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文档简介
1、热点专题热点专题2 受力受力 共点力的平衡共点力的平衡栏栏 目目 导导 航航1234抓知识点抓重难点课时跟踪检测抓易错点抓知识点抓知识点 用心研读用心研读 领悟细微深处领悟细微深处1一、受力分析一、受力分析1定义定义把指定物体把指定物体(研究对象研究对象)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,并画出受力力_的过程的过程2受力分析的一般顺序受力分析的一般顺序(1)首先分析场力首先分析场力(_、电场力、磁场力、电场力、磁场力)(2)其次分析接触力其次分析接触力(弹力、弹力、_)(3)最后分析其他力最后分析其他力示意图示意图重力重力摩擦力摩擦力加
2、深理解加深理解受力分析的一般步骤受力分析的一般步骤如图,质量如图,质量mAmB的两物体的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙叠放在一起,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,物体面让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是的受力示意图是()解析:解析:A与与B整体同时沿竖直墙面下滑,受到重力,墙壁对其没有支持力,如果整体同时沿竖直墙面下滑,受到重力,墙壁对其没有支持力,如果有,将会向右加速运动,因为没有弹力,故也不受墙壁的摩擦力,即只受重力,做有,将会向右加速运动,因为没有弹力,故也不受墙壁的摩擦力,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
3、重状态,故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、B间无弹力,间无弹力,再对物体再对物体B受力分析,只受重力,故选受力分析,只受重力,故选A.答案:答案:A即时突破即时突破二、共点力的平衡二、共点力的平衡1平衡状态平衡状态物体处于物体处于_状态或状态或_状态状态静止静止匀速直线运动匀速直线运动3平衡条件的推论平衡条件的推论(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,这两个力必定大小小_,方向,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,其中任何一个力三力平衡:如果物体在三个共
4、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与其余两个力的合力大小_,方向,方向_,并且这三个力的矢量可以形成,并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量一个封闭的矢量_(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与其余几个力的合力大小_,方向,方向_相等相等相反相反相等相等相反相反三角形三角形相等相等相反相反加深理解加深理解物体受到三个力而处于动态或静态平衡时,若其中一个力大小、方向不变,另物体受到三个力而处于动态或静态平衡时,若其中一个力大小、方向不变,另一个
5、力的方向不变,第三个力大小、方向都改变,在这种情况下,可以运用图解法一个力的方向不变,第三个力大小、方向都改变,在这种情况下,可以运用图解法分析当大小、方向可改变的分力与方向不变、大小可改变的分力垂直时存在最小分析当大小、方向可改变的分力与方向不变、大小可改变的分力垂直时存在最小值值即时突破即时突破抓重难点抓重难点 动手演练动手演练 掌握提分技巧掌握提分技巧2整体法与隔离法整体法与隔离法重难点重难点 1整体法与隔离法的应用整体法与隔离法的应用 (2015年山东卷年山东卷)如右图,滑块如右图,滑块A置于水平地面上,滑块置于水平地面上,滑块B在一水平力作在一水平力作用下紧靠滑块用下紧靠滑块A(A、
6、B接触面竖直接触面竖直),此时,此时A恰好不滑动,恰好不滑动,B刚好不下滑,已知刚好不下滑,已知A与与B间间的动摩擦因数为的动摩擦因数为1,A与地面间的动摩擦因数为与地面间的动摩擦因数为2,最大静摩擦力等于滑动摩擦,最大静摩擦力等于滑动摩擦力力A与与B的质量之比为的质量之比为()例例 1【答案】【答案】B 受力分析的四个方法受力分析的四个方法1假设法:在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在的假假设法:在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在的假设,然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在设,然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存
7、在2整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法方法3隔离法:将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方隔离法:将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法法4动力学分析法:对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行动力学分析法:对加速运动的物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析求解的方法分析求解的方法提分秘笈提分秘笈(多选多选)(2017届广东茂名一模届广东茂名一模)如图所示,在粗糙水平地面上放着如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体一个
