专题7-受力分析-共点力的平衡

1、专题7-受力分析-共点力的平衡专题7受力分析、共点力的平衡一.受力分析力学中三种常见性质力2(1)有多少个接触面(点)就有可能有多少个弹 力(2)常见的弹力的方向：弹簧对物体的弹力方向:与弹簧恢复原长的方 向相同绳子对物体的弹力：沿着绳子收缩的方向.面弹力(压力，支持力)：垂直于接触面指向 受力的物体.3摩擦力有多少个接触面就有可能有多少个摩擦力(2)静摩擦力方向：与相对运动的趋势方向相反(3)滑动摩擦力的方向：与相对运动方向相反 二.受力分析1步骤(1) 确定研究对象(受力物体)： 可以是 一个整体，也可以个体(隔离分析)注意：只分析外界给研究对象的力，研究1重力：(1)方向：竖直向下(2)

2、作用点：重对象给别人的力不分析专题7受力分析、共点力的平衡（2） .受力分析要看物体的运动状态：静止还是运动2.顺序：（1）外力：外力可以方向不变地平移（2）重力先弹力：看有几个接触面（点）。判断面上若 有挤压，则垂直于接触面有弹力。分析完一个面（点），再分析其他面（点）3.检验：是否多画力或者漏画力检查每一个力的施力物体是否都是别的 物体三.题型：分类、水平面 竖直面 斜面二、共点力的平衡1.共点力作用于物体的_或力的_相交于一点的力.2.平衡状态物体保持 或的状态.(2)通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓勺变化的过程(动态平衡).物体的速度为零和物体处于静止状态是一回事 吗？提示：物体

3、处于静止状态，不但速度为零，而且加速度(或合外力)为零.有时，物体速度为零,高点时；摆球摆到最高点时，加速度都不为零, 都不属于平衡状态.因此，物体的速度为零与静止状态不是一回事.3共点力的平衡条件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，其中任何一个力与其余两个力的合 力大小，方向但加速度不一定为零，如竖直上抛的物体到达】尺合=(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_三.解决平衡问题的思路二力平衡.二

4、力大小相等，方向相反三力平衡.合成法、正交分解法例：如图所示，用绳AC和BC吊起一重物，重物静止，绳与竖直方向夹角分别丫旺狰为30和60，物体的重力为F100N,求绳AC和BC受到的拉丨力各为多少牛？1多力平衡.正交分解法 水平地面上匀速运动。已知木箱与地面间的动摩 擦因数为u,该工人的推力与水平面间的夹角为如图所示：某装卸工人推着质:m的木箱在0,重力加速度为g,求：推力F的大小。四、动态平衡问题的分析方法1.图解法用图解法分析力的动态变化，具有直观、便于比 较的特点，它一般适用于研究对象受三个力作用 的情况，且其中一个力大小、方向不变，另一个 力方向不变，第三个力大小、方向均变化.应用 时

5、应注意以下几点:(1)明确要分解大小、方向均不变的力，把它分解 到另外两个力的反方向上.明确哪个力的方向是不变的.明确哪个力大小、方向变化，变化的范围如何.2列方程法1结点O受球的拉力为G为60N,已知e=30。,球静止，求绳子AO和BO受到的拉力各为多少牛？一.物体受力分析试对下列物体受力分析。题型一：水平面1物体在光滑和粗糙的水平面向右运动。2物体在水平向右的水平力F作用下， 在粗糙的 水平面上向右和向左运动。A7777/777777/77777A向右运动A7777/777777777777A向右运动题型二：竖直面物体在水平力F作用下在粗糙的竖直面上静止 和匀速下滑。题型三：斜面1.物体沿

