受力分析精品PPT课件

第4课时受力分析共点力的平衡,静止,匀速直线运动,3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。(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，其中任何一个力与其余两个力的合力大小，方向；并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量。(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小，方向。,相等,相反,相等,相反,三角形,相等,相反,答案(1)(2)(3)(4),题组自测题组一受力分析物体的平衡1.光滑的挡板竖直固定在倾角为的斜面上，一质量为m的半球形均匀物体靠着挡板放上后，处于静止状态，如图1所示。关于对半球形物体的受力分析错误的是(),图1,A可能受三个力：重力、斜面对物体的支持力和摩擦力B可能受四个力：重力、挡板对物体的支持力、斜面对物体的支持力和摩擦力C可能受三个力：重力、挡板对物体的支持力、斜面对物体的支持力D如果斜面也光滑，挡板的支持力大小一定是mgsin,解析对半球形物体受力分析，由平衡条件F合0分析，A、B、C项叙述的情况均可能。若斜面光滑，得挡板的支持力FNmgtan，选项D错误。答案D,2如图2所示，水平地面上叠放着A、B两物体，B物体受力F作用，A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动，则B物体的受力个数为()A4个B5个C6个D7个,图2,解析先用隔离法，选取A为研究对象，A必受到B对其施加的水平向左的摩擦力，所以A对B施加了水平向右的摩擦力；再运用整体法，选取A和B组成的系统为研究对象，系统做匀减速运动，合力方向向左，可知地面对系统(也即是地面对B物体)施加了水平向左的摩擦力；最后再选取B为研究对象，其共受到6个力的作用：竖直向下的重力，A对其竖直向下的压力和水平向右的摩擦力，地面对它竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力，水平拉力F，本题答案为C。答案C,题组二动态平衡问题的分析3如图3所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()AF1先增大后减小，F2一直减小BF1先减小后增大，F2一直减小CF1和F2都一直减小DF1和F2都一直增大,图3,解析小球受力如图甲所示，因挡板是缓慢移动，所以小球处于动态平衡状态，在移动过程中，此三力(重力G、斜面的支持力F2、挡板的弹力F1)组合成一矢量三角形的变化情况如图乙所示(重力大小方向均不变，斜面对其支持力方向始终不变)，由图可知此过程中斜面对小球的支持力F2不断减小，挡板对小球弹力F1先减小后增大，再由牛顿第三定律知B对。答案B,4如图4所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，木板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是()AF1增大，F2减小BF1增大，F2增大CF1减小，F2减小DF1减小，F2增大,图4,解析作出球在某位置时的受力分析图，如图所示，在小球运动的过程中，F1的方向不变，F2与竖直方向的夹角逐渐变大，画力的动态平行四边形，由图可知F1、F2均增大，选项B正确。答案B,考点一物体的受力分析1定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程。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。,【例1】(多选)如图5所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F0。则下列描述正确的是()AB可能受到3个或4个力作用B斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下CA对B的摩擦力可能为0DA、B整体可能受三个力作用,图5,解析对A、B整体，一定受到重力G、斜面支持力FN、水平力F如图(a)，这三个力可能使整体平衡，因此斜面对A、B整体的静摩擦力可能为0，可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，B、D正确；对木块A，受力如图(b)，水平方向受平衡力，因此一定有静摩擦力FfA与水平力F平衡，C错误；对木块B，受力如图(c)，其中摩擦力Ff可能为0，因此木块B可能受4个或5个力作用，A错误。,答案BD,受力分析的基本思路(1)研究对象的选取方法：整体法和隔离法(2),【变式训练】1(多选)如图6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()AA一定受到四个力BB可能受到四个力CB与墙壁之间一定有弹力和摩擦力DA与B之间一定有摩擦力,图6,解析对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力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；对B受力分析如图乙所示，其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态，故B只能受到三个力，B错；对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力，共四个力，A、D对。,答案AD,考点二共点力作用下物体的平衡问题1求共点力作用下物体平衡问题的一般步骤2研究对象的选取原则根据题目要求，研究对象应选取一个便于受力分析的平衡体(单个物体或系统，也可以是结点)。,图7,第一步：抓关键点获取信息,第二步：找突破口构建思路,答案D,处理平衡问题的常用方法,【变式训练】2(2014德州二模)如图8所示，三个重均为100N的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F20N作用在物块2上，三条轻质绳结于O点，与物块3连接的绳水平，与天花板连接的绳与水平方向成45角，竖直绳悬挂重为20N的小球P。整个装置处于静止状态。则(),图8,A物块1和2之间的摩擦力大小为20NB与物块3相连的轻质绳的拉力大小为20NC桌面对物块3的支持力大小为320ND物块3受4个力的作用,解析以结点O为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件可求出与物块3相连的轻质绳的拉力大小为F1GP20N，再以物块1、2、3为研究对象，由平衡条件可知，物块3与桌面之间的摩擦力为零，所以物块3受5个力的作用，且桌面对物块3的支持力FN300N，故选项B对，C、D均错；以物块1为研究对象，由平衡条件可知Ff0，选项A错。答案B,考点三动态平衡问题的分析1动态平衡是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡。2基本思路化“动”为“静”，“静”中求“动”。,图9,甲乙,答案BD,分析动态平衡问题的两种方法,【变式训练】3如图10所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1，球对木板的压力大小为FN2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中()AFN1始终减小，FN2始终增大BFN1始终减小，FN2始终减小CFN1先增大后减小，FN2始终减小DFN1先增大后减小，FN2先减小后增大,图10,甲乙,(图解法)如图乙所示，把mg按它的两个效果进行分解如图所示。在木板缓慢转动时，FN1的方向不变，mg、FN1、FN2应构成一个闭合的三角形。FN2始终垂直于木板，随木板的转动而转动，由图可知，在木板转动时，FN2变小，FN1也变小，选项B正确。答案B,考点四平衡问题中的临界(极值)问题求解平衡问题中的临界问题常用的方法1解析法根据物体的平衡条件列方程，在解方程时采用数学知识求极值。通常用到的数学知识有二次函数求极值、讨论分式求极值、三角函数求极值以及几何法求极值等。2图解法根据平衡条件作出力的矢量图，如只受三个力，则这三个力构成封闭矢量三角形，然后根据矢量图进行动态分析，确定最大值和最小值。,3极限法极限法是一种处理临界问题的有效方法，它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端(“极大”、“极小”、“极右”、“极左”等)，从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来，使问题明朗化，便于分析求解。,图11,解析以a、b为整体，整体受重力2mg、悬绳OA的拉力FT及拉力F三个力而平衡，如图所示，三力构成的矢量三角形中，当力