受力分析精品課件

1、第4課時(shí)受力分析共點(diǎn)力的平衡靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)3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 。(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 ；并且這三個(gè)力的矢量可以形成一個(gè)封閉的矢量 。(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)力的合力大小 ，方向 。相等相反相等相反三角形相等相反答案(1)(2)(3)(4)題 組 自 測(cè)題組一受力分析物體的平衡1.光滑的擋板豎直固定在傾角為的斜面上，一質(zhì)量為m的半球形均勻物體靠著擋板放上后，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖1

2、所示。關(guān)于對(duì)半球形物體的受力分析錯(cuò)誤的是 ()圖1A可能受三個(gè)力：重力、斜面對(duì)物體的支持力和摩擦力B可能受四個(gè)力：重力、擋板對(duì)物體的支持力、斜面對(duì)物體的支持力和摩擦力C可能受三個(gè)力：重力、擋板對(duì)物體的支持力、斜面對(duì)物體的支持力D如果斜面也光滑，擋板的支持力大小一定是mgsin 解析對(duì)半球形物體受力分析，由平衡條件F合0分析，A、B、C項(xiàng)敘述的情況均可能。若斜面光滑，得擋板的支持力FNmgtan ，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案D2如圖2所示，水平地面上疊放著A、B兩物體，B物體受力F作用，A、B一起相對(duì)地面向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則B物體的受力個(gè)數(shù)為()A4個(gè) B5個(gè) C6個(gè) D7個(gè)圖2解析先用隔離法，選取A

3、為研究對(duì)象，A必受到B對(duì)其施加的水平向左的摩擦力，所以A對(duì)B施加了水平向右的摩擦力；再運(yùn)用整體法，選取A和B組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)，合力方向向左，可知地面對(duì)系統(tǒng)(也即是地面對(duì)B物體)施加了水平向左的摩擦力；最后再選取B為研究對(duì)象，其共受到6個(gè)力的作用：豎直向下的重力，A對(duì)其豎直向下的壓力和水平向右的摩擦力，地面對(duì)它豎直向上的支持力和水平向左的摩擦力，水平拉力F，本題答案為C。答案C題組二動(dòng)態(tài)平衡問題的分析3如圖3所示，一小球在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮一切摩擦，如果把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)至水平位置，則此過程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是()AF1

4、先增大后減小，F(xiàn)2一直減小BF1先減小后增大，F(xiàn)2一直減小CF1和F2都一直減小DF1和F2都一直增大圖3解析小球受力如圖甲所示，因擋板是緩慢移動(dòng)，所以小球處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，在移動(dòng)過程中，此三力(重力G、斜面的支持力F2、擋板的彈力F1)組合成一矢量三角形的變化情況如圖乙所示(重力大小方向均不變，斜面對(duì)其支持力方向始終不變)，由圖可知此過程中斜面對(duì)小球的支持力F2不斷減小，擋板對(duì)小球彈力F1先減小后增大，再由牛頓第三定律知B對(duì)。答案B4如圖4所示，一光滑小球靜止放置在光滑半球面的底端，用豎直放置的光滑擋板水平向右緩慢地推動(dòng)小球，則在小球運(yùn)動(dòng)的過程中(該過程小球未脫離球面)，木板對(duì)小球的推力F1

5、、半球面對(duì)小球的支持力F2的變化情況正確的是()AF1增大，F(xiàn)2減小 BF1增大，F(xiàn)2增大CF1減小，F(xiàn)2減小 DF1減小，F(xiàn)2增大圖4解析作出球在某位置時(shí)的受力分析圖，如圖所示，在小球運(yùn)動(dòng)的過程中，F(xiàn)1的方向不變，F(xiàn)2與豎直方向的夾角逐漸變大，畫力的動(dòng)態(tài)平行四邊形，由圖可知F1、F2均增大，選項(xiàng)B正確。答案B 考點(diǎn)一物體的受力分析1定義把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來，并畫出受力示意圖的過程。2受力分析的一般順序先分析場(chǎng)力(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力)，再分析接觸力(彈力、摩擦力)，最后分析其他力?！纠?】(多選)如圖5所示，固定的斜面上疊放著A、B兩木塊，木塊A與B

6、的接觸面是水平的，水平力F作用于木塊A，使木塊A、B保持靜止，且F0。則下列描述正確的是()AB可能受到3個(gè)或4個(gè)力作用B斜面對(duì)木塊B的摩擦力方向可能沿斜面向下CA對(duì)B的摩擦力可能為0DA、B整體可能受三個(gè)力作用圖5解析對(duì)A、B整體，一定受到重力G、斜面支持力FN、水平力F如圖(a)，這三個(gè)力可能使整體平衡，因此斜面對(duì)A、B整體的靜摩擦力可能為0，可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，B、D正確；對(duì)木塊A，受力如圖(b)，水平方向受平衡力，因此一定有靜摩擦力FfA與水平力F平衡，C錯(cuò)誤；對(duì)木塊B，受力如圖(c)，其中摩擦力Ff可能為0，因此木塊B可能受4個(gè)或5個(gè)力作用，A錯(cuò)誤。答案BD受力分析的基

