高考物理一輪總復習魯科課件：第二章第三節(jié)

第三節(jié)力的平衡及其應用第二章相互作用力與平衡基礎(chǔ)梳理?自學導引一、共點力的平衡1.共點力：力的作用點在物體上的_________或力的_______交于一點的幾個力叫做共點力.能簡化成質(zhì)點的物體受到的力可以視為共點力.同一點延長線2.平衡狀態(tài)：物體處于_______狀態(tài)或_______________狀態(tài),叫做平衡狀態(tài).(該狀態(tài)下物體的加速度為零)靜止勻速直線運動合外力0思考感悟豎直上拋運動在最高點時速度為零,此時物體是處于平衡狀態(tài)嗎？提示：不是.速度為零,但合外力不為零.二、平衡條件的推論1.二力平衡如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必定大小______,方向______,為一對________.相等相反平衡力2.三力平衡如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任意兩個力的_____一定與第三個力大小_____、方向______.3.多力平衡如果物體受多個力作用處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與其余力的_____大小______,方向_______.合力相等相反合力相等相反要點透析?直擊高考一、解決共點力平衡問題的常用方法方法內(nèi)容合成法物體受幾個力的作用,通過合成的方法將它們簡化成兩個力,這兩個力滿足二力平衡條件效果分解法物體受到幾個力的作用,將某一個力按力的效果進行分解,則其分力和其他力在所分解的方向上滿足平衡條件正交分解法將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力,分解為相互正交的兩組,每一組的力都滿足二力平衡條件方法內(nèi)容力的三角形法物體受同一平面內(nèi)三個互不平行的力的作用平衡時,這三個力的矢量箭頭首尾相接,構(gòu)成一個矢量三角形,反之,若三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形,則這三個力的合力必為零,利用三角形定則,根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學知識可求解未知力動態(tài)圖解法對研究對象在狀態(tài)變化過程中的若干狀態(tài)進行受力分析,依據(jù)某一參量的變化,在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下力的平衡圖(力的平行四邊形),再由動態(tài)力的平行四邊形各邊長度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化情況相似三角形法通常尋找的是一個力的矢量三角形與幾何邊長三角形相似,當題目中告訴一些邊長關(guān)系時往往要用這種方法.但這種方法僅能處理三力平衡問題名師點睛：圖解分析法和相似三角形法是解決三力平衡動態(tài)問題的最常用的方法，矢量三角形的一邊、一角恒定時用圖解分析法；矢量三角形的角度都發(fā)生變化，但已知幾何邊長關(guān)系時用相似三角形法.即時應用圖2－3－1二、共點力平衡問題解題的一般步驟1.選取研究對象根據(jù)題目要求,選取某物體(整體或局部)作為研究對象,在平衡問題中,研究對象常有三種情況：(1)單個物體.若是有關(guān)共點力平衡的問題,可以將物體受到的各個力的作用點全都畫到物體的幾何中心上；否則各個力的作用點不能隨便移動,應畫在實際作用位置上.(2)多個物體(系統(tǒng)).在分析外力對系統(tǒng)的作用時,用整體法；在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用時,用隔離法,其關(guān)鍵是找物體之間的聯(lián)系,相互作用力是它們相互聯(lián)系的紐帶.(3)幾個物體的結(jié)點.幾根繩或繩和棒之間的結(jié)點常常是平衡問題的研究對象.2.分析研究對象的受力情況,并作出受力圖(1)確定物體受到哪些力的作用,不能添力,也不能漏力.受力分析通常按重力、彈力、摩擦力等順序來分析.(2)準確畫出受力示意圖,力的示意圖關(guān)鍵是力的方向要確定,要養(yǎng)成準確畫圖的習慣.3.選取跪研究稍方法——合成殺法或攏分解牧法在解竄題中嘆是采房誠用合徐成法產(chǎn)還是怪分解此法應享視具腫體問岡題而僻定,通常勢利用搏正交農(nóng)分解章法求甘解平第衡問默題.4.利用資平衡居條件銹建立俗方程鋼并求喪解(1細)利用輪合成向法分壓析問搶題時,其平答衡方抄程為訂：F合＝0.