高考物理一輪總復習魯科課件：第二章第三節(jié)

第三節(jié)力的平衡及其應用第二章相互作用力與平衡基礎梳理?自學導引一、共點力的平衡1.共點力：力的作用點在物體上的_________或力的_______交于一點的幾個力叫做共點力.能簡化成質(zhì)點的物體受到的力可以視為共點力.同一點延長線2.平衡狀態(tài)：物體處于_______狀態(tài)或_______________狀態(tài),叫做平衡狀態(tài).(該狀態(tài)下物體的加速度為零)靜止勻速直線運動合外力0思考感悟豎直上拋運動在最高點時速度為零,此時物體是處于平衡狀態(tài)嗎？提示：不是.速度為零,但合外力不為零.二、平衡條件的推論1.二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______,方向______,為一對________.相等相反平衡力2.三力平衡如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任意兩個力的_____一定與第三個力大小_____、方向______.3.多力平衡如果物體受多個力作用處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與其余力的_____大小______,方向_______.合力相等相反合力相等相反要點透析?直擊高考一、解決共點力平衡問題的常用方法方法內(nèi)容合成法物體受幾個力的作用,通過合成的方法將它們簡化成兩個力,這兩個力滿足二力平衡條件效果分解法物體受到幾個力的作用,將某一個力按力的效果進行分解,則其分力和其他力在所分解的方向上滿足平衡條件正交分解法將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力,分解為相互正交的兩組,每一組的力都滿足二力平衡條件方法內(nèi)容力的三角形法物體受同一平面內(nèi)三個互不平行的力的作用平衡時,這三個力的矢量箭頭首尾相接,構成一個矢量三角形,反之,若三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構成三角形,則這三個力的合力必為零,利用三角形定則,根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學知識可求解未知力動態(tài)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)某一參量的變化,在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下力的平衡圖(力的平行四邊形),再由動態(tài)力的平行四邊形各邊長度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化情況相似三角形法通常尋找的是一個力的矢量三角形與幾何邊長三角形相似,當題目中告訴一些邊長關系時往往要用這種方法.但這種方法僅能處理三力平衡問題名師點睛：圖解分析法和相似三角形法是解決三力平衡動態(tài)問題的最常用的方法，矢量三角形的一邊、一角恒定時用圖解分析法；矢量三角形的角度都發(fā)生變化，但已知幾何邊長關系時用相似三角形法.即時收應用圖2－3－1二、先共點左力平鍛衡問近題解服題的掘一般詢步驟1.選取懂研究效對象根據(jù)蠅題目碧要求,選取感某物語體(整體燦或局盈部)作為骨研究陸對象,在平蔬衡問翁題中,研究替對象緒常有餡三種跌情況淡：(1等)單個齒物體.若是密有關穗共點荷力平評衡的潛問題,可以趨將物桿體受鞠到的侍各個森力的凈作用昨點全少都畫蔬到物框體的藥幾何證中心萌上；迅否則蘆各個匹力的求作用有點不問能隨絡便移巷動,應畫經(jīng)在實戚際作倍用位周置上.(2匆)多個叼物體(系統(tǒng)).在分蔑析外趟力對嚇系統(tǒng)紡的作釋用時,用整咱體法款；在升分析獅系統(tǒng)衛(wèi)內(nèi)各墓物體杠間的寒相互投作用夕時,用隔由離法,其關適鍵是芬找物攏體之現(xiàn)間的反聯(lián)系,相互騙作用要力是魄它們拍相互瘋聯(lián)系糊的紐碰帶.(3另)幾個切物體譯的結耀點.幾根習繩或狠繩和析棒之諷間的熔結點丈常常偷是平彼衡問統(tǒng)題的截研究潔對象.2.分析倚研究楊對象偽的受寧力情鏟況,并作初出受達力圖(1鴨)確定民物體衣受到耳哪些冊力的擋作用,不能計添力,也不逃能漏怕力.受力蓋分析黎通常擔按重喚力、漫彈力績、摩鮮擦力鋸等順產(chǎn)序來互分析.(2瞧)準確健畫出求受力趟示意職圖,力的溫示意王圖關扭鍵是現(xiàn)力的衣方向解要確罰定,要養(yǎng)尿成準帖確畫規(guī)圖的故習慣.3.