2013高考物理總復(fù)習(xí) 第二章第三節(jié) 受力分析　共點力的平衡課件 新人教版必修1

1、第三節(jié)　受力分析　共點力的平衡,一、受力分析1．概念把研究對象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來，并畫出物體所受力的__________，這個過程就是受力分析．,示意圖,2．受力分析的一般順序先分析________，然后按接觸面分析接觸力(彈力、摩擦力)，再分析其他力(電磁力、浮力等)，最后分析已知力．,重力,二、共點力作用下物體的平衡1．平衡狀態(tài)物體處于________或______________的狀態(tài)．

2、2．共點力的平衡條件：_______或者,靜止,勻速直線運(yùn)動,F合＝0,思考感悟v＝0一定是平衡狀態(tài)嗎？提示：不一定．因為v＝0時a不一定等于0.,三、共點力平衡的幾條重要推論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_______．,相等,相反,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)，其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小_________，方向______

3、__．3．多力平衡：如果物體受多個力作用處于平衡，其中任何一個力與其余力的合力大小_______，方向_____．,相等,相反,相等,相反,一、物體受力分析的常用方法和步驟1．常用方法(1)整體法與隔離法,(2)假設(shè)法在受力分析時，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)動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在．2．受力分析的基本步驟,(1)明確研究對象：即確定受力分析的物體，研究對象可以

4、是單個物體，也可以是多個物體的組合；(2)隔離物體分析：將研究對象從周圍物體中隔離出來，進(jìn)而分析周圍有哪些物體對它施加了力的作用；,(3)畫受力示意圖：在找出力的同時，畫出受力示意圖，作用點一般畫在物體的重心上，并準(zhǔn)確標(biāo)出各力的方向；(4)驗證分析結(jié)果：檢查畫出的每一個力能否找出它的施力物體，檢查分析結(jié)果能否使研究對象處于題意所給的運(yùn)動狀態(tài)．,特別提醒：在對物體進(jìn)行受力分析時，要防止漏力或添力.1.受力分析的順序一般應(yīng)是先分析場

5、力，再分析接觸力.2.對分析出的每一個力都能找出施力物體.,即時應(yīng)用(2010·高考安徽卷)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖2－3－1所示．,圖2－3－1,若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力．則木板P的受力個數(shù)為(　　)A．3　　　　　　　　　　B．4C．5 D．6,解析：選C.因一起勻速下滑，所以斜面對P有沿斜面向上的摩擦力，

6、而Q必受彈簧向上的彈力，所以隔離P可知P受重力、斜面摩擦力、斜面彈力、彈簧彈力、Q的壓力作用．,二、處理平衡問題的常用方法和解題步驟1．方法(1)力的合成法物體受三個力作用而平衡時，其中任意兩個力的合力必定跟第三個力等大反向．可利用力的平行四邊形定則，,根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識求解． (2)正交分解法將各力分解到x軸上和y軸上，運(yùn)用兩坐標(biāo)軸上的合力等于零的條件多用于三個以上共點力作用下的物體的平衡．,值

7、得注意的是，對x、y方向選擇時，盡可能使較多的力落在x、y軸上，被分解的力盡可能是已知力，不宜分解待求力．(3)力的三角形法物體受同一平面內(nèi)三個互不平行的力處于平衡時，,可以將這三個力的矢量首尾相接，構(gòu)成一個矢量三角形；即三個力矢量首尾相接，恰好構(gòu)成三角形，則這三個力的合力必為零，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)知識可求得未知力．2．解題步驟,(1)選取研究對象：根據(jù)題目要求，恰當(dāng)選取研究對象，在平衡類問題

8、中，研究對象可以是單個物體，也可以是多個物體組成的系統(tǒng)，還可以是幾個物體相互連接的結(jié)點．(2)分析研究對象的受力情況，畫出受力圖．,(3)利用平衡條件建立方程并求解．特別提醒：1.物體受三個力平衡時，利用力的分解法或合成法比較簡單.2.解平衡問題建立坐標(biāo)系時應(yīng)使盡可能多的力與坐標(biāo)軸重合，需要分解的力盡可能少，物體受四個以上的力作用時一般要采用正交分解法.,即時應(yīng)用2.(2012·深圳模擬)如圖2－3－2所示，小圓環(huán)

9、A吊著一個質(zhì)量為m2的物塊并套在另一個豎直放置的大圓環(huán)上，有一細(xì)線一端拴在小圓環(huán)A上，,圖2－3－2,另一端跨過固定在大圓環(huán)最高點B的一個小滑輪后吊著一個質(zhì)量為m1的物塊．如果小圓環(huán)、滑輪、繩子的大小和質(zhì)量以及相互之間的摩擦都可以忽略不計，繩子又不可伸長，若平衡時弦AB所對應(yīng)的圓心角為α，則兩物塊的質(zhì)量比m1∶m2應(yīng)為(　　),解析：選C.法一：采取相似三角形法．對小圓環(huán)A受力分析，如圖所示，,FT2與FN的合力與FT1平衡，,

