高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用第4講受力分析共點(diǎn)力的平衡課件.ppt

物理課標(biāo)版,第4講受力分析共點(diǎn)力的平衡,考點(diǎn)一受力分析1.受力分析是把指定物體(或研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都分析出來(lái),并畫出物體受力圖的過(guò)程。2.受力分析的一般順序先分析場(chǎng)力(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力),再分析接觸力(彈力、摩擦力),最后分析其他力。,3.受力分析的步驟(1)明確研究對(duì)象即確定分析受力的物體。(2)隔離物體分析將研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來(lái),進(jìn)而分析周圍有哪些物體對(duì)它施加了力的作用。(3)畫出受力示意圖邊分析邊將力一一畫在受力示意圖上,準(zhǔn)確標(biāo)出力的方向。(4)檢查畫出的每一個(gè)力能否找出它的施力物體,檢查分析結(jié)果能否使研究對(duì)象處于題目所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),否則,必然發(fā)生了漏力、添力或錯(cuò)力現(xiàn)象。,(1)對(duì)物體受力分析時(shí),只能畫該物體受到的力,其他物體受到的力不能畫在該物體上。()(2)物體沿光滑斜面下滑時(shí),受到重力、支持力和下滑力的作用。()答案(1)(2),1.受力分析時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)只分析根據(jù)性質(zhì)命名的力,不要把按效果命名的、分解或合成的力分析進(jìn)去,受力圖完成后再進(jìn)行力的合成或分解;(2)找不到施力物體的力一定不存在;(3)受力情況與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必須滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律;(4)對(duì)幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析時(shí),只分析外力,不分析系統(tǒng)內(nèi)物體之間的內(nèi)力。,2.受力分析的常用方法(1)整體法和隔離法研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力時(shí),通常用整體法。研究系統(tǒng)內(nèi)部各物體之間的相互作用力時(shí),通常用隔離法。(2)假設(shè)法在受力分析時(shí),若不能確定某力是否存在,可先對(duì)其作出存在或不存在的假設(shè),然后再就該力存在與否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響來(lái)判斷該力是否存在。,1-1(2017湖北沙市中學(xué))在恒力F作用下,a、b兩物體一起沿粗糙豎直墻面勻速向上運(yùn)動(dòng),則關(guān)于它們受力情況的說(shuō)法正確的是()A.a一定受到4個(gè)力B.b可能受到4個(gè)力C.a與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D.a與b之間不一定有摩擦力,答案A對(duì)物體b受力分析,受重力、支持力和摩擦力,處于三力平衡狀態(tài),故B、D錯(cuò)誤;對(duì)物體a、b整體受力分析,受重力、推力F,若墻壁對(duì)整體有彈力,水平方向不能平衡,故墻壁對(duì)整體沒(méi)有彈力,故也沒(méi)有摩擦力;最后對(duì)物體a受力分析,受推力、重力、物體b對(duì)其的壓力和靜摩擦力,即物體a共受4個(gè)力,故A正確,C錯(cuò)誤。,1-2(2016內(nèi)蒙古集寧一中月考)如圖所示,A和B兩物塊的接觸面是水平的,A與B保持相對(duì)靜止一起沿固定粗糙斜面勻速下滑,在下滑過(guò)程中B的受力個(gè)數(shù)為()A.3B.4C.5D.6,答案B先以A為研究對(duì)象,分析受力情況:受重力、B對(duì)A豎直向上的支持力,B對(duì)A沒(méi)有摩擦力,否則A不會(huì)勻速運(yùn)動(dòng)。再對(duì)B研究,B受到重力、A對(duì)B豎直向下的壓力,斜面的支持力和滑動(dòng)摩擦力,共4個(gè)力,B正確。,方法指導(dǎo)在受力分析時(shí)遇到不能確定的力,可用以下方法進(jìn)行判斷。,考點(diǎn)二解答平衡問(wèn)題的基本方法一、共點(diǎn)力的平衡1.平衡狀態(tài):物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.共點(diǎn)力的平衡條件:F合=0或,二、平衡條件的推論1.二力平衡如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個(gè)力必定大小相等,方向相反,為一對(duì)平衡力。2.三力平衡(1)如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等、方向相反。(2)物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),表示這三個(gè)力的有向線段通過(guò)平移可構(gòu)成封閉三角形。