物理一輪課時卷講義第2章3講

1、7 受力分析 共點力平衡考點一受力分析整體法與法的應用1受力分析(1)定義：把指定物體(研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來，并畫出受力示意圖的過程 (2)受力分析的一般順序：首先分析場力(重力、電場力、磁場力)其次分析接觸力(彈力、摩擦力)最后分析其他力2整體法與(1)對整體法和法法的理解整體法是指將相互關聯(lián)的各個物體看成一個整體的方法法是指將某物體從周圍物體中出來，單獨分析該物體的方法(2)整體法和法的使用技巧當分析相互作用的兩個或兩個以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時，宜用整體法；而在分析系統(tǒng)內各物體(或一個物體各部分)間的相互作用時，宜用法1應用法受力分析如圖

2、 1 所示，物體 A 置于水平地面上，力 F 豎直向用于物體 B 上，A、B 保持，則物體 A 的受力個數(shù)為()圖 1D6A32應用B4C5法受力分析如圖 2 所示，傳送帶沿逆時針方向勻速轉動小木塊 a、b 用細線連接，用平行于傳送帶的細線拉住 a，兩木塊均處于狀態(tài)關于木塊受力個數(shù)，正確的是()圖 2Ba 受 4 個，b 受 4 個Da 受 5 個，b 受 4 個Aa 受 4 個，b 受 5 個Ca 受 5 個，b 受 5 個3應用整體法與法受力分析(多選)如圖 3 所示，兩個相似的斜面體 A、B 在豎直向上的力 F 的作用下靠在豎直粗糙墻壁上，關于斜面體 A 和 B 的受力情況，下列說法正確

3、的是()圖 3BB 可能受到四個力DA 與 B 之間一定有摩擦力AA 一定受到四個力CB 與墻壁之間一定有彈力和摩擦力4整體法與法的應用(2013山東15)如圖 4 所示，用完全相同的輕彈簧 A、B、C 將兩個相同的小球連接并懸掛，小球處于狀態(tài)，彈簧 A 與豎直方向的夾角為 30，彈簧 C 水平，則彈簧 A、C 的伸長量之比為()圖 4C12A. 34B4 3D21【規(guī)律總結】受力分析的三個常用判據(jù)1條件判據(jù)：不同性質的力產生條件不同，進行受力分析時最基本的判據(jù)是根據(jù)其產生條件2效果判據(jù)：有時候是否滿足某力產生的條件是很難判定的，可先根據(jù)物體的運動狀態(tài)進行分析，再運用平衡條件或運動定律判定未知

4、力，也可應用“假設法”(1)物體平衡時必須保持合外力為零(2)物體做變速運動時必須保持合力方向沿加速度方向，合力大小滿足 Fma.v2(3)物體做勻速圓周運動時必須保持恒力被平衡，合外力大小恒定，滿足 Fm R ，方向始終指向圓心3特征判據(jù)：在有些受力情況較為復雜的情況下，根據(jù)力產生的條件及其作用效果仍不能判定該力是否存在時，可從力的作用是相互的這個基本特征出發(fā)，通過判定其反作用力是否存在來判定該力考點二平衡條件的應用1平衡狀態(tài)物體處于狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)2共點力的平衡條件Fx0F 合0 或者Fy03平衡條件的推論二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等，方向

5、相反三力平衡：如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余兩個力的合力大小相 等，方向相反，并且這三個力的矢量可以形成一個封閉的矢量三角形(3)多力平衡：如果物體在多個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余幾個力的合力大小相等，方向相反4應用平衡條件解題的步驟(1)選取研究對象：根據(jù)題目要求，選取一個平衡體(單個物體或系統(tǒng)，也可以是結點)作為研究對象 (2)畫受力示意圖：對研究對象按受力分析的順序進行受力分析，畫出受力示意圖(3)建立坐標系：選取合適的方向建立直角坐標系(4)列方程求解：根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解平衡方程，對結果進行5法的應用在的 A、B、C、D