選取海研究霜方法——合成苗法或視分解職法在解違題中舅是采堵用合北成法愈還是釘分解證法應娛視具鼻體問耕題而剃定,通常疑利用扭正交缺分解萌法求些解平搞衡問牢題.4.利用京平衡慨條件本建立翁方程棵并求舒解(1擠)利用扭合成慮法分博析問輕題時,其平糕衡方下程為罰：F合＝0.(2驅(qū))利用和分解住法特青別是皺正交淹分解部法分款析平糾衡問花題時,其平走衡方獸程為憂：Fx＝0,Fy＝0.(3概)關于概坐標萍軸的撐選取,一般截選外膠力多全的方瘋向為誰坐標治軸,使力述的分援解個在數(shù)少,簡化肅計算.名師夢點睛：(1)物體拼受三賞個力合平衡誘時，妖利用址力的麗合成賭法比擔較簡模單.,(2)解平余衡問蒙題建笨立坐惱標系蘭時應鑼使盡制可能移多的框力與崗坐標旺軸重斃合，晴使需勻要分穗解的瞎力最更少.物體爆受四墾個以抄上的羨力作泛用時懶一般患要采埋用正鵲交分枯解法.,(3)對力聰?shù)拇蟮研《ㄟ_性分勿析時爸，一馳般要顆用圖綱解法.題型探究?解碼命題題型1圖解煎法求阿解動聽態(tài)平見衡問賣題如圖2－3－2所示,把球家夾在獵豎直秤墻面AC和木毀板BC之間,不計港摩擦,球?qū)ε艍Φ南毫U為N1,球?qū)I板的岸壓力塘為N2,在將矛板BC逐漸冬放至副水平利的過夢程中,下列融說法友正確吃的是()例1圖2－3－2A.N1和N2都增振大B.N1和N2都減皇小C.N1增大,N2減小D.N1減小,N2增大【思路減點撥】畫出鄙某一孔狀態(tài)摘的受億力分負析圖,研究晃變量曉和不政變量,尋找歷平行賞四邊渴形(矢量貞三角據(jù)形)邊角抖變化模情況.【解析】此為測一動缸態(tài)平婆衡問緩題.受力牛情況惠雖有脈變化,但球凡始終元處于致平衡膝狀態(tài).圖2－3－3對球熔受力沈分析駛如圖2－3－3所示,受重樓力G、墻膛對球?qū)さ闹页至1′和板頌對球裁的支坑持力N2′而平辯衡.作出N1′和N2′的合滑力F,它與G等大電反向.當板BC逐漸接放至純水平最的過辰程中,N1′的方捧向不幻玉變,大小桶逐漸悄減小,N2′的方觀向發(fā)芽生變虛化,大小掩也逐梢漸減繳??；姻由牛桐頓第咸三定葡律可掙知：N1＝N1′,N2＝N2′,故選逐項B正確.【答案】B【規(guī)律勝總結】判斷憲動態(tài)評平衡遼中各密力的堡變化乳情況牌是一面種常辨見題種型.總結戲其特峽點有寺：合鞏力大催小和界方向爬都不程變；甜一個耳分力聲的方幅向不農(nóng)變,分析踐另一陡個分撈力方喘向變鵝化時姨兩個基分力釋大小假的變要化情顆況.用圖賓解法隱具有小簡單氏、直西觀的可優(yōu)點.題型2相似愧三角倡形法示解平瓦衡問聰題一輕暢桿BO,其O端用倘光滑蕉鉸鏈高鉸于什固定儉豎直導桿AO上,B端掛收一重擾物,且系裁一細摧繩,細繩嶼跨過副桿頂A處的什光滑鬧小滑輪,用力F拉住,如圖2－3－4所示.現(xiàn)將拜細繩勁緩慢嬌往左佳拉,使桿BO與桿AO間的擱夾角θ逐漸尸減小,則在皇此過搞程中,拉力F及桿OB所受峰壓力N的大猜小變戀化情都況是()例2圖2－3－4A.N先減林小,后增輛大B.N始終果不變C.F先減醒小,后增面大D.F始終尊不變【思路訴點撥】以B點受鵝力分患析畫捏出力貸的平狹行四告邊形,利用愈與原鹽幾何嚴圖形躁相似農(nóng)的特亡點列攪方程糊求解.【解析】取圖2－3－5BO桿的B端為級研究配對象,受到具繩子傅拉力(大小戲為F)、BO桿的何支持減力N和懸柜掛重君物的宴繩子哭的拉攪力(大小任為G)的作護用,將N與G合成,其合費力與F等值猶反向,如圖2－3－5所示,得到橡一個歇力三乖角形(如圖從中畫蠶斜線飛部分),此力戀三角災形與他幾何次三角塵形OB僑A相似,可利些用相稿似三雄角形設對應夸邊成醉比例推來解.【答案】B【規(guī)律另總結】相似哥三角洪形法澤也是嚇解平藍衡問別題的屈常用延方法.此類猴問題逐的特覺點是繳在原拾幾何妹圖形籠中有其固定披邊長,受力殊分析司的力最的矢逢量三辱角形趟與幾孤何圖羨形相倘似.題型3平衡流中的盼臨界恰與極貼值問瞎題(滿分少樣板14分)一物淋體的板質(zhì)量緩為2面kg榮,兩根并輕細拆繩AB和AC的一賊端連泛接于男豎直鉤墻上,另一潑端系榴于物葛體上,在物怎體上削另施侵加一挪個方織向與太水平繁線成θ角的贊拉力F,相關扮幾何籍關系型如圖2－3－6所示,θ＝60略°,若要嘗使繩譽都能待伸直,求拉回力F的大琴小范哀圍.(g取10碌m刃/s2)例3圖2－3－6【思路壩點撥】解決蘿此題什的關稅鍵是蕉思考服以下蹈兩問距題：(1妨)物體藝受到珍幾個嗚力的鴨作用,需要鴿用矢械量三脂角形言法還搏是用死正交道分解曬法解莖決問勝題？(2愿)若要煩使兩梁繩都真伸直,則必馬須保岔證兩走繩的娘拉力呆符合苦什么繩臨界啄條件蚊？?解題焦樣板遞規(guī)范無步驟,該得勵的分飼一分悄不丟培！作出廊物體A受力亡分析午圖如褲圖2－3－7所示,由平伶衡條查件得圖2－3－7【規(guī)律麥總結】解決垮此類帳問題棍的關蒜鍵是貌通過假審題,挖掘各