高考物理专题讲座：受力分析平衡态.ppt

1、,高考物理专题： 受力分析 共点力的平衡,江苏省包场高级中学 张卫星,一、知识整合,对不能确定的力可用假设法等,1、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 的示意图的过程 （2）受力分析的一般顺序 先分析 ，再分析 ，接着分析摩擦力，最后分析其他力(电场力、磁场力) ,受力,重力,弹力,2、共点力作用下物体的平衡 (1)平衡态 a.静止：物体的都等于零的状态 b.匀速直线运动：物体的 不为零，其 为零的状态 (2)平衡条件 a.物体所受合外力为零，即F合0. b.若采用正交分解法，平衡条件表达式为Fx0， Fy0.,速度和加速度,速

2、度,加速度,例1、(2011湖南十二校联考)用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物Q，如图所示，P、Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是() AQ物体受3个力 BP物体受3个力 C若绳子变短，Q 受到的静摩擦力将增大 D若绳子变长，绳 子的拉力将变小,分析 本题的两个物体采用隔离法分析求解较为方便。,二、讲练互动,1、物体的受力分析,解析：墙壁光滑，Q处于静止状态，则P、Q间必有摩擦力，Q应受4个力作用，P受4个力作用，故A、B错 对P由平衡条件：FTsin FN1 FTcos mPgFf 对Q由平衡条件：FfmQg 故Ff不变，C错 当绳子变长时减小，故FT减

3、小，D对,D,练习1、(2010安徽理综)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力则木板P的受力个数为() A3B4 C5 D6,C,解析：选P为研究对象，对木板P进行受力分析如图所示木板P受重力、斜面的支持力、滑块Q的弹力、弹簧的弹力和与斜面间的摩擦力5个力的作用故选C.,即学即用,练习2、用轻质细线把两个质量未知的小球挂起来，如图a所示，今对小球a持续施加一个向左偏下30的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30的同样大的恒力，最后达到平衡，在下列各图A、B、C、D中表示平衡状态的

4、是：（ ）,a A B C D,A,解析：先对小球b受力分析，再以小球a、b和它们之间的连线组成的整体为研究对象，这一整体受到的外力有：重力（m1+m2）g，外加恒力F1、F2，上面悬线的弹力FT，由于F1、F2等值反向，互相抵消。平衡时，悬线的弹力FT必与重力（m1+m2）g等值反向，即悬线应在竖直位置。故选项A正确。,即学即用,反思总结,(1)研究对象的选取方法：整体法和隔离法 (2)受力分析的步骤 确定研究对象 研究对象可以是单个物体，可以是整体，也可以是质点，还可以是连接点 按“重力弹力摩擦力其他场力”的顺序分析物体受力情况(对不能确定的力可用假设法等) 进行必要的检验 检验依据：物体

5、受力情况和物体运动情况必须相一致,例2、 (15分)如下图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？,2、静态类的物体平衡,【规范解答】解：选取A和B整体为研究对象，它受到重力(Mm)g，地面支持力FN，墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用如图所示，处于平衡状态根据平衡条件有： FN(Mm)g0(2分) FFf(2分) 可得FN(Mm)g(1分),例2、 (15分)如下图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为.

6、质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？,2、静态类的物体平衡,再以B为研究对象，它受到重力mg、三棱柱对它的支持力FAB、墙壁对它的弹力F的作用如图所示，处于平衡状态， 根据平衡条件 有： 竖直方向上：FABcosmg(3分) 水平方向上：FABsinF(3分) 解得Fmgtan，(2分) 所以FfFmgtan.(2分),练习1、如右图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为.下列关系正确的是() AFmgtan BFmgtan

7、 CFNmgtan DFNmgtan ,A,解析：物体受力情况如图所示，由物体的平衡条件可得FNsin mg， FNcos F， 联立解得FNmg/sin ， Fmg/tan ， 故只有A正确 答案：A,即学即用,“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，这是力平衡问题中的一类难题解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”,3、动态类的物体平衡,例3、 (2011届高三河南豫南九校第一次联考)如右图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，而另一根轻绳通过滑轮系住P端在力F的作

8、用下，当杆OP和竖直方向的夹角(0)缓慢增大时，力F的大小应() A恒定不变 B逐渐增大 C逐渐减小 D先增大后减小,【思路点拨】(1)注意研究对象的选取；(2)注意力的三角形与题目涉及的几何三角形相似关系的应用,例3、 (2011届高三河南豫南九校第一次联考)如右图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，而另一根轻绳通过滑轮系住P端在力F的作用下，当杆OP和竖直方向的夹角(0)缓慢增大时，力F的大小应() A恒定不变 B逐渐增大 C逐渐减小 D先增大后减小,解析：对P点受力分析，轻绳拉力大小为F，轻杆支持力大小为FN，轻绳PB的拉力大小为mg，三力

9、始终平衡，组成矢量三角形，根据三角形相似有mg/OQ=FN/OP=F/PQ，当杆OP和竖直方向的夹角缓慢增大时，OP、OQ不变，PQ逐渐增大，mg不变，所以拉力F的大小逐渐增大，支持力FN的大小不变，选项B正确,B,练习1、如右图所示，轻杆的一端固定一光滑球体，杆的另一端O为自由转动轴，而球又搁置在光滑斜面上若杆与墙面的夹角为，斜面倾角为，开始时轻杆与竖直方向的夹角.且90，则为使斜面能在光滑水平面上向右做匀速直线运动，在球体离开斜面之前，作用于斜面上的水平外力F的大小及轻杆受力FT和地面对斜面的支持力FN的大小变化情况是() AF逐渐增大，FT逐渐减小，FN逐渐减小 BF逐渐减小，FT逐渐减

10、小，FN逐渐增大 CF逐渐增大，FT先减小后增大，FN逐渐增大 DF逐渐减小，FT先减小后增大，FN逐渐减小,C,即学即用,解析：对球体和斜面受力分析如图,反思总结,动态平衡问题是学习中的难点，所以需要认真分析、及时总结具体说，分析此类问题大致有以下三个途径： 途径一：三角形法则 当物体受三力作用而处于平衡状态时，其合力为零，三个力的矢量依次首尾相连，构成闭合三角形，当物体所受三个力中两个发生变化而又要维持平衡关系时，这个闭合三角形仍然存在，只不过形状发生改变而已，比较前后这些不同形状的矢量三角形，各力的大小及变化就一目了然了 三角形法则适用于物体所受的三个力中，有一个力为恒力(通常为重力，也可以是其他力)，另一个力的大小变化，第三个力则大小、方向均发生变化的问题，对变化过程进行定性分析”,反思总结,途径二：解析法 物体处于动态平衡状态时，对研究对象的任一状态进行受力分析，根据具体情况引入