專題受力分析_共點(diǎn)力的平衡

1、. . 專題受力分析、共點(diǎn)力的平衡一受力分析力學(xué)中三種常見性質(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(2)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

2、別人的力不分析(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。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)：是否多畫力或者漏畫力檢查每一個(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運(yùn)動(dòng)斜面二、共點(diǎn)力的平衡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)通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化的過程(動(dòng)態(tài)平衡 )物體的速度為

3、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xyff合合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，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： 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

4、力大小，方向三解決平衡問題的思路二力平衡 -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？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，該工人的推力與水平面間的夾角為，重力加速度為g，求：推力f的大小。四、動(dòng)態(tài)平衡問題的分析方法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

5、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(2)明確哪個(gè)力的方向是不變的. . (3)明確哪個(gè)力大小、方向變化，變化的圍如何2列方程法1、結(jié)點(diǎn) o 受球的拉力為g 為 60n，已知=30 。 ，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)。2.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)。題型二：豎直面物體在水平力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

6、斜面上靜止。物體沿粗糙斜面上滑和勻速下滑。f a a 向右運(yùn)動(dòng)f a a 向左勻速. . 光滑球在斜面上靜止。小試牛刀：如圖所示請(qǐng)分別分析物體a 和 b 受力情況：（） a 、b都靜止 ,各接觸面均粗糙（） a 、b一起向右勻速運(yùn)動(dòng),各接觸面均粗糙（） a 、b 一起向右加速運(yùn)動(dòng),各接觸面均粗糙a a a . . 分析 a 和 b 物體受的力分析 a 和 c 受力（并寫出施力物）水平傳送帶的勻速速度為v1，分析其上的物體受力隨傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)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)：不知外力有沒有,但重力一定有，先有彈力后摩擦?！緦ｎ}訓(xùn)練】一二力平衡1.人站在自動(dòng)扶梯

7、上隨扶梯勻速上升，如圖2 所示，下列說確的是( ) 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圖 2 二三力平衡問題2.如圖 1 所示，一物體靜止在斜面上，關(guān)于它所受各力的相互關(guān)系，下列說確的是( ) 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d它受到的斜面作用力的合力方向垂直于斜面向上圖 1 3如圖 4 所示，質(zhì)量為m 的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上。已知三棱柱與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，斜面的傾角為30，則斜面對(duì)三棱柱的支持力

8、與摩擦力的大小分別為( ) a b 物體靜止不動(dòng)物體靜止不動(dòng)在水平力 f作用下 a、 b 沿桌面勻速運(yùn)動(dòng)，a b m m mc a b c f . . a.32mg 和12mg b.12mg 和32mg c.12mg 和12mg d.32mg 和32mg 4.用三根輕繩將質(zhì)量為m 的物塊懸掛在空中，如圖5 所示。已知ac 和 bc 與豎直方向的夾角分別為 30和 60 ，則 ac 繩和 bc 繩中的拉力分別為( ) a.32mg ，12mg b.12mg ，32mg c.34mg ，12mg d.12mg，34mg 5(8 分)在科學(xué)研究中，可以用風(fēng)力儀直接測(cè)量風(fēng)力的大小，其原理如圖9 所示。

9、儀器中一根輕質(zhì)金屬絲，懸掛著一個(gè)金屬球。無風(fēng)時(shí)，金屬絲豎直下垂；當(dāng)受到沿水平方向吹來的風(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 之間有什么樣的關(guān)系呢？圖 9 三正交分解法6.(雙選 )如圖 3 所示，重力為g 的物體受到與水平面成 角斜向上的恒力f 的作用，物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)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b地面對(duì)物體的支持力大小等于gfsin c物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為fcos /g 圖 3 d物體所受的滑動(dòng)摩擦力大小為fcos 7.如圖， 物體 a 在水平

