物体上另施加一个方向与水平线成 60 角的拉力f 如图5 2所示 图中物体当做质点 若要使两绳都能伸直 求拉力f的大小范围 g取10n kg 图5 2 解析 作出物体a的受力分析图 如下图所示 由平衡条件可得 fsin f1sin mgfcos f2 f1cos 反思领悟 运用假设法解决临界问题的基本步骤是 明确研究对象 画受力图 假设可发生的临界现象 列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解 易错分析 由于方法不当导致受力分析错误 典例1 如图5 3所示 物体a靠在竖直墙面上 在力f的作用下 物体a b保持静止 物体a的受力个数为 a 2b 3c 4d 5 图5 3 错因分析 以a为研究对象 a受到重力 b对它的斜向上的弹力 b对它的斜向上的摩擦力和墙壁对它向右的弹力四个力的作用 选c 解析 先以a b整体为研究对象 整体受到向上的推力f和重力 墙壁对a无弹力 再以a为研究对象 a受到竖直向下的重力 b对它的支持力和摩擦力 所以a受到三个力的作用 选项b正确 答案 b纠错心得 对物体进行受力分析时不能想当然 要善于变换研究对象 运用联系的观点 灵活应用整体法和隔离法 力的相互作用中矢量三角形应用不当 典例2 如图5 4所示 质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定 轻杆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 重力大小为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 图5 4 a 绳子越来越容易断b 绳子越来越不容易断c ab杆越来越容易断d ab杆越来越不容易断 错解剖析 错解1 认识不到b点的受力特点 认为用拉力f将b端缓慢上拉的过程中 b点受重物的拉力一定 但随着绳子ob越来越短 绳子的拉力会越来越大 所以选择a 错解2 认识不到b点的受力特点 认为用拉力f将b端缓慢上拉的过程中 b点受重物的拉力一定 但ab杆越接近竖直其承受的力越大 所以选择c 解析 以b点为研究对象 进行受力分析 b点受重物的拉力一定 大小为g 轻绳的拉力f 沿轻杆方向倾斜向上的支持力n 由于是缓慢拉动 所以b点处于动态平衡状态 f和n的合力即为重物拉力的平衡力 根据三个力的特点 在b点可得矢量三角形如右图 答案 b 纠错心得 处理动态平衡问题的方法 就是在原来处理平衡问题的基础上 注意分析由于某一个物理