【人教版】2014屆高考物理總復(fù)習(xí) 第2章 第3講 受力分析、共點(diǎn)力作用下物體的平衡課件(共43張PPT)

1、第二章第二章 相互作用相互作用第三講受力分析、共點(diǎn)力作用下物體的平衡第三講受力分析、共點(diǎn)力作用下物體的平衡考綱展示考綱展示共點(diǎn)力的平衡共點(diǎn)力的平衡()復(fù)習(xí)目標(biāo)復(fù)習(xí)目標(biāo)1.掌握受力分析的方法和步驟，能熟掌握受力分析的方法和步驟，能熟練的對物體進(jìn)行受力分析練的對物體進(jìn)行受力分析2.了解平衡狀態(tài)，知道共點(diǎn)力作用下了解平衡狀態(tài)，知道共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件物體的平衡條件3.熟練應(yīng)用共點(diǎn)力平衡的條件解決實(shí)熟練應(yīng)用共點(diǎn)力平衡的條件解決實(shí)際問題際問題.知識(shí)點(diǎn)一受力分析知識(shí)點(diǎn)一受力分析1定義：定義：把指定物體把指定物體(或研究對象或研究對象)在特定的物理環(huán)境中把在特定的物理環(huán)境中把所有所有 都分析出來，并畫

2、出都分析出來，并畫出 ，這個(gè)過程就是受力，這個(gè)過程就是受力分析分析2受力分析的順序受力分析的順序先找先找 (重力、電場力、磁場力重力、電場力、磁場力)，再找，再找 (彈彈力、摩擦力力、摩擦力)，最后分析其他力，最后分析其他力外力外力受力圖受力圖場力場力接觸力接觸力1受力分析的三個(gè)判斷依據(jù)受力分析的三個(gè)判斷依據(jù)(1)從力的概念判斷，尋找對應(yīng)的施力物體從力的概念判斷，尋找對應(yīng)的施力物體(2)從力的性質(zhì)判斷，尋找產(chǎn)生的原因從力的性質(zhì)判斷，尋找產(chǎn)生的原因(3)從力的效果判斷，尋找是否產(chǎn)生形變或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)從力的效果判斷，尋找是否產(chǎn)生形變或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2受力分析的常用方法受力分析的常用方法(1)整體法和

3、隔離法整體法和隔離法方法方法整體法整體法隔離法隔離法概念概念將加速度相同的幾個(gè)相互將加速度相同的幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個(gè)整體關(guān)聯(lián)的物體作為一個(gè)整體進(jìn)行分析的方法進(jìn)行分析的方法將所研究的對象從將所研究的對象從周圍的物體中分離周圍的物體中分離出來進(jìn)行分析的方出來進(jìn)行分析的方法法選用原選用原則則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)整體整體的作用力或系統(tǒng)整體的加速度的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)部各物研究系統(tǒng)內(nèi)部各物體之間的相互作用體之間的相互作用力力注意問注意問題題受力分析時(shí)不考慮系統(tǒng)內(nèi)受力分析時(shí)不考慮系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力各物體之間的相互作用力一般情況下隔離受一般情況下隔離受

4、力較少的物體力較少的物體(2)假設(shè)法假設(shè)法在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，可先對其作出在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在影響的不同來判斷該力是否存在3受力分析的基本步驟受力分析的基本步驟(1)明確研究對象明確研究對象即確定分析受力的物體，研究對象可即確定分析受力的物體，研究對象可以是單個(gè)物體，也可以是多個(gè)物體組成的系統(tǒng)以是單個(gè)物體，也可以是多個(gè)物體組成的系統(tǒng)(2)隔離物體分析隔離物體分析將研究對象從周圍的物體中隔離出將研究對象從周圍的物體

5、中隔離出來，進(jìn)而分析周圍物體有哪些對它施加了力的作用來，進(jìn)而分析周圍物體有哪些對它施加了力的作用(3)畫受力示意圖畫受力示意圖邊分析邊將力一一畫在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，標(biāo)明各力的符號上，準(zhǔn)確標(biāo)出力的方向，標(biāo)明各力的符號1(2013濟(jì)南檢測濟(jì)南檢測)如圖所示，物體如圖所示，物體A在豎直向上的拉力在豎直向上的拉力F的的作用下能靜止在斜面上，關(guān)于作用下能靜止在斜面上，關(guān)于A受力的個(gè)數(shù)，下列說法中正確的受力的個(gè)數(shù)，下列說法中正確的是是()AA一定受兩個(gè)力作用一定受兩個(gè)力作用BA一定受四個(gè)力作用一定受四個(gè)力作用CA可能受三個(gè)力作用可能受三個(gè)力作用DA受兩個(gè)力或者四