10、力f400n 的作用下， 沿傾角60的斜面勻速下滑。 物體 a 受的重圖 4. . 力 g400n,求： (1)斜面對(duì)物體a 的支持力(2)物體受到的滑動(dòng)摩擦力？(3)摩擦因數(shù)四多力平衡問題8.如圖所示，某個(gè)物體在f1、f2、f3和 f4四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若f4的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過60而保持其大小不變，其余三個(gè)力的大小和方向均保持不變，則此時(shí)物體所受到的合力大小為 ( ) a.f42b.32f4cf4d.3f4五動(dòng)態(tài)平衡問題1.圖解法9.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，球?qū)Φ膲毫閒n1，球?qū)Π宓膲毫閒n2。在將板bc 逐漸放至水平的過程中，下列

11、說確的是( ) afn1和 fn2都增大bfn1和 fn2都減小cfn1增大， fn2減小dfn1減小， fn2增大2.列方程分析法10.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大小不變，而減小它與水平面之間夾角 的過程中，下列判斷正確的是（）. . a 物體收到的摩擦力變小b 物體受到的支持力變小c 物體受到摩擦力和支持力的合力變大d 物體受到的合力變小11.如圖 8 所示，某空箱子恰好能沿傾角為 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 ，如果再往箱子裝入一些物體，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

12、箱子將減速下滑12.人通過定滑輪把物體p 提升到某一高處,并處于靜止。如果人向右多走一步,那么，下列判斷不正確的是（）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13如圖 10 所示，質(zhì)量為m15 kg 的滑塊置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小為30 n 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m210 kg ， 且始終靜止， 取 g10 m/s2，求： (1)斜面對(duì)滑塊的摩擦力大小；(2)地面對(duì)斜面體的摩擦力和支持力的大小。圖 10 . . 專題受力分析、共點(diǎn)力的平衡1.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

13、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： c2.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)。3.解析：三棱柱受重力、 斜面的支持力、 摩擦力三力平衡， 故 fnmgcos 32mg ， fmgsin 12mg ，a 選項(xiàng)正確。 答案： a 4.解析：將繩ac 和 bc 的拉力合成

14、，由二力平衡條件可知，合力與重力大小相等，即fmg，如圖所示。因繩 ac 和繩 bc 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，ac 繩中的拉力facmgcos30 32mg ，bc 繩中的拉力fbcmgsin30 12mg，a 正確。 答案：a 5.解析：取金屬球?yàn)檠芯繉?duì)象，有風(fēng)時(shí)，它受到三個(gè)力的作用：重力mg 、水平方向的風(fēng)力f和金屬絲的拉力t，如圖所示。這三個(gè)力是共點(diǎn)力，在這三個(gè)共點(diǎn)力的作用下金屬球處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)力的合力為零。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fmgtan 。答案： fmg

15、tan 6.解析：由正交分解法：豎直方向合力為零：有fngfsin . . 由 ffn解 ffn由水平方向合力為零，ffcos 解： fcos gfsin 故 b、d 正確。 答案： bd 8.解析：由共點(diǎn)力的平衡條件可知，f1、f2、f3、和f4的合力應(yīng)為零，f1、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60而保持其大小不變時(shí)，f1、f2、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c。答案： c9.解析：雖然題目中的fn1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

16、個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程，fn1和 fn2都是變力，畫受力圖可以先畫開始時(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)生的效果有兩個(gè)，對(duì)墻的壓力fn1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f1fn1，f2fn2。從圖中不難看出，當(dāng)板 bc 逐漸放平的過程中，fn1的方向保持不變而大小逐漸減小，fn2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b。答案： b10.d 11.解析：設(shè)空箱子質(zhì)量為m，又裝入的物體的質(zhì)量為 m，則箱子空時(shí)的受力分析如圖所示。由圖可知：fnmgcos fmgsin 所以 ffntan 。當(dāng)裝入一些物體時(shí)，這時(shí)箱子對(duì)斜面的壓力fn(mm)gcos ，所受到的摩擦力ffn(m m)gsin ，即此時(shí)箱子所受到的摩擦力仍