10、如圖2－3－3所示，質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上，,圖2－3－3,三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為θ.質(zhì)量為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，求地面對三棱柱的支持力和摩擦力各為多少？【解析】　選取A和B整體為研究對象，它受到重力(M＋m)g，,地面支持力FN，墻壁的彈力F和地面的摩擦力Ff的作用(如圖2－3－4所示)而處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有FN－(M＋m)g＝0，F(xiàn)＝Ff可得FN＝(M＋

11、m)g再以B為研究對象，,圖2－3－4,它受到重力mg，三棱柱對它的支持力FAB，墻壁對它的彈力F的作用(如圖2－3－5所示)而處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有豎直方向上：FABcosθ＝mg,圖2－3－5,水平方向上：FABsinθ＝F解得F＝mgtanθ，所以Ff＝F＝mgtanθ.【答案】　(M＋m)g　mgtanθ,【規(guī)律總結(jié)】　靈活地選取研究對象可以使問題簡化．對處于平衡狀態(tài)的兩個物體組成的系統(tǒng)，在不涉及內(nèi)力時，優(yōu)先考慮

12、整體法．,變式訓(xùn)練1　(2010·高考山東卷)如圖2－3－6所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(m1在地面上，,圖2－3－6,m2在空中)，力F與水平方向成θ角．則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確的是(　　)A．FN＝m1g＋m2g－Fsinθ　　B．FN＝m1g＋m2g－FcosθC．Ff＝Fcosθ D．Ff＝Fsinθ,解析：選AC.對于m

13、1、m2和輕彈簧組成的系統(tǒng)受力分析如圖，由平衡條件知：水平方向：Ff＝Fcosθ豎直方向：FN＋Fsinθ＝m1g＋m2g.,由以上兩式得Ff＝Fcosθ，F(xiàn)N＝m1g＋m2g－Fsinθ，正確選項為A、C.,半圓柱體P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的豎直擋板MN.在P和MN之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q，整個裝置處于靜止．如圖2－3－7所示,圖2－3－7,是這個裝置的縱截面圖．若用外力使MN保持豎直，緩慢地向

14、右移動，在Q落到地面以前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止．在此過程中，下列說法中正確的是(　　)A．MN對Q的彈力逐漸減小B．地面對P的摩擦力逐漸增大,C．P、Q間的彈力先減小后增大D．Q所受的合力逐漸增大【思路點撥】　MN“緩慢”向右移動，Q所處的狀態(tài)可認(rèn)為是平衡狀態(tài)，用平衡條件求解即可．,【解析】　取Q為研究對象，Q受到mg、FMN、FP三個力的作用，若MN緩慢向右移動，則FMN方向不變，F(xiàn)P與豎直方向夾角增大，動態(tài)變化情況如

15、圖2－3－8所示，,圖2－3－8,可以判斷FMN、FP都變大，選項A、C錯誤．由于Q受力平衡，合力始終為零，選項D錯誤．取P、Q整體為研究對象，地面對P的摩擦力應(yīng)與FMN平衡，所以地面對P的摩擦力逐漸增大，選項B正確．【答案】　B,【規(guī)律總結(jié)】　分析動態(tài)平衡中各力的變化情況是一種常見題型，其特點有：①合力大小和方向不變；②一個分力的方向不變．圖解法具有簡單、直觀的優(yōu)點．,變式訓(xùn)練2　如圖2－3－9所示，小球用細(xì)繩系住放在傾角為θ

16、的光滑斜面上，當(dāng)細(xì)繩由水平方向逐漸向上偏移時，繩上的拉力將(　　),圖2－3－9,A．逐漸增大 B．逐漸減小C．先增大后減小 D．先減小后增大解析：選D.由圖解法可知，當(dāng)細(xì)繩與斜面平行時拉力最小，所以細(xì)繩由A點逐漸移到D點的過程中，拉力先減小后增大，選D項．,(滿分樣板　13分)物體A的質(zhì)量為2 kg，兩根輕細(xì)繩b和c的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體A上，在物體A上另施加一個方向與水平線成θ角的拉力F，,相關(guān)幾何關(guān)

17、系如圖2－3－10所示，θ＝60°.若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大小范圍．(g取10 m/s2),圖2－3－10,【思路點撥】本題可以利用解析法和正交分解法進(jìn)行分析，通過列出的平衡方程求出繩b和繩c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F的極值．,解題樣板作出物體A的受力分析圖如圖2－3－11所示，由平衡條件得Fsinθ＋F1sinθ－mg＝0?、?2分)Fcosθ－F