專題受力分析共點(diǎn)力的平衡

1、專題7受力分析、共點(diǎn)力的平衡一. 受力分析力學(xué)中三種常見(jiàn)性質(zhì)力1重力：（1）方向：豎直向下（2）作用點(diǎn)：重心2. （1）有多少個(gè)接觸面（點(diǎn)）就有可能有多少個(gè)彈力（2）常見(jiàn)的彈力的方向：彈簧對(duì)物體的彈力方向：與彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的方向相同繩子對(duì)物體的彈力：沿著繩子收縮的方向.面彈力（壓力，支持力）：垂直于接觸面指向受力的物體.3摩擦力（1）有多少個(gè)接觸面就有可能有多少個(gè)摩擦力靜摩擦力方向：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相反（3）滑動(dòng)摩擦力的方向：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反二. 受力分析1步驟（1）.確定研究對(duì)象（受力物體）：可以是一個(gè)整體，也可以個(gè)體（隔離分析）注意：只分析外界給研究對(duì)象的力，研究對(duì)象給別人的力不分析（

2、2）.受力分析要看物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：靜止還是運(yùn)動(dòng)2順序：（1）外力：外力可以方向不變地平移（2）重力（3）接觸面的力（彈力，摩擦力）先彈力：看有幾個(gè)接觸面（點(diǎn)）。判斷面上若有擠壓，則垂直于接觸面有彈力。精心整理精心整理其次摩擦力：若有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則平行于接觸面有摩擦力分析完一個(gè)面（點(diǎn)），再分析其他面（點(diǎn)）3檢驗(yàn)：是否多畫(huà)力或者漏畫(huà)力檢查每一個(gè)力的施力物體是否都是別的物體三. 題型：分類靜止水平面豎直面八運(yùn)動(dòng)斜面二、共點(diǎn)力的平衡|： y r I”、/ . / /1. 共點(diǎn)力作用于物體的或力的相交于一點(diǎn)的力.2. 平衡狀態(tài)（1）物體保持或的狀態(tài).（2）通過(guò)控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)

3、生緩慢變化的過(guò)程 （動(dòng)態(tài)平衡）. 物體的速度為零和物體處于靜止?fàn)顟B(tài)是一回事嗎？提示：物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，不但速度為零，而且加速度（或合外力）為零.有時(shí)，物體速度為零，但加速度不一定為零，如豎直上拋的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)；擺球擺到最高I點(diǎn)時(shí)，加速度都不為零，都不屬于平衡狀態(tài).因此，物體的速度為零與靜止?fàn)顟B(tài)不 是一回事.3. 共點(diǎn)力的平衡條件F合=或者4. 平衡條件的推論（1）二力平衡：如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定大小 精心整理精心整理，方向，為一對(duì).(2) 三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余兩個(gè)力的合力大小 _，方向_；(3) 多力平衡：

4、如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其 余幾個(gè)力的合力大小 _，方向_.三. 解決平衡問(wèn)題的思路二力平衡二力大小相等，方向相反三力平衡合成法、正交分解法例:如圖所示，用繩AC和BC吊起一重物，重物靜止，繩與豎直方向夾角分別為30 和60 ,物體的重力為100N,求繩AC和BC受|到的拉力各為多 少牛？ 1f多力平衡正交分解法如圖所示：某裝卸工人推著質(zhì)量為 m的木箱在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)。已知木箱與地 面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，該工人的推力與水平面間的夾角為6 ,重力加速度為g, 求: 推力F的大小。四、動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的分析方法1. 圖解法用圖解法分析力的動(dòng)態(tài)變化，具有直觀、便于比

5、較的特點(diǎn)，它一般適用于研究對(duì)象受三個(gè)力作用的情況，且其中一個(gè)力大小、方向不變，另一個(gè)力方向不變，第三個(gè)力大小、方向均變化應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)明確要分解大小、方向均不變的力，把它分解到另外兩個(gè)力的反方向上.明確哪個(gè)力的方向是不變的.明確哪個(gè)力大小、方向變化，變化的范圍如何.精心整理精心整理2. 列方程法1結(jié)點(diǎn)0受球的拉力為G為60N,已知6 =300，球靜止，求繩子AO和BO受到的 拉力各為多少牛？一.物體受力分析試對(duì)下列物體受力分析。題型一：水平面 1物體在光滑和粗糙的水平面向右運(yùn)動(dòng)。A向左勻速題型直面7772物體在水平向右的水平力F作用下，在粗糙的水平面上向右和向左運(yùn)動(dòng)A向右運(yùn)動(dòng)物體