6、個(gè)力作用受兩個(gè)力或者四個(gè)力作用解析：解析：若若F等于物體重力，等于物體重力，A受重力和拉力受重力和拉力F兩個(gè)力作用；兩個(gè)力作用；若若F小于物體重力，小于物體重力，A受重力、拉力受重力、拉力F、支持力和摩擦力四個(gè)力、支持力和摩擦力四個(gè)力作用，選項(xiàng)作用，選項(xiàng)D正確正確答案：答案：D知識(shí)點(diǎn)二共點(diǎn)力的平衡知識(shí)點(diǎn)二共點(diǎn)力的平衡1共點(diǎn)力共點(diǎn)力作用于物體的作用于物體的 或力的或力的 相交于一點(diǎn)的力相交于一點(diǎn)的力2平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)(1)物體保持物體保持 或或 的狀態(tài)的狀態(tài)(2)通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化的過通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化的過程程(動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡)同一點(diǎn)同一點(diǎn)作

7、用線作用線靜止靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)0 0 0 相等相等 相反相反 平衡力平衡力 (2)三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余兩個(gè)力的合力大小態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余兩個(gè)力的合力大小 ，方向，方向 ；并且這三個(gè)力的矢量可以形成；并且這三個(gè)力的矢量可以形成 (3)多力平衡：如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀多力平衡：如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余幾個(gè)力的合力大小態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余幾個(gè)力的合力大小 ，方向，方向 相等相等相反相反一個(gè)封閉的矢量三角形一個(gè)封閉的矢量三角形相

8、等相等相反相反1處理平衡問題常用的方法處理平衡問題常用的方法方法方法內(nèi)容內(nèi)容分解法分解法物體受到幾個(gè)力的作用，將某一個(gè)力按力的實(shí)際效果進(jìn)行物體受到幾個(gè)力的作用，將某一個(gè)力按力的實(shí)際效果進(jìn)行分解，則其分力和其他力在所分解的方向上滿足平衡條件分解，則其分力和其他力在所分解的方向上滿足平衡條件合成法合成法物體受幾個(gè)力的作用，通過合成的方法將它們簡化成兩個(gè)物體受幾個(gè)力的作用，通過合成的方法將它們簡化成兩個(gè)力，這兩個(gè)力滿足二力平衡條件力，這兩個(gè)力滿足二力平衡條件正交分解正交分解法法將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力分解為相互正交的兩組，將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力分解為相互正交的兩組，每一組的力都滿足二力平衡

9、條件每一組的力都滿足二力平衡條件力的三角力的三角形法形法物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力的作用平衡時(shí)，這三物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力的作用平衡時(shí)，這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個(gè)矢量三角形，反之，個(gè)力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個(gè)矢量三角形，反之，若三個(gè)力矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)力若三個(gè)力矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)力的合力必為零利用三角形法，根據(jù)正弦定理、余弦定理的合力必為零利用三角形法，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)可求得未知力或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)可求得未知力2.處理動(dòng)態(tài)平衡、臨界與極值問題的常用方法處理動(dòng)態(tài)平衡、臨界與極值問題的常用方法

10、方法方法步驟步驟解析法解析法列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)系表達(dá)式系表達(dá)式根據(jù)已知量的變化情況來確根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況定未知量的變化情況圖解法圖解法根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形的邊角變化邊形的邊角變化確定未知量大小、方確定未知量大小、方向的變化向的變化2如圖所示，傾角為如圖所示，傾角為的光滑斜面放在水平面上，斜面上的光滑斜面放在水平面上，斜面上用固定的豎直板擋住一個(gè)質(zhì)量為用固定的豎直板擋住一個(gè)質(zhì)量為m的光滑小球，當(dāng)整個(gè)裝置沿水的光滑小球，當(dāng)整個(gè)裝置沿水平面以速度平面以速度v勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法中

11、正確的是勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法中正確的是()A斜面對小球的彈力大小為斜面對小球的彈力大小為mgcos B豎直板對小球的彈力大小為豎直板對小球的彈力大小為mgtan C豎直板對小球的彈力大小為豎直板對小球的彈力大小為0D斜面和豎直板對小球的作用力的合力水平向左斜面和豎直板對小球的作用力的合力水平向左答案：答案：B (2011山東高考山東高考)如圖所示，將兩相同的木塊如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁上開始時(shí)壁上開始時(shí)a、b均靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉均靜止，彈簧處于伸

12、長狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，力，a所受摩擦力所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力所受摩擦力Ffb0，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間斷，則剪斷瞬間AFfa大小不變大小不變BFfa方向改變方向改變CFfb仍然為零仍然為零 DFfb方向向右方向向右 本題考查對彈簧和輕繩上彈力的分析，輕繩的本題考查對彈簧和輕繩上彈力的分析，輕繩的彈力可以在瞬間突變，而彈簧的彈力發(fā)生變化需要一段時(shí)間彈力可以在瞬間突變，而彈簧的彈力發(fā)生變化需要一段時(shí)間解析：解析：彈簧處于伸長狀態(tài)，彈簧對物體施加的是拉力先彈簧處于伸長狀態(tài)，彈簧對物體施加的是拉力先對物體對物體b進(jìn)行受力分析在輕繩未剪斷時(shí)，進(jìn)行受力分析在輕繩未剪斷時(shí)，

