高三物理一轮复习课件 受力分析 共点力的平衡

课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理第4节受力分析共点力的平衡课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理(7)物体受三个力F1、F2、F3作用处于平衡状态，若将F2转动90°，则三个力的合力大小为2F2。()(6)物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力。()(5)物体受两个力处于平衡状态，这两个力必定等大反向。()(4)物体处于平衡状态时，其加速度一定为零。()(3)物体的速度为零即处于平衡状态。()(2)物体沿光滑斜面下滑时，受到重力、支持力和下滑力的作用。()(1)对物体受力分析时，只能画该物体受到的力，其他物体受到的力不能画在该物体上。()√××√√×√课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理要点一物体的受力分析受力分析的一般步骤课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理[多角练通]1．(2015·忻州模拟)如图2­4­1所示，固定斜面上有一光滑小球，由一竖直轻弹簧P与一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数不可能的是()A．1B．2C．3D．4图2­4­1课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理解析：若FP＝mg。则小球只受拉力FP和重力mg两个力作用；若FP＜mg，则小球受拉力FP、重力mg、支持力FN和弹簧Q的弹力FQ四个力作用，若FP＝0，则小球要保持静止，应受FN、FQ和mg三个力作用，故小球受力个数不可能为1。答案：A课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理2．(2015·内蒙古包头测评)如图2­4­2所示，物体A置于水平地面上，力F竖直向下作用于物体B上，A、B保持静止，则物体A的受力个数为()A．3B．4C．5D．6图2­4­2课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理解析：隔离分析物体B的受力如图甲所示，要保持物体B静止不动，物体A一定对物体B有摩擦力FfA→B和支持力FNA→B。甲乙由牛顿第三定律可知，物体B对A一定有摩擦力FfB→A和压力FNB→A；取A、B作一整体受力分析可知，地面对A的摩擦力为零，故A物体受力如图乙所示，选项B正确。答案：B课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理要点二解决平衡问题的四种常用方法对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力力的三角形法物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件正交分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件分解法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反合成法课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理[典例](多选)(2015·淄博五中高三质检)如图2­4­3所示，光滑的夹角为θ＝30°的三角杆水平放置，两小球A、B分别穿在两个杆上，两球之间有一根轻绳相连，现在用力将小球B缓慢拉动，直到轻绳被拉直时，测出拉力F＝10N，则此时关于两个小球受到的力的说法正确的是(小球重力不计)()图2­4­3课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理(3)小球重力不计。(2)杆光滑，小球不受摩擦力作用。(1)三角杆水平放置，注意画受力示意图时的视角转换。[审题指导]A．小球A受到杆对A的弹力、绳子的张力B．小球A受到的杆的弹力大小为20NC．此时绳子与穿有A球的杆垂直，绳子张力大小为2033ND．小球B受到杆的弹力大小为2033N课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理[解析]因杆光滑，小球重力不计，故当轻绳被拉直时，小球A仅受杆的弹力FN2和绳子的张力FT两个力作用，且有FN2＝FT，A正确；小球B受三个力处于平衡状态，将拉力FT正交分解，由平衡条件得：FTcos60°＝F，FTsin60°＝FN1，解得：FT＝20N，FN1＝103N。FN2＝FT＝20N，故B正确，C、D错误。[答案]AB课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理[方法规律](2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少。物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法。(1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简单。处理平衡问题的两点说明课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理[针对训练]1．如图2­4­4所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心。一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是()A．F＝mgtanθB．F＝mgtanθC．FN＝mgtanθD．FN＝mgtanθ图2­4­4课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理解析：解法一：合成法。滑块受力如图甲，由平衡条件知：mgF＝tanθ⇒F＝mgtanθ，FN＝mgsinθ。课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理解法二：效果分解法。将重力按产生的效果分解，如图乙所示，F＝G2＝mgtanθ，FN＝G1＝mgsinθ。解法三：正交分解法。将滑块受的力水平、竖直分解，如图丙所示，mg＝FNsinθ，F＝FNcosθ，联立解得：F＝mgtanθ，FN＝mgsinθ。解法四：封闭三角形法。如图丁所示，滑块受的三个力组成封闭三角形，解直角三角形得：F＝mgtanθ，FN＝mgsinθ。答案：A课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理2．倾角为θ＝37°的斜面与水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5。