第3单元 受力分析共点力的平衡

抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理一、受力分析1．定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力图，这个过程就是受力分析．2．受力分析的顺序先找重力，再找接触力(弹力、摩擦力)，最后分析静电力、磁场力、其他力．第3单元受力分析共点力的平衡抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理二、共点力的平衡1．平衡状态：物体处于静止或状态．3．平衡条件的推论匀速直线运动2．共点力的平衡条件：F合＝0或者Fx＝0Fy＝0抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理[温馨提示](1)在一些定性判断平衡状态的问题中，采用共点力平衡的相关推论，可以使许多问题简化．(2)物体在某一时刻速度为零时不一定处于平衡状态．抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理1.如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止．物体B的受力个数为()A．2B．3C．4D．5解析：A、B都处于静止状态，故B受到A的弹力作用、A的摩擦力作用、重力作用、外力F作用，共4个力．答案：C抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理2．(2013年湖南师大附中月考)一只蚂蚁从半球形小碗内的最低点沿碗壁向上缓慢爬行，在其滑落之前的爬行过程中受力情况是()A．弹力逐渐增大B．摩擦力逐渐增大C．摩擦力逐渐减小D．碗对蚂蚁的作用力逐渐增大解析：在蚂蚁缓慢爬行的过程中，始终处于平衡状态，分析蚂蚁的受力情况：重力、支持力和摩擦力．向上爬行的过程可等效为一个倾角逐渐增大的斜面模型，根据平衡条件可知弹力逐渐减小，摩擦力逐渐增大．B正确．答案：B抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理3.如图所示，在某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，该同学对绳的拉力将(滑轮与绳的重力及摩擦不计)()A．逐渐变大B．逐渐变小C．先变大后变小D．先变小后变大解析：缓慢吊起即“匀速”吊起，由平衡条件知滑轮左、右两侧绳的拉力的合力等于重物的重力(G不变)，随重物的逐渐升高，两侧绳间夹角逐渐增大，故该同学对绳的拉力将逐渐变大，正确选项A.答案：A抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理4.如图所示是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图．使用时，用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长．粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小．该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，墙壁对涂料滚的支持力为F2，下列说法正确的是()A．F1、F2均减小B．F1、F2均增大C．F1减小，F2增大D．F1增大，F2减小抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理解析：在缓缓上推过程中涂料滚受力如图所示．由平衡条件可得：F1sinθ－F2＝0，F1cosθ－G＝0解得F1＝Gcosθ，F2＝Gtanθ，由于θ减小，所以F1减小，F2减小，故A项正确.答案：A抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理要点一受力分析的方法1．受力分析的思路抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理2．常用方法(1)整体法和隔离法(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．抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理3．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)合力和分力不能重复考虑．(4)区分性质力与效果力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去．[例1]如图所示，A物体的上表面水平，它与B物体保持相对静止，一起沿斜面匀速下滑，试画出A的受力分析图．抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理[思路点拨]分析受力的顺序是先重力，再弹力，最后摩擦力，弹力的方向与接触面垂直，摩擦力的方向与接触面平行．[自主解答]以A为研究对象，它受重力GA的作用；由于和B、斜面接触，于是受到斜面支持力和B的压力；因匀速下滑，斜面对A施加沿斜面的滑动摩擦力．至于A、B间是否存在摩擦力，则以B为研究对象分析，B受重力和A的支持力，这些力在竖直方向上相互平衡，水平方向若受力则破坏平衡，所以水平方向无力作用，根据力的作用是相互的，B对A也不施加水平方向的摩擦力．A受四个力，如图所示．[答案]见自主解答图抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理1.如图所示，与竖直方向成45°角的天花板上有一物块，该物块在竖直向上的恒力F作用下恰好能沿天花板匀速上升，则下列说法中正确的是()A．物块一定受两个力的作用B．物块一定受三个力的作用C．物块可能受三个力的作用D．物块可能受四个力的作用解析：由于物块做匀速直线运动，则受力平衡，对物块受力分析可知，若物块所受重力与恒力F恰好平衡，则受两个力的作用，若物块所受重力小于恒力F，则物块一定受四个力，所以D项正确．