13、b在水平方向上受到在水平方向上受到兩個(gè)力的作用，向左的彈簧的拉力和向右的繩的拉力，在突然兩個(gè)力的作用，向左的彈簧的拉力和向右的繩的拉力，在突然剪斷細(xì)繩時(shí)，彈簧的拉力還沒有發(fā)生變化，即彈簧的長度沒有剪斷細(xì)繩時(shí)，彈簧的拉力還沒有發(fā)生變化，即彈簧的長度沒有變化，物體變化，物體b具有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢，所以要受到一個(gè)與彈簧拉力具有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢，所以要受到一個(gè)與彈簧拉力方向相反的摩擦力，方向相反的摩擦力，C錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D正確對物體正確對物體a受力分析，在剪受力分析，在剪斷細(xì)繩前后，物體斷細(xì)繩前后，物體a的位置沒有發(fā)生變化，受到的彈簧拉力和細(xì)的位置沒有發(fā)生變化，受到的彈簧拉力和細(xì)繩拉力沒有發(fā)生變化，故它所受

14、到的摩擦力沒有發(fā)生變化，繩拉力沒有發(fā)生變化，故它所受到的摩擦力沒有發(fā)生變化，A正正確，確，B錯(cuò)誤錯(cuò)誤答案：答案：AD受力分析的基本思路受力分析的基本思路【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.(2013福建六校聯(lián)考福建六校聯(lián)考)如圖所示，水平桌面上如圖所示，水平桌面上疊放著疊放著A、B兩物體，兩物體，B物體受力物體受力F作用，作用，A、B一起相對地面向一起相對地面向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則B物體的受力個(gè)數(shù)為物體的受力個(gè)數(shù)為()A4個(gè)個(gè) B5個(gè)個(gè)C6個(gè)個(gè)D7個(gè)個(gè)解析：解析：先用隔離法，選取先用隔離法，選取A為研究對象，為研究對象，A必受到必受到B對其施對其施加的水平向左的摩擦力，所以加的

15、水平向左的摩擦力，所以A對對B施加了水平向右的摩擦力；施加了水平向右的摩擦力；再運(yùn)用整體法，選取再運(yùn)用整體法，選取A和和B組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)做勻減組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)，合力方向向后，即地面對系統(tǒng)或速運(yùn)動(dòng)，合力方向向后，即地面對系統(tǒng)或B物體施加了水平向左物體施加了水平向左的摩擦力；最后再選取的摩擦力；最后再選取B為研究對象，其共受到為研究對象，其共受到6個(gè)力的作用：個(gè)力的作用：豎直向下的重力，豎直向下的重力，A對其豎直向下的壓力和水平向左的摩擦力，對其豎直向下的壓力和水平向左的摩擦力，地面對它豎直向上的支持力和水平向左的摩擦力以及水平拉力地面對它豎直向上的支持力和水平向

16、左的摩擦力以及水平拉力F.答案：答案：C 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)A、B一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)合力為零一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)合力為零(2)A與桿間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力與桿間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力(3)風(fēng)對風(fēng)對B球的風(fēng)力始終沿水平方向球的風(fēng)力始終沿水平方向解析：解析：先取先取A、B整體為研究對象受力分析如圖甲所示，由整體為研究對象受力分析如圖甲所示，由平衡條件得：平衡條件得：FAN(mAmB)g，F(xiàn)fAF，可知桿對，可知桿對A的支持力與的支持力與風(fēng)力風(fēng)力F無關(guān)，無關(guān)，C正確；正確；答案：答案：C整體法與隔離法是分析系統(tǒng)平衡整體法與隔離法是分析系統(tǒng)平衡(或動(dòng)態(tài)平或動(dòng)

17、態(tài)平衡衡)問題的常用方法問題的常用方法分析系統(tǒng)外力時(shí)，優(yōu)先考慮整體法，分析系統(tǒng)內(nèi)力時(shí)，優(yōu)分析系統(tǒng)外力時(shí)，優(yōu)先考慮整體法，分析系統(tǒng)內(nèi)力時(shí)，優(yōu)先考慮隔離法，有時(shí)即使分析系統(tǒng)外力，也必須采用隔離法先先考慮隔離法，有時(shí)即使分析系統(tǒng)外力，也必須采用隔離法先分析某些物理量及其變化分析某些物理量及其變化【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】2.(2013浙江四校聯(lián)考浙江四校聯(lián)考)如圖所示，物體如圖所示，物體A放在放在斜面體斜面體B上，上，A恰能沿斜面勻速下滑，而斜面體恰能沿斜面勻速下滑，而斜面體B靜止不動(dòng)若靜止不動(dòng)若沿斜面方向用力向下推此物體沿斜面方向用力向下推此物體A，使物體，使物體A沿斜面加速下滑，則沿斜面加速下滑，