(3)物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),如圖所示,則有:=,=。3.多力平衡如果物體受多個(gè)力作用處于平衡狀態(tài),其中任何一個(gè)力與其余力的合力大小相等,方向相反。,(1)速度等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)。()(2)物體的平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或速度等于零的狀態(tài)。()(3)物體處于平衡狀態(tài)時(shí),加速度等于零。()(4)二力平衡時(shí),這兩個(gè)力必定等大反向。()(5)若物體受到三個(gè)力F1、F2、F3的作用而平衡,將F1轉(zhuǎn)動(dòng)90時(shí),三個(gè)力的合力大小為F1。()(6)多個(gè)共點(diǎn)力平衡時(shí),其中任何一個(gè)力與其余各力的合力大小相等、方向相反。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),1.求解平衡問(wèn)題的常用方法,2.常用的數(shù)學(xué)工具(1)力的三角形為直角三角形:三角函數(shù),勾股定理等。(2)力的三角形為斜三角形:三角形相似,正、余弦定理等。,2-1(2016課標(biāo),17,6分)如圖,兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上;一細(xì)線穿過(guò)兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為m的小球。在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊。平衡時(shí),a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑。不計(jì)所有摩擦。小物塊的質(zhì)量為()A.B.mC.mD.2m,答案C由于物塊通過(guò)掛鉤懸掛在線上,細(xì)線穿過(guò)圓環(huán)且所有摩擦都不計(jì),可知線上各處張力都等于小球重力mg。如圖所示,由對(duì)稱性可知a、b位于同一水平線上,物塊處于圓心O點(diǎn)正上方,則1=2,3=4,1=5。因圓弧對(duì)輕環(huán)的彈力沿圓弧半徑方向,且輕環(huán)重力不計(jì),由平衡條件知環(huán)兩側(cè)細(xì)線關(guān)于圓弧半徑對(duì)稱,則5=6,由幾何關(guān)系得1=2=5=6=30,3=4=60。再由物塊受力平衡有mgcos60+mgcos60=Mg,故有M=m,C正確。,2-2(多選)如圖所示,重物的質(zhì)量為m,輕細(xì)繩AO和BO的A端、B端是固定的。平衡時(shí)AO是水平的,BO與水平方向的夾角為。AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是()A.F1=mgcosB.F1=C.F2=mgsinD.F2=,解直角三角形得F1=,F2=,故選項(xiàng)B、D正確。解法二:(分解法)用效果分解法求解。F2共產(chǎn)生兩個(gè)作用效果,一個(gè)是水平方向沿AO拉繩子AO,另一個(gè)是拉著豎直方向的繩子。如圖乙所示,將F2分解在這兩個(gè)方向上,結(jié)合力的平衡等知識(shí)得:,答案BD解法一:(合成法)由平行四邊形定則,作出F1、F2的合力F12,如圖甲所示,又考慮到F12=mg,F1=F2=,F2=。顯然,也可以按F3(或F1)產(chǎn)生的效果分解F3(或F1)來(lái)求解此題。解法三:(正交分解法)將O點(diǎn)受的力沿水平方向、豎直方向正交分解,如圖丙所示。由力的平衡條件得F2cos-F1=0,F2sin-mg=0,解得F2=,F1=。解法四:(力的三角形法)結(jié)點(diǎn)O受到F1、F2和F3作用處于平衡狀態(tài),畫出受力分析圖,再將三個(gè)力,的矢量平移到一個(gè)三角形中,三力構(gòu)成首尾依次相接的封閉三角形,如圖丁所示。丁則由直角三角形知識(shí)可知:F1=,F2=。解法五:(拉密定理法),對(duì)O點(diǎn)受力分析,如圖戊所示,根據(jù)拉密定理有:戊=則F1=mg=F2=mg=,2-3(2016課標(biāo),19,6分)(多選)如圖,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO懸掛于O點(diǎn);另一細(xì)繩跨過(guò)滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若F方向不變,大小在一定范圍內(nèi)變化,物塊b仍始終保持靜止,則()A.繩OO的張力也在一定范圍內(nèi)變化B.物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C.連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D.物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化,答案BD系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),連接a和b的繩的張力大小T1始終等于物塊a的重力Ga,C項(xiàng)錯(cuò)誤;以O(shè)點(diǎn)為研究對(duì)象,受力分析如圖甲所示,T1恒定,夾角不變,由平衡條件知,繩OO的張力T2恒定不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;以b