7、本思路(1)研究對(duì)象的選取方法：整體法和隔離法(2)【變式訓(xùn)練】1(多選)如圖6所示，兩個(gè)相似的斜面體A、B在豎直向上的力F的作用下靜止靠在豎直粗糙墻壁上。關(guān)于斜面體A和B的受力情況，下列說法正確的是()AA一定受到四個(gè)力BB可能受到四個(gè)力CB與墻壁之間一定有彈力和摩擦力DA與B之間一定有摩擦力圖6解析對(duì)A、B整體受力分析，如圖甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡條件可知B與墻壁之間不可能有彈力，因此也不可能有摩擦力，故C錯(cuò)；對(duì)B受力分析如圖乙所示，其受到重力、A對(duì)B的彈力及摩擦力而處于平衡狀態(tài)，故B只能受到三個(gè)力，B錯(cuò)；對(duì)A受力分析，如圖丙所示，受到重力、推力、B對(duì)A的彈力和摩擦力，

8、共四個(gè)力，A、D對(duì)。答案AD考點(diǎn)二共點(diǎn)力作用下物體的平衡問題1求共點(diǎn)力作用下物體平衡問題的一般步驟2研究對(duì)象的選取原則根據(jù)題目要求，研究對(duì)象應(yīng)選取一個(gè)便于受力分析的平衡體(單個(gè)物體或系統(tǒng)，也可以是結(jié)點(diǎn))。圖7第一步：抓關(guān)鍵點(diǎn)獲取信息第二步：找突破口構(gòu)建思路答案D處理平衡問題的常用方法方法內(nèi)容合成法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等，方向相反分解法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個(gè)力按力的效果分解，則其分力和其他兩個(gè)力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí)，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件力的三角形法對(duì)受三力作用而平

9、衡的物體，將力的矢量圖平移使三力組成一個(gè)首尾依次相接的矢量三角形，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解未知力【變式訓(xùn)練】2(2014德州二模)如圖8所示，三個(gè)重均為100 N的物塊，疊放在水平桌面上，各接觸面水平，水平拉力F20 N作用在物塊2上，三條輕質(zhì)繩結(jié)于O點(diǎn)，與物塊3連接的繩水平，與天花板連接的繩與水平方向成45角，豎直繩懸掛重為20 N的小球P。整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()圖8A物塊1和2之間的摩擦力大小為20 NB與物塊3相連的輕質(zhì)繩的拉力大小為20 NC桌面對(duì)物塊3的支持力大小為320 ND物塊3受4個(gè)力的作用解析以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，由平衡條件可求出

10、與物塊3相連的輕質(zhì)繩的拉力大小為F1GP20 N，再以物塊1、2、3為研究對(duì)象，由平衡條件可知，物塊3與桌面之間的摩擦力為零，所以物塊3受5個(gè)力的作用，且桌面對(duì)物塊3的支持力FN300 N，故選項(xiàng)B對(duì)，C、D均錯(cuò)；以物塊1為研究對(duì)象，由平衡條件可知Ff0，選項(xiàng)A錯(cuò)。答案B考點(diǎn)三動(dòng)態(tài)平衡問題的分析1動(dòng)態(tài)平衡是指平衡問題中的一部分力是變力，是動(dòng)態(tài)力，力的大小和方向均要發(fā)生變化，所以叫動(dòng)態(tài)平衡。2基本思路化“動(dòng)”為“靜”，“靜”中求“動(dòng)”。圖9甲乙 答案BD分析動(dòng)態(tài)平衡問題的兩種方法方法步驟解析法(1)列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)系表達(dá)式(2)根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況圖解法(1

11、)根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形邊、角的變化(2)確定未知量大小、方向的變化【變式訓(xùn)練】3如圖10所示，一小球放置在木板與豎直墻面之間。設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為FN1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2。以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計(jì)摩擦，在此過程中()AFN1始終減小，F(xiàn)N2始終增大BFN1始終減小，F(xiàn)N2始終減小CFN1先增大后減小，F(xiàn)N2始終減小DFN1先增大后減小，F(xiàn)N2先減小后增大圖10甲乙(圖解法)如圖乙所示，把mg按它的兩個(gè)效果進(jìn)行分解如圖所示。在木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)N1的方向不變，mg、FN1、FN2應(yīng)構(gòu)成一個(gè)閉合的三角形。FN2始

12、終垂直于木板，隨木板的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，由圖可知，在木板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)N2變小，F(xiàn)N1也變小，選項(xiàng)B正確。答案B考點(diǎn)四平衡問題中的臨界(極值)問題求解平衡問題中的臨界問題常用的方法1解析法根據(jù)物體的平衡條件列方程，在解方程時(shí)采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值。通常用到的數(shù)學(xué)知識(shí)有二次函數(shù)求極值、討論分式求極值、三角函數(shù)求極值以及幾何法求極值等。2圖解法根據(jù)平衡條件作出力的矢量圖，如只受三個(gè)力，則這三個(gè)力構(gòu)成封閉矢量三角形，然后根據(jù)矢量圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，確定最大值和最小值。3極限法極限法是一種處理臨界問題的有效方法，它是指通過恰當(dāng)選取某個(gè)變化的物理量將問題推向極端(“極大”、“極小”、“極右”、“極左”等)，從而把比較隱蔽的臨界現(xiàn)象暴露出來，使問題明朗化，便于分析求解。圖11解析以a、b為整體，整體受重力2mg、懸繩OA的拉力FT及拉力F三個(gè)力而平衡，