18、則此時(shí)斜面體此時(shí)斜面體B受地面的摩擦力受地面的摩擦力()A方向水平向右方向水平向右B方向水平向左方向水平向左C大小為零大小為零D無法判斷大小和方向無法判斷大小和方向解析：解析：根據(jù)物體根據(jù)物體A放在斜面體放在斜面體B上，上，A恰能沿斜面勻速下恰能沿斜面勻速下滑，把物體和斜面看作整體，可判斷出此時(shí)斜面體滑，把物體和斜面看作整體，可判斷出此時(shí)斜面體B受地面的摩受地面的摩擦力大小為零此時(shí)斜面體擦力大小為零此時(shí)斜面體B受受A的滑動(dòng)摩擦力沿斜面方向用的滑動(dòng)摩擦力沿斜面方向用力向下推此物體力向下推此物體A，此時(shí)斜面體，此時(shí)斜面體B受受A的滑動(dòng)摩擦力不變，此時(shí)的滑動(dòng)摩擦力不變，此時(shí)斜面體斜面體B受地面的摩擦

19、力大小仍為零，選項(xiàng)受地面的摩擦力大小仍為零，選項(xiàng)C正確正確答案：答案：C (16分分)物體物體A的質(zhì)量為的質(zhì)量為2 kg，兩根輕細(xì)繩，兩根輕細(xì)繩b和和c的一端連的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體接于豎直墻上，另一端系于物體A上，在物體上，在物體A上另施加一個(gè)方上另施加一個(gè)方向與水平線成向與水平線成角的拉力角的拉力F，相關(guān)幾何關(guān)系如圖所示，相關(guān)幾何關(guān)系如圖所示，60.若要使兩繩都能伸直，求拉力若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大小范圍的大小范圍(g取取10 m/s2)本題可以利用解析法進(jìn)行分析，通過列出的平衡本題可以利用解析法進(jìn)行分析，通過列出的平衡方程求出繩方程求出繩b和繩和繩c的拉力表達(dá)式，若

20、要使兩繩都伸直，則必須的拉力表達(dá)式，若要使兩繩都伸直，則必須保證兩繩的拉力都大于或等于零，進(jìn)而求出保證兩繩的拉力都大于或等于零，進(jìn)而求出F的極值的極值解決臨界極值問題的常用方法解決臨界極值問題的常用方法1圖解法：當(dāng)物體所受的力變化時(shí)，根據(jù)物體的受力特點(diǎn)圖解法：當(dāng)物體所受的力變化時(shí)，根據(jù)物體的受力特點(diǎn)進(jìn)行受力分析，畫出平行四邊形或三角形，注意明確各個(gè)力的進(jìn)行受力分析，畫出平行四邊形或三角形，注意明確各個(gè)力的變化量和不變量，結(jié)合數(shù)學(xué)規(guī)律對比分析，使動(dòng)態(tài)問題靜態(tài)變化量和不變量，結(jié)合數(shù)學(xué)規(guī)律對比分析，使動(dòng)態(tài)問題靜態(tài)化、抽象問題形象化，問題將變得易于分析處理化、抽象問題形象化，問題將變得易于分析處理2解

21、析法：分析研究對象的受力情況，將力按作用效果分解析法：分析研究對象的受力情況，將力按作用效果分解或正交分解，根據(jù)平衡條件列出方程，并推導(dǎo)出未知量的函解或正交分解，根據(jù)平衡條件列出方程，并推導(dǎo)出未知量的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)已知量的變化情況結(jié)合函數(shù)關(guān)系確定未知量數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)已知量的變化情況結(jié)合函數(shù)關(guān)系確定未知量的大小或方向的變化情況的大小或方向的變化情況【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】3.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小環(huán)套在一水的小環(huán)套在一水平放置的粗糙長桿上，兩根長度均為平放置的粗糙長桿上，兩根長度均為l的輕繩一端系在小環(huán)上，的輕繩一端系在小環(huán)上，另一端系在質(zhì)量為另一端系在質(zhì)量為M的木塊上，兩個(gè)小環(huán)之間的距離也為的木塊上，兩個(gè)小環(huán)之間的距離也為l，小，小環(huán)保持靜止試求：環(huán)保持靜止試求：(1)小環(huán)對桿的壓力；小環(huán)對桿的壓力；(2)小環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)小環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為多大？至少為多大？ (2012新課