(2含)利用口分解稅法特波別是蘇正交濃分解掩法分雷析平征衡問第題時,其平異衡方找程為多：Fx＝0,Fy＝0.(3語)關(guān)于弱坐標谷軸的鳴選取,一般鳴選外悉力多觀的方題向為撒坐標王軸,使力罩的分靜解個貴數(shù)少,簡化扯計算.名師長點睛：(1)物體表受三歉個力晉平衡吐時，內(nèi)利用統(tǒng)力的崇合成急法比盲較簡太單.,(2)解平峰衡問護題建摟立坐棒標系匹時應芽使盡嘗可能六多的征力與墓坐標研軸重屑合，俘使需緣瑞要分匯解的背力最批少.物體俗受四棋個以吧上的味力作鹿用時鏡一般陵要采規(guī)用正柔交分熟解法.,(3)對力舅的大蜘小定扭性分盾析時多，一表般要約用圖泳解法.題型探究?解碼命題題型1圖解許法求未解動錦態(tài)平撕衡問勢題如圖2－3－2所示,把球竿夾在毒豎直某墻面AC和木竟板BC之間,不計殘摩擦,球?qū)謮Φ谋貕毫Ψ镹1,球?qū)s板的哀壓力客為N2,在將打板BC逐漸要放至固水平鄉(xiāng)豐的過香程中,下列劇說法劑正確養(yǎng)的是()例1圖2－3－2A.N1和N2都增牌大B.N1和N2都減葉小C.N1增大,N2減小D.N1減小,N2增大【思路勸點撥】畫出羊某一至狀態(tài)結(jié)的受僚力分逆析圖,研究遍變量嬌和不鵝變量,尋找集平行坐四邊此形(矢量戒三角懇形)邊角頂變化就情況.【解析】此為上一動旦態(tài)平獸衡問船題.受力側(cè)情況切雖有灘變化,但球耀始終云處于鼻平衡白狀態(tài).圖2－3－3對球得受力全分析愁如圖2－3－3所示,受重杯力G、墻蒸對球兩的支熄持力N1′和板符對球蜻的支覽持力N2′而平補衡.作出N1′和N2′的合短力F,它與G等大葵反向.當板BC逐漸亡放至序水平懷的過膝程中,N1′的方激向不庫變,大小社逐漸棕減小,N2′的方計向發(fā)革生變頸化,大小矮也逐鐵漸減卷?。毁v由牛楊頓第佳三定嶼律可哪知：N1＝N1′,N2＝N2′,故選偽項B正確.【答案】B【規(guī)律孝總結(jié)】判斷么動態(tài)攏平衡障中各覺力的告變化雀情況燒是一糞種常身見題貢型.總結(jié)盒其特員點有呢：合甩力大請小和抬方向巷都不大變；灘一個捕分力斑的方紛向不決變,分析雄另一早個分絲式力方赤向變膠化時紛兩個廢分力蛾大小帳的變殲化情猴況.用圖乓解法創(chuàng)具有市簡單玩、直士觀的椅優(yōu)點.題型2相似鬧三角圾形法卻解平秀衡問案題一輕慮桿BO,其O端用齒光滑資鉸鏈生鉸于塑固定筋豎直暫桿AO上,B端掛猴一重閉物,且系臘一細鏟繩,細繩零跨過接桿頂A處的堵光滑睬小滑輪,用力F拉住,如圖2－3－4所示.現(xiàn)將授細繩翅緩慢舞往左昂拉,使桿BO與桿AO間的次夾角θ逐漸按減小,則在體此過怎程中,拉力F及桿OB所受家壓力N的大婚小變牛化情羊況是()例2圖2－3－4A.N先減弓小,后增抱大B.N始終疊不變C.F先減姑小,后增村大D.F始終訓不變【思路遷點撥】以B點受梢力分栗析畫韻出力色的平房誠行四霧邊形,利用啄與原緩幾何化圖形星相似完的特球點列批方程莖求解.【解析】取圖2－3－5BO桿的B端為般研究缺對象,受到盲繩子來拉力(大小把為F)、BO桿的尿支持查力N和懸侍掛重指物的插繩子備的拉下力(大小合為G)的作愈用,將N與G合成,其合特力與F等值翼反向,如圖2－3－5所示,得到辰一個睛力三霧角形(如圖梨中畫盲斜線站部分),此力腎三角答形與另幾何爹三角撲形OB溝A相似,可利輸用相津似三債角形襖對應播邊成震比例謠來解.【答案】B【規(guī)律瀉總結(jié)】相似剝?nèi)蔷刃畏ㄒ粢彩腔\解平砍衡問睜題的誰常用躲方法.此類予問題宣的特范點是葬在原悲幾何礙圖形白中有梨固定豆邊長,受力戰(zhàn)分析愛的力敵的矢隨量三套角形炊與幾血何圖構(gòu)形相奶似.題型3平衡往中的烏臨界討與極冤值問罪題(滿分兩樣板14分)一物占體的至質(zhì)量圖為2雹kg刊,兩根隊輕細鏈繩AB和AC的一騾端連撞接于懲豎直更墻上,另一亮端系榮于物代體上,在物穗體上德另施響加一映個方嶺向與拐水平裁線成θ角的嫩拉力F,相關(guān)隱幾何待關(guān)系煎如圖2－3－6所示,θ＝60貸°,若要亦使繩柿都能任伸直,求拉聽力F的大望小范盛圍.(g取10分m濤/s2)例3圖2－3－6【思路董點撥】解決迅此題罰的關(guān)夏鍵是芬思考精以下壩兩問義題：(1徒)物體截受到元幾個表力的曾作用,需要亡用矢恰量三菌角形因法還伯是用僑正交殖分解攝法解蓬決問完題？(2貨)若要致使兩消繩都烘伸直,則必燒須?；巫C兩綱繩的條拉力帳符合撥什么墨臨界樹條件逮？?解題盛樣板圓規(guī)范贈步驟,該得眨的分樣一分違不丟氧！作出聯(lián)物體A受力煙分析破圖如元圖2－3－7所示,由平破衡條紀件得圖2－3－7【規(guī)律夢總結(jié)】解決丸此類爹問題翁的關(guān)稅鍵是牌通過飲審題,挖掘搜出臨歐界條話件作攻為解勺決問