8、截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑半圆球与竖直墙之间放一光滑半圆球B,整个装置处于静,整个装置处于静止状态已知止状态已知A、B两物体的质量分别为两物体的质量分别为mA和和mB,则下列说法正确的是,则下列说法正确的是()AA物体对地面的压力大小为物体对地面的压力大小为mAgBA物体对地面的压力大小为物体对地面的压力大小为(mAmB)gCB物体对物体对A物体的压力大于物体的压力大于mBgD地面对地面对A物体没有摩擦力物体没有摩擦力跟踪训练跟踪训练 1答案:答案:BC 如图所示,甲、乙两个小球的质量均为如图所示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线连接,甲球用,两球间用细线连接,甲球
9、用细线悬挂在天花板上现分别用大小相等的力细线悬挂在天花板上现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球,平衡时细线水平向左、向右拉两球,平衡时细线都被拉紧则平衡时两球的可能位置是下面的都被拉紧则平衡时两球的可能位置是下面的()例例 2【解析】【解析】用整体法分析,把两个小球看作一个整体,此整体受到的外力为竖用整体法分析,把两个小球看作一个整体,此整体受到的外力为竖直向下的重力直向下的重力2mg、水平向左的力、水平向左的力F(甲受到的甲受到的)、水平向右的力、水平向右的力F(乙受到的乙受到的)和细线和细线1的拉力,两水平力相互平衡,故细线的拉力,两水平力相互平衡,故细线1的拉力一定与重力的拉力一定
10、与重力2mg等大反向,即细线等大反向,即细线1一定一定竖直;再用隔离法,分析乙球受力的情况,乙球受到向下的重力竖直;再用隔离法,分析乙球受力的情况,乙球受到向下的重力mg,水平向右的拉,水平向右的拉力力F,细线,细线2的拉力的拉力F2.要使得乙球受力平衡,细线要使得乙球受力平衡,细线2必须向右倾斜必须向右倾斜【答案】【答案】A在例在例2的图中,如果作用在乙球上的力大小为的图中,如果作用在乙球上的力大小为F,作用在甲球上,作用在甲球上的力大小为的力大小为2F,则此装置平衡时的位置可能是,则此装置平衡时的位置可能是()跟踪训练跟踪训练 2答案:答案:C 如图所示,用完全相同的轻弹簧如图所示,用完全
11、相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为与竖直方向的夹角为30,弹簧,弹簧C水平,则弹水平,则弹簧簧A、C的伸长量之比为的伸长量之比为()跟踪训练跟踪训练 3解析:解析:把两个小球看成整体,分析受力,由平衡条件可得:把两个小球看成整体,分析受力,由平衡条件可得:FAsin30FC,又,又FAkxA,FCkxC,联立解得弹簧,联立解得弹簧A、C的伸长量之比的伸长量之比xAxC1sin3021,选项选项D正确正确答案:答案:D1合成法合成法物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三
12、个力大小相物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反等,方向相反2分解法分解法物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件他两个力满足平衡条件重难点重难点 2处理平衡问题常用的处理平衡问题常用的“四种四种”方法方法 3正交分解法正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用而平衡,将物体所受的力分解为相互垂直的物体受到三个或三个以上力的作用而平衡,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件两组,每组力都满足平衡条件4力的三角形法力的三角形
13、法对受三个力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次对受三个力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力力 例例 3【答案】【答案】C 静态平衡问题的解题静态平衡问题的解题“四步骤四步骤”提分秘笈提分秘笈如图所示,小圆环如图所示,小圆环A吊着一个质量为吊着一个质量为m2的物块并套在另一的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细线一端拴在小圆环个竖直放置的大圆环上,有一细线一端拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最上,
14、另一端跨过固定在大圆环最高点高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块如果小圆环、滑轮、绳子的大小和的物块如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子又不可伸长,若平衡时弦质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子又不可伸长,若平衡时弦AB所对应所对应的圆心角为的圆心角为,则两物块的质量比,则两物块的质量比m1 m2应为应为()跟踪训练跟踪训练 4答案:答案:C 1动态平衡动态平衡所谓动态平衡问题,是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,所谓动态平衡问题,是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体又始
15、终处于一系列的平衡状态中解决动态平衡问题的基本思而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中解决动态平衡问题的基本思路是对物体进行受力分析,化动为静,静中求动路是对物体进行受力分析,化动为静,静中求动2处理动态平衡问题的常用方法处理动态平衡问题的常用方法(1)解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出因变量解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出因变量与自变量的一般函数式,然后根据自变量的变化确定因变量的变化与自变量的一般函数式,然后根据自变量的变化确定因变量的变化(2)图解法:在共点力的平衡中,有些题目中常有图解法:在共点力的平衡中,有些题目中常有“缓