现给A施以一水平力F，如图2­4­5所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，如果物体A能在斜面上静止，水平推力F与G的比值不可能是()A．3B．2C．1D．0.5图2­4­5课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理解析：设物体刚好不下滑时F＝F1，则F1·cosθ＋μFN＝G·sinθ，FN＝F1·sinθ＋G·cosθ。得：F1G＝sin37°－0.5×cos37°cos37°＋0.5×sin37°＝0.21.1＝211；设物体刚好不上滑时F＝F2，则：F2·cosθ＝μFN＋G·sinθ，FN＝F2·sinθ＋G·cosθ，得：F2G＝sin37°＋0.5×cos37°cos37°－0.5×sin37°＝10.5＝2，即211≤FG≤2，故F与G的比值不可能为A。答案：A课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理要点三解决动态平衡问题的三种方法思考：什么是动态平衡？通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢地变化，物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中，这种平衡称为动态平衡解决此类问题的基本思路是化“动”为“静”，“静”中求“动”课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理方法一解析法基本思路先对研究对象进行受力分析，画出受力示意图再根据物体的平衡条件列式求解得到因变量与自变量的一般函数表达式最后根据自变量的变化确定因变量的变化课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理•[典例1]如图246所示，A、B为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A、B改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢竖直下降。关于此过程中绳上拉力大小的变化，下列说法中正确的是()A．不变B．逐渐减小C．逐渐增大D．可能不变，也可能增大思考1：AC绳、BC绳拉力大小有什么关系？思考2：重物C缓慢下降过程中，两绳与竖直方向间夹角怎样变化？相等逐渐减小课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理•[解析]当光滑挂钩下的重物C缓慢下降时，设绳AC和BC与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为F，绳AC和BC在水平方向上的分力均为Fx＝Fsinα，大小相等，方向相反，是一对平衡力。绳AC和BC在竖直方向的分力都为Fy＝Fcosα，两绳的合力与重力是一对平衡力，所以2Fy＝2Fcosα＝mg，即F＝mg/2cosα，重物C缓慢下降时，α角逐渐减小，所以两绳的拉力F都不断减小，选项B正确。•[答案]B课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理方法二图解法什么是图解法？对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析，在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形，由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化，此即为图解法应用图解法的优点是什么？图解法的优点是能将各力的大小、方向等变化趋势形象、直观地反映出来，大大降低了解题难度和计算强度课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理思考：图解法可适用于物体受怎样的力时的动态分析？三力平衡一个力是恒力、另有一个力是方向不变、第三个力大小和方向都发生变化课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理•[典例2]用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图247所示。P、Q均处于静止状态，则下列说法正确的是()•A．Q受到3个力•B．P物体受4个力•C．若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大•D．若绳子变短，绳子的拉力将变小课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理思考1：物体Q受哪些力的作用？画出Q的受力分析图。思考2：物体P受哪些力的作用？画出P的受力分析图，并用图解法画出力的变化恒力方向不变大小和方向均变化课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理•[典例2]用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图247所示。P、Q均处于静止状态，则下列说法正确的是()•A．Q受到3个力•B．P物体受4个力•C．若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大•D．若绳子变短，绳子的拉力将变小B课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理方法三相似三角形法•在三力平衡问题中，如果有一个力是恒力，另外两个力方向都变化，且题目给出了空间几何关系，多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似，可利用相似三角形对应边成比例进行计算。在哪些情况下可应用相似三角形法判断力的变化课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理•[典例3]如图248所示是一个简易起吊设施的示意图，AC是质量不计的撑杆，A端与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A点正上方，C端吊一重物。现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉，在AC杆达到竖直前()•A．BC绳中的拉力FT越来越大•B．BC绳中的拉力FT越来越小•C．AC杆中的支撑力FN越来越大•D．AC杆中的支撑力FN越来越小恒力方向变化方向变化对结点C进行受力分析力的三角形几何三角形相似课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理课前基础·简要回顾课堂释疑·一站突破课后演练·对点设计第4节受力分析共点力的平衡物理要点四整体法