答案：D抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理要点二解决平衡问题的常用方法抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理[温馨提示](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．(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．抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理[例2](2013年深圳模拟)如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块．如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子又不可伸长，若平衡时弦AB所对应的圆心角为α，则两物块的质量比m1∶m2应为()抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理[思路点拨]根据物体所处平衡状态，分析物体受力情况，然后选取解决平衡状态的方法进行数学或物理方法处理、求解．[自主解答]解法一采取相似三角形法对小圆环A受力分析，如图所示，FT2与FN的合力与FT1平衡，由矢量三角形与几何三角形相似，可知A．cosα2B．sinα2C．2sinα2D．2cosα2抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理m2gR＝m1g2Rsinα2，得m1m2＝2sinα2.解法二采用正交分解法建立如解法一中图所示的坐标系，因FT2sinθ＝FNsinθ，可知：FT2＝FN＝m2g2FT2sinα2＝FT1＝m1g解得m1m2＝2sinα2.解法三采用三力平衡的推论法抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理FT2＝m2g，FT1＝m1g解得m1m2＝2sinα2.[答案]CFT2与FN的合力与FT1平衡，则FT2与FN所构成的平行四边形为菱形，有2FT2sinα2＝FT1抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理2.一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，A、B间由细绳连接着，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态，此时B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，与水平线成30°角，已知B球的质量为3kg，g＝10m/s2，则下列判断正确的是()A．绳的张力大小为303NB．A球质量为6kg抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理解析：对A球，受力分析如图所示，正交分解绳的张力FT与环的弹力FNA，由平衡条件有：水平方向：FTcos30°＝FNAsin30°，在竖直方向：FNAcos30°＝mAg＋FTsin30°，同理对B球进行受力分析及正交分解得：竖直方向：FTsin30°＝mBg.C．剪断绳瞬间A的加速度大小为53m/s2D．剪断绳瞬间B的加速度大小为10m/s2抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理联立以上三式可得：FT＝60N，mA＝2mB＝6kg，A错B对；剪断绳瞬间，绳中张力立即消失，环对球的弹力发生突变，B球只受重力，由牛顿第二定律知其加速度为g＝10m/s2，D对；此时分解A球的重力(沿半径方向和垂直半径方向)，加速度为a＝gcos60°＝5m/s2，C错．答案：BD抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理要点三动态平衡、临界与极值问题1．三种问题(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．(2)临界问题：当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体的状态“恰好出现”或“恰好不出现”，常用“刚好”、“恰好”等语言叙述．(3)极值问题：一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．2．常用方法抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理[温馨提示]处理平衡中的临界问题和极值问题时，要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点，弄清临界条件，利用好临界条件列出平衡方程求解．抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理A．水平外力F增大B．墙对B的作用力减小C．地面对A的支持力减小D．B对A的作用力减小[思路点拨]解答本题时可按以下思路分析：[例3]如图所示，光滑水平地面上放有截面为14圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止．若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则()抓主干双基知识优化菜单破疑难核心要点探究隐藏山东金太阳书业有限公司提素能高效题组训练2014·新课标高考总复习·物理[规范解答](1)先用整体法分析．把A、B看做整体，受力分析，可得地面对A的支持力等于A、B两物体的总重力．A的位置向左移动时，地面对A的支持力不变，C错误．墙对B的弹力FN1和力F大小相等．(2)再用隔离法分析．以物体B为研究对象，受力分析如图，则墙对B的弹力FN1＝Gtanθ，A的位置向左移动，θ减小，则FN1减小，F也减小，A错误，B正确．FN＝Gcosθ，θ减小，FN减小，D正确．[答