16、慢缓慢”一词,表示物体处于一词,表示物体处于动态平衡解决动态平衡类问题常用图解法,图解法就是在对物体进行受力分析动态平衡解决动态平衡类问题常用图解法,图解法就是在对物体进行受力分析(一一般受三个力般受三个力)的基础上,若满足有一个力大小、方向均不变,另有一个力方向不变的基础上,若满足有一个力大小、方向均不变,另有一个力方向不变时,可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法,图解法也常用时,可画出这三个力的封闭矢量三角形来分析力的变化情况的方法,图解法也常用于求极值问题于求极值问题重难点重难点 3动态平衡问题的处理动态平衡问题的处理 如图所示,把球夹在竖直墙面如图所示,把球夹在竖直墙
17、面AC和木板和木板BC之间,不计摩擦,球对墙的之间,不计摩擦,球对墙的压力为压力为FN1,球对板的压力为,球对板的压力为FN2,在将板,在将板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法正确逐渐放至水平的过程中,下列说法正确的是的是()AFN1和和FN2都增大都增大BFN1和和FN2都减小都减小CFN1增大,增大,FN2减小减小DFN1减小,减小,FN2增大增大例例 3【解析】【解析】此为一动态平衡问题受力情况虽有变化,但球始终处于平衡状此为一动态平衡问题受力情况虽有变化,但球始终处于平衡状态对球受力分析如图所示,受重力态对球受力分析如图所示,受重力G、墙对球的支持力、墙对球的支持力FN1和板对球的支持
18、力和板对球的支持力FN2而平衡作出而平衡作出FN1和和FN2的合力的合力F,它与,它与G等大反向当板等大反向当板BC逐渐放至水平的过程逐渐放至水平的过程中,中,FN1的方向不变,大小逐渐减小,的方向不变,大小逐渐减小,FN2的方向发生变化,大小也逐渐减小,如图的方向发生变化,大小也逐渐减小,如图所示由牛顿第三定律可知所示由牛顿第三定律可知FN1FN1,FN2FN2,故选项,故选项B正确正确【答案】【答案】B 用图解法分析动态平衡问题具有直观、便于比较的特点,但应用时应注意:用图解法分析动态平衡问题具有直观、便于比较的特点,但应用时应注意:(1)明确要分解大小、方向均不变的力;明确要分解大小、方
19、向均不变的力;(2)明确哪个力的方向不变;明确哪个力的方向不变;(3)明确哪个力大明确哪个力大小、方向变化,变化的范围如何小、方向变化,变化的范围如何提分秘笈提分秘笈如图所示,三根细线共系于如图所示,三根细线共系于O点,其中点,其中OA在竖直方向在竖直方向上,上,OB水平并跨过定滑轮悬挂一个重物,水平并跨过定滑轮悬挂一个重物,OC的的C点固定在地面上,整个装置处于静点固定在地面上,整个装置处于静止状态若止状态若OC加长并使加长并使C点左移,同时保持点左移,同时保持O点位置不变,装置仍然保持静止状态,点位置不变,装置仍然保持静止状态,则细线则细线OA上的拉力上的拉力FA和和OC上的拉力上的拉力F
20、C与原先相比是与原先相比是()AFA、FC都减小都减小 BFA、FC都增大都增大CFA增大,增大,FC减小减小 DFA减小,减小,FC增加增加跟踪训练跟踪训练 5解析:解析:以以O点为研究对象,其受点为研究对象,其受FA、FB、FC三个力平衡,如图所示当按题示三个力平衡,如图所示当按题示情况变化时,情况变化时,OB绳的拉力绳的拉力FB不变,不变,OA绳的拉力绳的拉力FA的方向不变,的方向不变,OC绳的拉力绳的拉力FC的方的方向与拉力向与拉力FB方向的夹角减小,保持平衡时,方向的夹角减小,保持平衡时,FA、FC的变化如虚线所示,显然都减小的变化如虚线所示,显然都减小了,故选项了,故选项A正确正确
21、答案:答案:A1临界问题临界问题当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状当某物理量变化时,会引起其他几个物理量的变化,从而使物体所处的平衡状态态“恰好出现恰好出现”或或“恰好不出现恰好不出现”,在问题描述中常用,在问题描述中常用“刚好刚好”“”“刚能刚能”“”“恰好恰好”等语言叙述等语言叙述2极值问题极值问题平衡物体的极值,一般是指在力的变化过程中的最大值和最小值问题平衡物体的极值,一般是指在力的变化过程中的最大值和最小值问题重难点重难点 4平衡中的临界与极值问题平衡中的临界与极值问题 3解决共点力平衡中的临界、极值问题解决共点力平衡中的临界、极值问题“四字诀四字诀
22、”倾角为倾角为37的斜面与水平面保持静止,斜面上有一重力的斜面与水平面保持静止,斜面上有一重力G的物体的物体A,物体物体A与斜面间的动摩擦因数与斜面间的动摩擦因数0.5.现给现给A施加一水平力施加一水平力F,如图所示设最大静摩,如图所示设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等擦力与滑动摩擦力相等(sin370.6,cos370.8),如果物体,如果物体A能在斜面上静止,能在斜面上静止,水平推力水平推力F与与G的比值不可能是的比值不可能是()A3 B2 C.1 D0.5例例 5【答案】【答案】A 1求解平衡中的临界问题和极值问题时,首先要正确地进行受力分析和变化过求解平衡中的临界问题和极值问题时,首先要正确地进行受力分析和变化过程分析,找出平衡的临界点和极值点程分析,找出平衡的临界点和极值点2临界条件必须在变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而是临界条件必须在变化中去寻找,不能停留在一个状态来研究临界问题,而是把某个物理量推向极端,即极大和极小,并依此做出科学的推理分析,从而给出判把某个物理量推向极端,即极大和极小,并依此做出科学的推理分析,从而给出判断或导出一般结论断或导出一般结论提分秘笈提分秘笈跟踪训练跟踪训练 6解析:解析:以以a、b为整体
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