6、光滑斜面下滑和物体在粗糙的斜面上 静止。2物体沿粗糙斜面上滑和匀速下滑。3光滑球在斜面上静止。A/7777/77777777A向左匀速A向右运动匀速下滑5如图所示请分别分析物体A和B受力情况：(1 ) A、B都静止，各接触面均粗糙|=14小试牛7向右运动刀:向右运动向上运动(2 ) A、B起向右匀速运动，各接触面均粗(3 ) A、B起向右加速运动，各接触面均 粗糙6.分析A和B物体受的力 受力(并写出施力物)物体静止不动物体静止不动7水平传送带的匀速速度为vi,分析其上的物分析A和C在水平力F作用下沿桌面匀速运动.体受力1.随传送带一起向右匀速运动2.物体轻轻的放入传送带上，即物体的初速度为零

7、受力分析的顺序小结:不知外力有没有，但重 力一定有，先有弹力后摩擦。二.三力平衡问题一.二力平衡2.人站在自动扶梯上随扶梯匀速上升，如图2所示，下列说法正确，的是（）A.人所受合力方向同图中速度的方向图2C.人只在竖直方向受力且合力为零D人在竖直方向所受合力不为零解析：由于人匀速上升，处于平衡状态，所 以人所受的合力一定为零，在水平方向不受力的作用。否则，与人所处的状态就是矛盾的。B.人在水平方向受到向右的摩擦力的作用二.三力平衡问题答案：C1如图1所示，一物体静止在斜面上，关于它所受各力的相互关系， 下列说法正确的是（）A.它受到的重力与弹力大小相等B它受到的静摩擦力的大小等于重力沿斜面向下

8、的分力C.所受到的弹力与摩擦力的合力大于物体受到的重力D它受到的斜面作用力的合力方向垂直于斜面向上解析：对物体受力分析，它受三个力：重力、斜面对它的支持力和静摩擦力，且三力平衡，则 弹力与摩擦力的合力和物体受到的重力是一对 平衡力，等大反向，A、C错。斜面对物体的作 用力的合力即弹力与摩擦力的合力，方向竖直向 上，D错。把重力沿垂直于斜面方向和平行于斜 面方向分解，则各个方向受力均平衡，所以静摩擦力与重力沿斜面向下的分力等大反向，B对。答案：B4如图4所示，质量为加的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知 三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为斜面的 倾角为30,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分

9、别为（）C.解析：三棱柱受重力、斜面的支持力、摩擦力三力平衡，故FN=mgcos 0 =-mg9f=mgsin 0块悬挂在空中，如图5所示。已知眈和方c与竖 直方向A. 2%*和詁1- - 2 2BeBeD.的夹角分别为30和60 ,则ac绳和 加绳中的拉力分别为（）AA/311A/3A/3A2隔-mgB.2mgC4mg,1n1A/3严D.严，弋 mg解析：将绳ac和be的拉力合成，由二力平 衡条件可知，合力与重力大小相等，即 F=mg,如图所示。因绳ac和绳be与竖直方向的夹角分别为30和60,所以平行四边形为矩形，由图可、值知，曰C绳中的拉力Fa=mgcos2Q0= 2be绳中的拉力Fbc

10、=mgsin3QoA正确。答案：A9. （8分）在科学研究中，可以用 风力仪直接测量风力的大小，其原理I =如图9所示。仪器中一根轻质金属丝，悬挂着一 个金属球。无风时，金属丝竖直下垂；当受到沿 水平方向吹来的风时，金属丝偏离竖直方向一个 角度。风力越大。偏角越大。通过传感器，就可 以根据偏角的大小指示出风力。那么风力大小尸跟金属球的质量皿偏角0之间有什么图9样的关系呢？解析：取金属球为研究对象，有 了风时，它受到三个力的作用：重力4：兰丨mg加g、水平方向的风力尸和金属丝的拉力T,如图所示。这三个力是共点力，在这三个 共点力的作用下金属球处于平衡状态，则这三个 力的合力为零。根据任意两力的合