6、在水平力F作用下在粗糙的豎直面上靜止和勻速下滑 題型三：斜面 1 .物體沿光滑斜面下滑和物體在粗糙的斜面上靜止。2 .物體沿粗糙斜面上滑和勻速下滑。3 .光滑球在斜面上靜止。4 .小試牛刀:況:(1) A、B都靜止，各接觸面均粗糙(2) A、B一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，各接觸面均粗糙 精心整理精心整理（3）A、B一起向右加速運(yùn)動(dòng)，各接觸面均粗糙6 .分析A和B物體受的力分析A和C受力（并寫(xiě)出施力物）7 .水平傳送帶的勻速速度為 vi，分析其上的物體受力 1隨傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)2物體輕輕的放入傳送帶上，即物體的初速度為零 受力分析的順序小結(jié)：不知外力有沒(méi)有，但重力一定有，先有彈力后摩擦。一.二力平衡

7、2.人站在自動(dòng)扶梯上隨扶梯勻速上升，如圖確的是（）所示，下列說(shuō)法正A. 人所受合力方向同圖中速度的方向B. 人在水平方向受到向右的摩擦力的作用C. 人只在豎直方向受力且合力為零D. 人在豎直方向所受合力不為零解析：由于人勻速上升，處于平衡狀態(tài)，所以人所受的合力一定為零，在水平 方向不受力的作用。否則，與人所處的狀態(tài)就是矛盾的。答案：C二.三力平衡問(wèn)題1.如圖1所示，一物體靜止在斜面上，關(guān)于它所系，下列說(shuō)法正確的是（）A.它受到的重力與彈力大小相等B. 它受到的靜摩擦力的大小等于重力沿斜面向下的分力C. 所受到的彈力與摩擦力的合力大于物體受到的重力 精心整理精心整理D. 它受到的斜面作用力的合力

8、方向垂直于斜面向上解析：對(duì)物體受力分析，它受三個(gè)力：重力、斜面對(duì)它的支持力和靜摩擦力， 且三力平衡，則彈力與摩擦力的合力和物體受到的重力是一對(duì)平衡力，等大反向，A、C錯(cuò)。斜面對(duì)物體的作用力的合力即彈力與摩擦力的合力，方向豎直向上，D錯(cuò)。把重力沿垂直于斜面方向和平行于斜面方向分解，則各個(gè)方向受力均平衡，所以靜摩 擦力與重力沿斜面向下的分力等大反向， B對(duì)。答案：B放置的斜面傾角為4 .如圖4所示，質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平 上。已知三棱柱與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩，斜面的30,則斜面對(duì)三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為（）A. mg和mgB. mg和 mg圖 4J-i L 二/ /C.mg

9、和 卩 mgD.mg和 卩 mg解析：三棱柱受重力、斜面的支持力、摩擦力三力平衡，故Fn= mos 6 = mg答案：Af = mcpin 6 = mg A選項(xiàng)正確。5.用三根輕繩將質(zhì)量為m的物塊懸掛在空中， ae和be與豎直方向的夾角分別為 30和60 ,則如圖5所示。已知 ac繩和be繩中的拉力分別為（）A. mg mg B.mg mglmg mdp.mg mg解析：將繩ae和be的拉力合成，由二力平衡條件可知，合力與重力大小相等，L. I即F= mg如圖所示。因繩ae和繩be與豎直方向的夾角分別為30和60 ,所以平行四邊形為矩形， 由圖可知，ae繩中的拉力Fae= mgpos30= m

10、g be繩中的拉力Fbe= mepin30 = mg A正確。答案：A9. （8分）在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量精心整理理如圖9所示。儀器中一根輕質(zhì)金屬絲，懸掛著一個(gè)金屬球。無(wú)風(fēng)時(shí)，金屬絲豎直 下垂；當(dāng)受到沿水平方向吹來(lái)的風(fēng)時(shí)，金屬絲偏離豎直方向一個(gè)角度。風(fēng)力越大。偏角越大。通過(guò)傳感器，就可以根據(jù)偏角的大小指示出風(fēng)力。那么風(fēng)力大小F跟金屬球的質(zhì)量m偏角6之間有什么圖9樣的關(guān)系呢?解析：取金屬球?yàn)檠芯繉?duì)象，有風(fēng)時(shí)，它受到力mg水平方向的風(fēng)力F和金屬絲的拉力T,如圖共點(diǎn)力，在這三個(gè)共點(diǎn)力的作用下金屬球處于平衡的合力為零。根據(jù)任意兩力的合力與第三個(gè)力等大反向，風(fēng)力三個(gè)力的作用：重所示。這三個(gè)力

11、是狀態(tài)，則這三個(gè)力F和拉力T的合力與重力等大反向，由平行四邊形定則可得F= mgan 6。I答案：F= mgan 6三.正交分解法3.（雙選）如圖3所示，重力為G的物體受到與水 上的恒力F的作用，物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)平面成a角斜向動(dòng)，則（）A. 地面對(duì)物體的支持力大小等于物體所受重力G的大小圖3B. 地面對(duì)物體的支持力大小等于G Fsin aC. 物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為Fcos a/GD. 物體所受的滑動(dòng)摩擦力大小為Fcos a解析：由正交分解法：L. I豎直方向合力為零：有由f = Fn解卩二Fn= GFsin a 由水平方向合力為零，f = Fcos a 解：口 =故B、D正確。

