高考物理一轮复习 第二章 相互作用 4讲 受力分析 共点力的平衡课件.ppt

课标版物理 第4讲受力分析共点力的平衡 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 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 1 明确 即确定分析受力的物体 2 隔离物体分析 将研究对象从周围物体中 出来 进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用 受力 研究对象 隔离 3 画出受力示意图 边分析边将力一一画在受力示意图上 准确标出 4 检查画出的每一个力能否找出它的 检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态 否则 必然发生了漏力 添力或错力现象 力的方向 施力物体 自测1 2015广西四市一测 15 如图所示 一小物块在水平力f的作用下静止在斜面上 那么对小物块受力个数的判断 下列说法中正确的是 a 可能是2个b 可能是3个c 一定是3个d 一定是4个答案b物块一定受重力 斜面支持力 水平推力f 若fcos mgsin 则不受摩擦力 若fcos mgsin 则受摩擦力 故选项b正确 二 共点力的平衡1 平衡状态 物体处于 或 状态 2 共点力的平衡条件 f合 或者 三 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 1 如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态 其中任意两个力的合力一定与第三个力大小 方向 2 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时 表示这三个力的有向线段通过平移可构成封闭三角形 静止 匀速直线运动 0 相等 相反 平衡力 相等 相反 3 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时 如图所示 则有 拉密定理 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 自测2 辨析题 1 速度等于零的物体一定处于平衡状态 2 物体的平衡状态是指物体处于静止或速度等于零的状态 3 物体处于平衡状态时 加速度等于零 4 二力平衡时 这两个力必定等大反向 5 若物体受到三个力f1 f2 f3的作用而平衡 将f1转动90 时 三个力的合力大小为f1 6 多个共点力平衡时 其中任何一个力与其余各力的合力大小相等 方向相反 答案 1 2 3 4 5 6 相等 相反 自测3壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行 关于它在此平面内的受力分析 下列图示中正确的是 答案a壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行 受力平衡 故受到的摩擦力一定和重力等大 反向 选项a正确 考点一受力分析1 受力分析时 除按先场力 重力 电磁力 后弹力再摩擦力的顺序分析外 在确定某个力是否存在时 应注意 1 只分析根据性质命名的力 不要把按效果命名的 分解或合成的力分析进去 受力图完成后再进行力的合成或分解 2 找不到施力物体的力一定不存在 3 受力情况与运动状态必须满足牛顿运动定律 4 对几个物体组成的系统进行受力分析时 只分析外力 不分析系统内物体之间的内力 2 受力分析的常用方法 1 整体法和隔离法 研究系统外的物体对系统整体的作用力时 通常用整体法 研究系统内部各物体之间的相互作用力时 通常用隔离法 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的影响来判断该力是否存在 典例1 2015安徽六校联考 如图所示 位于倾角为 的斜面上的物块b由跨过定滑轮的轻绳与物块a相连 从滑轮到a b的两段绳都与斜面平行 已知a与b之间及b与斜面之间均不光滑 若用一沿斜面向下的力f拉b并使它做匀速直线运动 则b受力的个数为 a 4个b 5个c 6个d 7个答案d对b进行受力分析 它受重力 斜面的支持力 拉力f 细绳沿斜面向上的拉力 物块a对b的压力 物块a与b之间的滑动摩擦力 b与斜面间的滑动摩擦力 因此b共受7个力作用 在受力分析时遇到不能确定的力 可用以下方法进行判断 1 1 多选 如图所示 两个相似的斜面体a b在竖直向上的力f的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上 关于斜面体a和b的受力情况 下列说法正确的是 a a一定受到4个力b b可能受到4个力c b与墙壁之间一定有弹力和摩擦力d a与b之间一定有摩擦力答案ad对斜面体a b整体受力分析 其受到向下的重力g和向上的推力f 由平衡条件可知b与墙壁之间不可能有弹力 因此也不可能有摩擦力 故c错误 利用假设法确定b与a间的作用力 对斜面体a受力分析 a一定受到重力ga和推力f 假设撤掉a b将下落 a b间一定存在弹力fba 为保持a处于平衡状态 b一定给a一个沿斜面向下的摩擦力ff 如图甲所示 根据牛顿第三定律可知 斜面体b除受重力外 一定受到a的支持力fab和摩擦力ff 如图乙所示 综合以上分析可知选项a d正确 b错误 考点二解答平衡问题的基本方法 典例2 多选 如图所示 重物的质量为m 轻细绳ao和bo的a端 b端是固定的 平衡时ao是水平的 bo与水平方向的夹角为 ao的拉力f1和bo的拉力f2的大小是 a f1 mgcos b f1 c f2 mgsin d f2 答案bd解法一 合成法 由平行四边形定则 作出f1 f2的合力f12 如图甲所示 又考虑到f12 mg 解直角三角形得f1 f2 故选项b d正确 解法二 分解法 用效果分解法求解 f2共产生两个作用效果 一个是水平方向沿a o拉绳子ao 另一个是拉着竖直方向的绳子 如图乙所示 将f2分解在这两个方向上 结合力的平衡等知识得 f1 f2 f2 显然 也可以按f3 或f1 产生的效果分解f3 或f1 来求解此题 解法三 正交分解法 将o点受的力沿水平方向 竖直方向正交分解 如图丙所示 由力的平衡条件得f2cos f1 0 f2sin mg 0 解得f2 f1 解法四 力的三角形法 结点o受到f1 f2和f3作用处于平衡状态 画出受力分析图 再将三个力的矢量平移到一个三角形中 三力构成首尾依次相接的封闭三角形 如图丁所示 丁则由直角三角形知识可知 f1 f2 解法五 拉密定理 对o点受力分析 如图戊所示 根据拉密定理有 戊 则f1 mg 分析三力平衡问题时 通常采用合成法 如果涉及的力的三角形不是直角三角形 可考虑三角形相似 正弦定理等手段进行定量计算 对于多力平衡问题 通常采用正交分解法 2 1 2015江苏泰州二模 2 多选 如图甲所示 匀质链条悬挂在天花板等高的a b两点 现将链条中点也拉至a b中间位置c悬挂 如图乙所示 则下列说法正确的是 a 天花板对链条的作用力变大b 天花板在a点对链条的作用力不变c 乙图中链条最低点的张力为甲图的1 2d 链条的重心位置升高 答案cd对链条受力分析可知 两种情况下天花板对链条的作用力始终等于链条的重力 故a错 题图甲中链条由a b两处的天花板承受 而题图乙中由a b c三处的天花板承受 故题图乙中天花板在a点对链条的作用力变小了 b项错 设链条的重力为g 取一半链条分析 受力如图所示 由平衡条件可得链条最低点的张力f1 同理题图乙中链条最低点的张力f1 故c项正确 由题图可见d