11、力与第三个力 等大反向，风力尸和拉力T的合力与重力等大反 向，由平行四边形定则可得答案：F=mgtan &三.正交分解法3.（双选）如图3所示，重力为G ”的物体受到与水平面成a角斜向上的恒力尸的 作用，物体沿水平地面做匀速直线运动，则A.地面对物体的支持力大小等于物体所受 重力G的大小 图3B.地面对物体的支持力大小等于G-FsinC物体与地面间的动摩擦因数为尺osa/GD物体所受的滑动摩擦力大小为&osaFsinQ解析：由正交分解法:竖直方向合力为零:I有FN=G-由f= RFN由水平方向合力为零，f=FcosQ解：u 二Feos aGFsin a故B、D正确。答案：BD2

12、如图，物体A在水平力F=400N的作用下，沿倾角0=60的斜面匀速下滑。物体A受的重力G=400N,求斜面对物体A的支持力（2）物体受到的滑动摩擦力？（3）摩擦因数卩如图所示，某个物体在斥、E、虑和E四个 共点力作用下处于静止状态，若 汁 月的 方向沿逆时针转过60而保持其处大 小不变，其余三个力的大小和方向均保持不变， 则此时物体所受到的合力大四.多力平衡问小为（）A号B.C.F&D.解析：由共点力的平衡条件可知，F、%、鸟、和为的合力应为零，斥、尺的合力应与 月等值反向，当爲的方向沿逆时针转过60而保持其大小不变时，只、F.的合力大小仍为 凡 但方向与E成120 ,由力的平行四边形

13、定则可知，此时物体所受的合力大小为人，所以本 题的正确选项应为C。答案：c五.动态平衡问1.图解法7如图7所示,把压力为他。在将板彩逐渐放至水平的过程中, 下列说法正确的是（）夹在竖直墙壁AC和木氏之间，不计摩擦，球墙的压力为禺，球对板对的toFA.凡和凡都增大B.凡和凡都减小C.耳增大，几减小D.凡减小，凡增大解析：虽然题目中的禺和几涉及的是墙和 木板的受力情况，但研究对象还是取球。由于球 处于一个动态平衡过程，凡和几都是变力，画受力图可以先画开始时刻的，然后再根据各力的 关系定性或定量地讨论某力的变化规律。球所受 的重力G产生的效果有两个，对墙的压力凡和 对板的压力Fg根据G产生的效果将其

14、分解, 如图所则F、=FM,F=Fg从图中不难看出, 当板血逐渐放平的过程中，凡的方向保持不变 而大小逐渐减小，甩与G的夹角逐渐变小，其大 小也逐渐减小。因此，本题的正确答案为B。答案：B2.列方程分析法例题：放在粗糙水平面上的物mg体，在拉力F的作用下始终处于静止。在拉力F大小不变，而减小它与水平面之间夹角6的过 程中，下列判断正确的是（C ）的支持力变小C物体受到摩擦力和支持力的合力变大D物体受到的合力变小A箱子不再下滑物体收到的摩擦力变小B物体受到&如图8所示,某空箱子恰好能沿倾角为emgC箱子将加速下滑B.箱子仍能匀速下滑IniD箱子将减速下滑Fv /解析：设空箱子质量为血又装

15、入的物体的 质量为A血则箱子空时的受力分析如图所示。由图可知：F=mgcos0f=mgsin0f=tanAvFN=(227+ A 227)gCQS所受到的摩擦力f =nF=(227+ Asin&,即此时箱子所受到 的摩擦力仍等于重力沿斜面向下的分力，因而物体仍能匀速下滑。答案：B1.人通过定滑轮把物体P提升到某一高处，并处于静止。如果人向右多走一步，那么，下列判断 不正确的是(a )A.人拉绳的力变大当装入一些物体时，这时箱子对斜面的压力所以卩0。B.人拉绳的力不变C.地面受到的压力变大D.人受到的摩擦力变大六.整体隔离法kg的滑块置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小为30 N的力尸推滑块，滑块沿斜面向上匀速运动，斜面体质量22fe=10 kg,且始终静止，取歼10 m/s2,求：图10（1）斜面对滑块的摩擦力大小;（2）地面对斜面体的摩擦力和支持力的大小