2020年高考物理复习(新课改专用)受力分析共点力的平衡

1、第4节受力分析共点力的平衡理解透概念公式定理/一、受力分析1.受力分析的定义把指定物体(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，这个过程就是受力分析.2.受力分析的一般步骤边分析边将力一一iwi在受力示意 图上准确标出各力的方向尽帛 做到大力长线、小力短线二.共点力作用下物体的平衡1.平衡状态(1)静止：物体的速度和加速度都等于零的状态.(2)匀速直线运动：物体的加速度为零.速度不为零的状态.2-平裔条件物体所受合外力为零，即F合=0 注2(2)若采用正交分解法，平衡条件表达式为心=0, Fr=0.3 物体平衡条件的相关推论(1)二力平衡： 如果物体在两个共点力

2、的作用下处于平衡状态， 这两个力必定大小相等, 方向相反。(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，其中任意两个力的合力 一定与第三个力大小相等、方向相反.注3(3)多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与甚金力的合力 大小相等，方向相反.注解释疑注1(1)只分析物体受到的力，不分析物体对其他物体的力.(2)只分析外力，不分析内力.(3)性质力和效果力不可重复分析.(慕础不牢地动山摇)先分析巫力、场力和C知力 再 按曲面分析弹力 .摩擦力 最后分 析其他力吐画受力示意图(4)分力与合力不可重复分析.注2物体处于平衡状态时，所受合力一定为*,物体所受合力为军时

3、，也一定处于平 衡状态，即合力为零是平衡状态的充要条件。注3三力首尾相连，构成封闭三角形。深化那1物体速度为零时，不一定处于平衡状态，如竖直上抛运动到最高点。2.物体处于平衡状态时，沿任意方向的合力均为0。3.物体受多个力作用处于平衡状态时，其中几个力的合力与其余力的合力必定等大反 向.【基础自测:一、判斷题(1)对物体受力分析时，只能画该物体受到的力，其他物体受到的力不能画在该物体上.(V)(2)物体沿光滑斜面下滑时，受到重力、支持力和下滑力的作用。(X)(3)物体的速度为零即处于平衡状态.( (X)(4)物体处于平衡状态时，其加速度一定为零.( (J)(5)物体受两个力作用处于平衡状态，这

4、两个力必定等大反向。(V)(6)物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力.(X)(7)物体受三个力竹、佗、凡作用处于平衡状态，若将佗转动90。，则三个力的合力大 小为迄FA(V)二、选择题1. (2013康高令)如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背 与水平面之间有固定倾斜角e.若此人所受重力为G,则椅子各部分 对他的作用力的合力大小为()C. Geos0解析：A A人黔躺在椅子上.处于平衡状态，因此，椅子各部分对他的作用力的合 力与人的重力G等大反向.A正确。2.如图，质量mAmH的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面，让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体的受力示意图是()L

5、EDe/ NABCD解析：逸A A与整体同时沿竖直墙面下滑.受到重力，墙璧对其没有支持力，如呆有，将会向右加違运动，因为没有弹力，故也不受墙璧的摩擦力，即只受重力，做自由 落体运动.由于整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A、间无弹力，再对物体B受力分析，只受重力，故A项正确3.科股处修1 P97 T（多选）如图所示，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定受到四个力的作用C.物体A受到的滑动摩擦力大小为Feos &D.物体A对水平面的压力大小一定为Fsin0解析：遶BC物体水平向右做匀速运动，合力

6、必为辈，所以必受水平向左的摩擦力，且有/=Fcos3.因滑动摩擦力存在，地面一定对物体A有蹩直向上的支持力，且有N=mg-Fsin0,所以选项B、C正确，A、D错误高考对本节内容的考査，主要集中在共点力的平衡条件及其推论.整体法与隔离法的应用等，其中动态平衡问题常结合实际应用进行考査，主要以选择题的形式呈现，难度中研究好题型考法技巧考点一 物体的受力分析基础自修类题点全练:1【单个物体（多选）如图所示，固定斜面上有一光滑小球，与一竖直轻弹簧P和一平 行斜面的轻弹餐0连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数可能的是（）B. 2D. 4解析：选BCD设小球质董为叫 若FP=mg9则小球只受

7、拉力“和重力/g两个力 作用；若则小球受拉力几、重力加g、 支持力和弹簧0的弹力四个力作用; 若=0,则小球要保持静止，应受/、FQ和加g三个力作用，故小球受力个数不可能为lo A错误，B. C.D正确.2【多个物体的受力分析如图所示，质童为加的正方体和质童为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态.加和M的接触面与竖宜方向的夹角为a,重（堂难理淸能力大增）力加速度为g,若不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A.水平面对正方体M的弹力大于（M+/）gB.水平面对正方体M的弹力大小为aC.墙面对正方体加的弹力大小为mgtanaD.墙面对正方体M的弹力大小为mcota解析：选D对M和加构成的從

