【导学教程】(教师用书)2015届高考总复习【课件】2-3 受力分析 共点力的平衡

解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合第三节受力分析共点力的平衡解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合一、受力分析◎问题导引如图2－3－1所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，水平面对球是否有弹力作用？斜面对球是否有弹力作用？基础要点整合解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合[答案]水平面不一定对球有弹力作用，斜面不一定对球有弹力作用．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合◎知识梳理1．概念：受力分析是把指定物体(研究对象)在给定的物理情景中所受的所有外力都找出来，并画好受力图．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合2．对物体进行受力分析的一般步骤隔离方向解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合◎自主检测1．(2014·东营模拟)如图2－3－2所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均处于静止状态．若各接触面与水平地面平行，则A、B两物体各受几个力A．3个、4个B．4个、4个C．4个、5个D．4个、6个答案C解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合二、共点力的平衡◎问题导引如图2－3－3所示，质量为m的小球在外力F作用下缓慢上升，请思考以下两个问题：解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合(1)物体处于什么状态？其合外力多大？(2)物体处于平衡状态时，其速度和加速度各有什么特点？[答案](1)物体缓慢上升过程中处于动态平衡状态，其合外力始终为零．(2)物体处于平衡状态时，其加速度一定为零，速度不一定为零．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合2．共点力的平衡条件F合＝____或者Fx＝Fy＝.◎知识梳理1．平衡状态：物体处于或状态．静止匀速直线运动000解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合3．平衡条件的推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小，方向，为一对．(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的一定与第三个力大小______、方向．(3)多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的大小，方向．相等相反平衡力合力相等相反合力相等相反解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合◎自主检测2．(2014·资阳诊断)如图2－3－4所示，两轻弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30°角，b弹簧水平，a、b的劲度系数分别为k1、k2.则两弹簧的伸长量x1与x2之比为解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合答案CA.k1k2B.k2k1C.2k2k1D.k22k1解析作出小铁球受力图，由平行四边形定则可知a弹簧中的弹力是b中的2倍，即k1x1＝2k2x2，解得x1x2＝2k2k1，选项C正确．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合1．受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法①研究系统外的物体对系统整体的作用力：②研究系统内部各物体之间的相互作用力．(2)假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在．考点核心突破考点一物体的受力分析解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合2．应注意的问题(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆．(2)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有．(3)合力和分力不能重复考虑．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合(4)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解．(5)区分内力与外力：对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要在受力分析图中画出．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合［典例1］如图2－3－5所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是A．a一定受到4个力B．b可能受到4个力C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D．a与b之间一定有摩擦力解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合[解析]将a、b看成整体，其受力图如图甲所示，说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用；对物体b进行受力分析，如图乙所示，b受到3个力作用，所以a受到4个力作用．[答案]AD解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合◎规律总结受力分析的基本思路解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合突破训练1．如图2－3－6所示，在斜面上，木块A与B的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止．则木块A和木块B可能的受力个数分别为A．2个和4个B．3个和4个C．4个和4个D．4个和5个解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合力、绳子的拉力和B对A的静摩擦力而平衡，B受到重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和A对B的静摩擦力，斜面对B的摩擦力可有可无，所以选项C、D正确，B错误．答案ACD解析①若绳子的拉力为零，以A、B整体为研究对象，B和斜面之间一定有静摩擦力，A、B的受力图如图，所以选项A正确．②若绳子上有拉力，对A、B分别画受力图可知，A受到重力、B对A的支持解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合1．动态平衡问题通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述．2．用图解法分析动态平衡问题的一般步骤(1)选某一状态对物体进行受力分析；(2)根据平衡条件画出平行四边形；(3)根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化；(4)确定未知量大小、方向的变化．考点二用图解法分析动态平衡问题解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合［典例2］一个挡板固定于光滑水平地面上，截面为14圆的柱状物体甲放在水平面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与地面接触而处于静止状态，如图2－3－7所示，现在对甲施加一个水平向左的力F，使甲沿地面极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止．设乙对挡板的压力为F1，甲对地面的压力为F2，在此过程中解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合A．F1缓慢增大，F2缓慢增大B．F1缓慢增大，F2不变C．F1缓慢减小，F2不变D．F1缓慢减小，F2缓慢增大[思路引导]①乙缓慢运动过程中处于平衡状态．②挡板对乙球的弹力方向不变，甲对乙的方向改变．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合[解析]把甲、乙看做一个整体，竖直方向仅受重力和地面的支持力，在此过程中，两物体重力不变，支持力不变，由牛顿第三定律得，甲对地面的压力F2不变．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合选取乙为研究对象，乙物体受力如图，甲对乙的作用力F3和挡板对乙的作用力F1′的合力F合始终与乙的重力等大、反向，在将甲沿地面缓慢地向左移动时，甲对乙的作用力F3逐渐减小，挡板对乙的弹力F1′逐渐减小，所以乙对挡板的压力F1逐渐减小．所以正确选项为C.[答案]C解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合◎规律总结解答动态平衡问题的常用方法解答动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的量来确定其他量的变化规律，常用的分析方法有解析法和图解法．(1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变物理量与自变物理量的一般函数关系式，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变物理量的变化情况．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合(2)图解法：对研究对象的状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化(一般为某一角)，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图(力的平行四边形或三角形)，再由动态的力的平行四边形或三角形的边的长度变化及角度变化确定某些力的大小及方向的变化情况．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合突破训练2．(2013·天津理综)如图2－3－8所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力FN以及绳对小球的拉力FT的变化情况是解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合A．FN保持不变，FT不断增大B．FN不断增大，FT不断减小C．FN保持不变，FT先增大后减小D．FN不断增大，FT先减小后增大答案D解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合［典例3］(2012·山东理综)如图2－3－9所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止．Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则考点三整体法与隔离法在平衡问题中的应用解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合A．Ff变小B．Ff不变C．FN变小D．FN变大[思路引导]①分析木块与挡板间的摩擦力的变化，用整体法分析．②分析木块与挡板间正压力的变化，用隔离法分析．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合[解析]系统处于平衡状态，以整体为研究对象，在竖直方向：2Ff＝(2m＋M)g，Ff＝2m＋M2g，与两板间距离无关，B正确；以点O为研究对象，受力如图，挡板间的距离稍许增大后，硬杆OO1、OO2之间的夹角θ变大，F＝Mg2cosθ2＝Mg2cosθ2变大，又FN＝Fsinθ2变大，则木块与挡板间正压力FN变大，D正确．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合[答案]D解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考点核心突破基础要点整合◎规律总结用整体性与隔离法解决平衡问题的方法1．对整体法和隔离法的理解整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法，整体法的优点在于只需要分析整个系统与外界的关系，避开了系统内部繁杂的相互作用．隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体的方法，隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚．解题素能培养训练高效提能第二章相互作用高考总复习·物理菜单考