6、四幅圖中，滑輪本身的重力忽略不計，滑輪的軸 O 安裝在一根輕木桿 P 上，一根輕繩 ab 繞過滑輪，a 端固定在墻上，b 端下面都掛一個質量為 m 的重物，當滑輪和重物都不動時，圖 A、C、D 中桿 P 與豎直方向的夾角均為 ，圖 B 中桿 P 在豎直方向上，假設 A、B、C、D 四幅圖中滑輪受到木桿彈力的大小依次為 FA、FB、FC、FD，則以下判斷中正確的是()AFAFBFCFDCFAFCFDFBBFDFAFBFCDFCFAFBFD6正交分解法的應用(2015山東16)如圖 5 所示，滑塊 A 置于水平地面上，滑塊 B 在一水平力作用下緊靠滑塊 A(A、B 接觸面豎直)，此時 A 恰好不滑

7、動，B 剛好不下滑已知 A 與 B 間的動摩擦因數(shù)為 1，A 與地面間的動摩擦因數(shù)為 2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力A 與 B 的質量之比為()圖 5A. 1 112112212B.C.D.121212127函數(shù)法的應用(2014新課標17 )如圖 6 所示，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)使小車從開始向左加速，加速度從 0 開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內)，與穩(wěn)定在豎直位置時相比，小球的高度()圖 6A一定升高C保持不變B一定降低D升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定【方法技巧】處理平衡問題的常用方法與技巧1法：物體受

8、三個共點力的作用而平衡，則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反2分解法：物體受三個共點力的作用而平衡，將某一個力按力的效果分解，則其分力和其他兩個力滿足平衡條件3正交分解法：物體受到三個或三個以上力的作用而平衡，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件4整體法和法：當多個物體整體處于平衡狀態(tài)時系統(tǒng)內的各物體相對，有和勻速運動兩種情況，不涉及內力時，采用整體法進行受力分析并求解涉及內力時宜采用先后整體或先整體后的方法考點三三力動態(tài)平衡問題的處理技巧1動態(tài)平衡問題指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個過程中物體始終處于一系列的平衡狀態(tài)2解決動態(tài)平衡問

9、題的關鍵抓住不變量，確定自變量，依據(jù)不變量與自變量的關系來確定其他量的變化規(guī)律3常用的分析方法(1)法：對研究對象的任一狀態(tài)進行受力分析，建立平衡方程，求出因變量與自變量的一般函數(shù)關系式，然后根據(jù)自變量的變化情況及變化區(qū)間確定因變量的變化情況(2)圖解法：對研究對象在狀態(tài)變化過程中的若干狀態(tài)進行受力分析，依據(jù)某一參量(一般為某一角度)的變化，在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下力的平行四邊形或三角形，再由力的平行四邊形或三角形的邊的長度變化及角度變化確定某些力的大小及方向的變化情況思維深化應用圖解法分析三力動態(tài)平衡問題時，三個力分別特點？8圖解法求極值如圖 7 所示，用一根長為 l 的細繩一端固定在

10、 O 點，另一端懸掛質量為 m 的小球 A，為使細繩與豎直方向成 30角且繃緊，小球 A 處于，對小球施加的最小的力是()圖 7B. 31 3D.A. 3mg2 mgC.2mg3 mg9圖解法的應用半圓柱體 P 放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的豎直擋板 MN.在半圓柱體 P和 MN 之間放有一個光滑均勻的小圓柱體 Q，整個裝置處于平衡狀態(tài)，如圖 8 所示是這個裝置的截面圖現(xiàn)使 MN 保持豎直并且緩慢地向右平移，在 Q 滑落到地面之前，發(fā)現(xiàn) P 始終保持則在此過程中，下列說法中正確的是()圖 8B地面對 P 的摩擦力逐漸增大DQ 所受的合力逐漸增大AMN 對 Q 的彈力逐漸減小CP、Q

11、 間的彈力先減小后增大10法和圖解法的應用如圖 9，一小球放置在木板與豎直之間設對球的壓力大小為 FN1，球對木板的壓力大小為 FN2.以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉到水平位置不計摩擦，在此過程中()圖 9BFN1 始終減小，F(xiàn)N2 始終減小DFN1 先增大后減小，F(xiàn)N2 先減小后增大AFN1 始終減小，F(xiàn)N2 始終增大CFN1 先增大后減小，F(xiàn)N2 始終減小【方法技巧】處理動態(tài)平衡問題的一般思路1平行四邊形定則是基本方法，但也要根據(jù)實際情況采用不同的方法，若出現(xiàn)直角三角形，常用三角函數(shù)表示合力與分力的關系2圖解法的適用情況：圖解法分析物體動態(tài)平衡問題時，一