8、体进行受力分析，如图甲所示，蔓体受重力（M+g、 水平面的支持力N、两墙面的支持力心和NM,由于两正方体受力平衡，粮据共点力平衡 条件，水平面对正方体M的弹力大小为N=（M+/）g,故A、B错误.对加进行受力分析，受重力加g、墙面的支持力N”,、M的支持力N,如图乙所示， 根据共点力平衡条件有，8:直方向mg=N,sin a;水平方向cosa,解得Nm=mgcota,冲墙面对正方体加的弹力大小等于/cot a;由整体法可知N“=N 叭则墙面对正方体M的弹力大小为Ar.,/=mgcot a,故C错误，D正确。3受力分析与物体运动状态的综合磁性车載支架（图1吸用方便，它的原理是将一个引磁片贴在手机

9、背面，再将引磁片对 准支架的磯盘放置，手机就会被牢牢地吸附住（图2）.下列关于手机（含引磁片，下同）的说法中正确的是（）（）B.汽车静止时，支架对手机的作用力大小等于手机的重力大小C.当汽车以某一加速度向前加速时，手机可能不受支架对它的摩擦力作用D.只要汽车的加速度大小合适，无论是向前加速还是减速，手机都可能不受支架对它 的摩擦力作用解析：选B手机处于静止状态时，受力平衡，手机共受到重力、支架的支持力、 擦力以及星盘的吸引力，共4个力的作用，A错误；手机处于静止状态时，支架对手机的 支持力、斥擦力、吸引力的合力与手机重力等大反向，B正确；因琏盘对手机的吸引力和 手机所受支持力均与引琳片垂直，只

10、要汽车有向前的加速度时，一定有沿餅面向上的摩擦图1A.汽车静止时，手机共受三个力的作用1.整整体法与BW8法整体法隔离法槪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研宪对象与周围物体分隔开 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2.受力分析的注意事项意事项(1)养成按照一定顺序进行受力分析的习惯。(2)涉及弹簧弹力时.要注童拉伸或圧缩可能性分析。(3)分析摩擦力时要特别注意摩擦力的方向！(4)对于不能确定的力可以采用假设法分析.考点二 解答平衡问题的常用方法方法模型类典例如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平O点

11、为其 球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别 系有质为如和mz的小球，当它们处于平衡状态时，质为mi的小球与0点的连线与水平面的夹角=600,则两小球的质量之比计为()B.【解析法一：合成法小球加1受拉力八 支持力N.重力加培三力作用而处于平衡状态. 受力分析如图甲所示，小球加i处于平衡状态，故NET的合力F=加氐. 根据合力公式可得F=yjN+T+2NTcos &=mig9将N=T=加證，0=60。代入上式解得等=申，故选项A正确./ I /3 : 1,遶项A正确；议 OOi=h, OA=x9圓环的半径为细线.04的拉力大小为环对A的支持力大小为如图1所示，则根据

12、三角形相似有?=普=晋，当x变小时，F也变小，但M不变，选项B错溟；设如线04与001间夹角为乞 以小球半圓环和木板整体受力分析如图2所示，地面对木板的摩擦 力大小/=Fsin =-xsin09而xsin0表示小球A与O间的水平距离，是逐渐变小的故 /逐浙变小选项C正确；地面对木板的支持力大小N2=（mM+/HZ1+W）gFeos0=（m Gg号产xcos 0,而xcos0表示小球A与O间的豎直距离，是邃渐变小的，M逐渐変大，选项D错误.【答案【答案AC“融会贯通”归纳 一动态平術与“几何绳”的结合1.竖宜放置的“I I”形支架上，一根不可伸长的轻绳通过不计摩 擦的轻质滑轮悬挂一重物G,现将轻

13、绳的一端固定于支架上的A点， 另 一端从B点 （与A点等高）沿支架缓慢地向C点靠近，则绳中拉力大小变 化的情况是（）A.变大C.不变解析；选C因不计轻质滑轮的龙擦力，故悬挂重初的左右两段轻绳的拉 力大小相等，由平衡条件可知，两绳与豎直方向的央角大小相等，设均为0,号cos609查缺/（清障补短岛人一点）B.变小则有2Fcos0=G.设左右两投绳长分别为八 4 两蹩直支架之间的距离为d,则有hsin0解析：选C当轻绳的右端从点移到直杆聂上端时，设两绳的夬角为20.以滑轮为 研究对象，分析受力情况，作出受力图如图甲所示。粮据平衡条件得2Fcos0=mgf得到縄 子的拉力F=去爲，所以在轻縄的右端从

14、点移到直杆最上端的过程中，0增大，WS0减 小，则F变大.当轻绳的右端从直杆最上端移到C点时，如图乙所示，设两绳的夬角为2如 设绳子总 长为乙 两直杆间的距离为片 由數学知识得到sina=不变，则（X保持不变。再根 据平衡条件可知，两绳的拉力F保持不变所以绳中拉力大小变化的情况是先变大后不变,C正确。B在悬点竖直向上均变化，但厶+厶不变.故0不变.F不变，C正确.2.（多选）（2017大EF令）如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆“、N上的“、b 两点,悬挂衣服的衣架挂钩 是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当 衣架静止时，下列说法正确的是（）（）A.绳的右端上移到，绳子拉力不变B.将杆N向右移一2：爲匕设绳子总长为L,两杆间距离为s,由几何关系Lisin a+L：siiia=s,得sin么=乙二厶=,绳子右端一些.$变大.么变大，COS a变小.F变大.B正确；绳子两端高度差变化.不彩响SL9所以F不变，C错误；衣服质童增加，绳子上的拉力增加，由于a不会变化，悬挂点不会3.如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