12、答案：BD精心整理2.如圖，物體A在水平力F= 400N的作用下，沿傾角 =60的斜面勻速下滑。物體 A受的重力G= 400N,求(1)斜面對(duì)物體A的支持力物體受到的滑動(dòng)摩擦力？ (3)摩 擦因數(shù)卩四. 多力平衡問(wèn)題如圖所示，某個(gè)物體在 Fi、F2、F3和F4四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若F4其余三個(gè)力的大小和方向均保持不變,的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60而保持其大小不變 則此時(shí)物體所受到的合力大小為()A.B.F4C. F4D.F4解析：由共點(diǎn)力的平衡條件可知，F(xiàn)i、F2、F3、和F4的合力應(yīng)為零，F(xiàn)i、F2、F3的合力應(yīng)與F4等值反向，當(dāng)F4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60而保持其大小不變時(shí)，F(xiàn)i、 F2

13、、F3的合力大小仍為F4,但方向與F4成120,由力的平行四邊形定則可知，此時(shí) 物體所受的合力大小為F4,所以本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為Co答案：C五. 動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題1. 圖解法球?qū)Φ膲喊錌C逐漸放是()7. 如圖7所示，把球夾在豎直墻壁 AC和木板BC之間，不計(jì)摩擦,將的力為FNi,球?qū)Π宓膲毫樨怠Ｔ谥了降倪^(guò)程中，下列說(shuō)法正確A. Fni和Fn都增大I I 、B. Fni和Fn2都減小C. Fni增大，F(xiàn)n2減小D. Fni減小，F(xiàn)n2增大解析：雖然題目中的Fn!和FN2涉及的是墻和木板的受力情況， 但研究對(duì)象還是取 球。由于球處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程，F(xiàn)ni和FN2都是變力，畫(huà)受力圖可以先畫(huà)開(kāi)始

14、時(shí)刻 的，然后再根據(jù)各力的關(guān)系定性或定量地討論某力的變化規(guī)律。球所受的重力G產(chǎn)精心整理生的效果有兩個(gè)，對(duì)墻的壓力Fn和對(duì)板的壓力FN2,根據(jù)G產(chǎn)生的效果將其分解，如 圖所示，則Fi = Fni, F2= Fnp。從圖中不難看出，當(dāng)板 BC逐漸放平的過(guò)程中，F(xiàn)ni的方 向保持不變而大小逐漸減小，F(xiàn)N2與G的夾角逐漸變小，其大小也逐漸減小。因此， 本題的正確答案為Bo答案：B2. 列方程分析法例題：放在粗糙水平面上的物體，在拉力 F的作用下始終處于靜止。在拉力 F大小下列判斷正小不變，而減小它與水平面之間夾角 0的過(guò)程中, 確的是(c)A物體收到的摩擦力變小B物體受到的支持力變C物體受到摩擦力和支

15、持力的合力變大D物體受到的合力變小8. 如圖8所示，某空箱子恰好能沿傾角為0的斜面勻速下滑，設(shè)箱子受到斜面的支持力為Fn,摩擦力為f,箱子與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，如果再往箱子內(nèi)裝入一些物體，則()A. 箱子不再下滑B. 箱子仍能勻速下滑C. 箱子將加速下滑D. 箱子將減速下滑解析：設(shè)空箱子質(zhì)量為m又裝入的物體的質(zhì)人疋/ 量為 m則箱子空時(shí)的受力分析如圖所示。由圖可知：|Fn= mgpos 0f = mgfin 0所以卩=ta n 0。當(dāng)裝入一些物體時(shí)，這時(shí)箱子對(duì)斜面的壓力FN= (m+A n)gcos 0,所受到的=uFn= (m+A n)gsin 0,即此時(shí)箱子所受到的摩擦力仍等于重力沿斜摩擦力f精心整理面向下的分力，因而物體仍能勻速下滑,那么，下列判斷不正確的是(a)高處，并處于靜止。如果人向右多走一步答案：B1.人通過(guò)定滑輪把物體P提升到某A. 人拉繩的力變大B. 人拉繩的力不變C. 地面受到的壓力變大D. 人受到的摩擦力變大六. 整體隔離法10.如圖10所示，質(zhì)量為5 kg的滑塊置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小為30N的力F推滑塊，滑塊沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，斜面體質(zhì)量10 kg，且始終靜止，取g= 10 m/s2，求：圖101 I(1) 斜面對(duì)滑