12、般物體只受三個力作用，且其中一個力大小、方向均不變，另一個力的方向不變，第三個力大小、方向均變化3用力的矢量三角形分析力的最小值問題的規(guī)律：(1)若已知 F 合的方向、大小及一個分力 F1 的方向，則另一分力 F2 的最小值的條件為 F1F2；(2)若已知 F 合的方向及一個分力 F1 的大小、方向，則另一分力 F2 的最小值的條件為 F2F 合考點四平衡中的臨界與極值問題1極值問題：(1)定義：平衡物體的極值問題，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題(2)解題方法：解決這類問題的常用方法是法，即根據(jù)物體的平衡條件列出方程，在解方程時，采用數(shù)學知識求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值另外，圖

13、解法也是常用的法，即根據(jù)物體的平衡條件作出力的矢量圖，畫出平行四邊形或者矢量三角形進行動態(tài)分析，確定最大值或最小值2臨界問題：(1)定義：由某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象或由某種物理狀態(tài)變化為另一種物理狀態(tài)時，發(fā)生轉折的狀態(tài)叫臨界狀態(tài)，解題的關鍵是確定“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件(2)解題方法：解決這類問題的基本方法是假設推理法，即先假設某種情況成立，然后根據(jù)平衡條件及有關知識進行論證、求解11臨界問題傾角為 37的斜面體與水平面保持，斜面上有一重為 G 的物體 A，物體 A 與斜面間的動摩擦因數(shù) 0.5.現(xiàn)給 A 施加一水平力 F，如圖 10 所示設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等(si

14、n 370.6，cos 370.8)，如果物體 A 能在斜面上，水平推力 F 與 G 的比值不可能是()圖 10A3B2C1D0.512臨界問題如圖 11 所示，在水平板左端有一固定擋板，擋板上連接一輕質彈簧，緊貼彈簧放一質量為 3m 的滑塊，此時彈簧處于自然長度已知滑塊與板間的動摩擦因數(shù)為3 ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力現(xiàn)將板的右端緩慢抬起使板與水平面間的夾角為 ，最后直到板豎直，此過程簧彈力的大小 F 隨夾角 的變化關系可能是圖中的()圖 1113極值問題質量為 M 的木楔傾角為 ，在水平面上保持，當將一質量為 m 的木塊放在木楔斜面上時，它正好勻速下滑如果用與木楔斜面成 角的力 F 拉著

15、木塊勻速上升，如圖 12 所示(已知木楔在整個過程中始終)圖 12當 時，拉力 F 有最小值，求此最小值；求在(1)的情況下木楔對水平面的摩擦力是多少？【方法技巧】臨界與極值問題的分析技巧1求解平衡中的臨界問題和極值問題時，首先要正確地進行受力分析和變化過程分析，找出平衡中的臨界點和極值點2臨界條件必須在變化中尋找，不能停留在一個狀態(tài)來研究臨界問題，把某個物理量推向，即極大或極小，并依此作出科學的推理分析，從而給出判斷或導出結論1(2013新課標15)如圖 13，在固定斜面上的一物塊受到一外力 F 的作用，F(xiàn) 平行于斜面向上若要物塊在斜面上保持，F(xiàn) 的取值應有一定范圍，已知其最大值和最小值分別

16、為 F1 和 F2(F20)由此可求出()圖 13B斜面的傾角D物塊對斜面的正壓力A物塊的質量C物塊與斜面間的最大靜摩擦力2(2014山東14)如圖 14，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點，制成一簡易秋千，某次維修時將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點不變木板時，F(xiàn)1 表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2 表示單根輕繩對木板拉力的大小，則維修后()圖 14 BF1 不變，F(xiàn)2 變小DF1 變小，F(xiàn)2 變小AF1 不變，F(xiàn)2 變大CF1 變大，F(xiàn)2 變大3(20135)如圖 15 所示，小球用細繩系住，繩的另一端固定于 O 點現(xiàn)用水平力 F 緩慢推動斜面體，小球在斜面上無摩擦地滑動，

17、細繩始終處于直線狀態(tài)，當小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平，此過程中斜面對小球的支持力 FN 以及繩對小球的拉力 FT 的變化情況是()圖 15BFN 不斷增大，F(xiàn)T 不斷減小DFN 不斷增大，F(xiàn)T 先減小后增大AFN 保持不變，F(xiàn)T 不斷增大CFN 保持不變，F(xiàn)T 先增大后減小4重為 G 的木塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為 ，一人欲用最小的作用力 F 使木塊做勻速運動，則此最小作用力的大小和方向應如何？練出高分1如圖 1 所示，A 和 B 兩物塊的接觸面是水平的，A 與 B 保持相對一起沿固定斜面勻速下滑，在下滑過程中 B 的受力個數(shù)為()圖 1A3B4C5D62如圖 2 所示，在傾斜的滑桿上

18、套一個質量為 m 的圓環(huán)，圓環(huán)通過輕繩拉著一個質量為 M 的物體，在圓環(huán)沿滑桿向下滑動的過程中，懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向，則()圖 2B環(huán)一定受四個力作用D懸繩對物體的拉力小于物體的重力A環(huán)只受三個力作用C物體做勻加速運動3如圖 3 所示，放置在斜劈上的物塊受到平行于斜面向上的力 F 的作用，整個裝置保持現(xiàn)在使力 F增大，但整個裝置仍保持，則下列說法正確的是()圖 3B物塊受到的合外力可能增大 D斜劈對物塊的摩擦力可能減小A物塊對斜劈的壓力可能增大C地面對斜劈的摩擦力可能減小4如圖 4 所示，質量均為 1 kg 的小球 a、b 在輕彈簧 A、B 及外力 F 的作用下處于平衡狀態(tài)，其中 A

19、、B兩個彈簧的勁度系數(shù)均為 5 N/cm，B 彈簧上端與天花板固定連接，軸線與豎直方向的夾角為 60，A 彈簧豎直，g 取 10 m/s2，則以下說法正確的是()圖 4B外力 F10 3 NAA 彈簧的伸長量為 3 cmCB 彈簧的伸長量為 4 cmD突然撤去外力 F 瞬間，b 球加速度為 05如圖 5 所示，水平固定且傾角為 30的光滑斜面上有兩個質量均為 m 的小球 A、B，它們用勁度系數(shù)為k 的輕質彈簧連接，現(xiàn)對 B 施加一水平向左的推力 F 使 A、B 均在斜面上，此時彈簧的長度為 l，則彈簧原長和推力 F 的大小分別為()圖 5mg2 3mg2 3Al 2k ，mgBl 2k ，mg

20、33mgmgCl2 3mgDl2 3mg 2k ， 2k ，6如圖 6 所示，傾角為 30的斜面體放在水平地面上，一個重為 G 的球在水平力 F 的作用下，于光滑斜面上，此時水平力的大小為 F；若將力 F 從水平方向逆時針轉過某一角度 后，仍保持 F 的大小不，此時水平地面對斜面體的摩擦力為 Ff，那么 F 和 Ff 的大小分別是()變，且小球和斜面體依然保持圖 6 3 3AF G，F(xiàn)f G 3 3BF G，F(xiàn)f G6324 3 3CF G，F(xiàn) f 3DF 3，F(xiàn)f2 G3 G6 G47如圖 7 所示，質量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值一定，輕桿 A 端用鉸鏈固定，滑輪在 A 點正上方(

21、滑輪大小及摩擦均可不計)，輕桿 B 端吊一重物 G，現(xiàn)將繩的一端拴在桿的 B 端，用拉力 F 將 B 端緩慢上拉(均未斷)，在 AB 桿達到豎直前，以下分析正確的是()圖 7B繩子越來越不容易斷 DAB 桿越來越不容易斷置于傾角為 30的粗糙斜面上，一根輕彈簧一端固定在豎A繩子越來越容易斷 CAB 桿越來越容易斷8(多選)如圖 8 所示，一個質量為 m 的滑塊直墻上的 P 點，另一端系在滑塊上，彈簧與豎直方向的夾角為 30，則()圖 8B滑塊可能受到三個力作用D斜面對滑塊的摩擦力的大小等于 mgA彈簧一定處于壓縮狀態(tài)C斜面對滑塊的支持力不能為 09(多選)如圖 9 所示，質量為 M 的斜面體 A 置于粗糙水平面上，用輕繩拴住質量為 m 的小球 B 置于斜面上，整個系統(tǒng)處于狀態(tài)已知斜面傾角 30，輕繩與斜面平行且