《備考指南一輪 物理 》課件-第2章 第3講

物體間的相互作用第二章第3講受力分析共點(diǎn)力平衡【備考指南】共點(diǎn)力的動態(tài)平衡問題是高考的熱點(diǎn)，主要考查平衡條件的應(yīng)用；高考中既有單獨(dú)考查，也有結(jié)合其他知識的綜合考查；復(fù)習(xí)時，要注意理解并掌握分析動態(tài)平衡問題的幾種常用方法．欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧03核心素養(yǎng)提升02要點(diǎn)各個擊破04配套訓(xùn)練知識梳理回顧11．定義：把指定物體(或研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都分析出來，并畫出物體________的示意圖的過程．2．受力分析的一般順序先分析________(重力、電場力、磁場力)，再分析__________，最后分析其他力(一重二彈三摩擦四其他)．一受力分析受力

場力

接觸力

【對點(diǎn)小練】1．(2019屆哈爾濱名校四模)如圖，物體在斜向上恒力F作用下沿水平面做直線運(yùn)動，下列判斷正確的是(

)A．若水平面光滑，物體一定受3個力作用B．若水平面粗糙，物體一定受4個力作用C．若物體做勻速直線運(yùn)動，則一定受4個力作用D．若物體做勻加速直線運(yùn)動，則一定受4個力作用【答案】C【解析】當(dāng)物體沿水平面做勻加速運(yùn)動，F(xiàn)豎直向上的分力等于重力時，地面對物體沒有支持力和摩擦力，不論水平面是光滑還是粗糙，物體只受兩個力：重力和拉力，選項A、B、D錯誤；若物體做勻速直線運(yùn)動，地面對物體有支持力和摩擦力，物體受到重力、拉力、支持力和摩擦力四個力作用，選項C正確．1．共點(diǎn)力：物體同時受幾個力的作用，如果這幾個力都作用于_________________，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個力叫做共點(diǎn)力．2．平衡狀態(tài)：物體保持________或____________運(yùn)動狀態(tài)時，物體就處于平衡狀態(tài)．二共點(diǎn)力作用下的物體平衡物體的同一點(diǎn)

靜止

勻速直線

3．共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件__________________________________.若采用正交分解法求平衡問題，則其平衡條件：___________________.4．兩個推論(1)當(dāng)物體受到三個非平行的共點(diǎn)力作用而平衡時，這三個力必____________________(三力匯交原理)；(2)物體受到N個共點(diǎn)力作用而處于平衡狀態(tài)時，取出其中的一個力，則這個力必與剩下的(N－1)個力的合力____________．物體受到的合外力為零，即F合＝0共面且相交于一點(diǎn)

等大反向

Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0【答案】A【解析】對B點(diǎn)處的小球受力分析，如圖所示，則有FTsin60°＝FNsin60°，F(xiàn)Tcos60°＋FNcos60°＝mg，解得FT＝FN＝mg，選項A正確．要點(diǎn)各個擊破2要點(diǎn)1物體的受力分析1．受力分析的基本步驟(1)明確研究對象：即確定分析受力的物體，研究對象可以是單個物體，也可以是多個物體組成的系統(tǒng)．(2)隔離物體分析：將研究對象從周圍的物體中隔離出來，分析周圍物體有哪些對它施加了力的作用．(3)畫受力示意圖：邊分析邊將力一一畫在受力示意圖上，準(zhǔn)確標(biāo)出力的方向，標(biāo)明各力的符號．2．受力分析的常用方法(1)整體法和隔離法(2)假設(shè)法：在受力分析時，若不能確定某力是否存在，可先對其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體運(yùn)動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在．整體法研究外力對物體系統(tǒng)的作用時，一般選用整體法．因為不用考慮系統(tǒng)內(nèi)力，所以這種方法更簡便．總之，能用整體法解決的問題不用隔離法隔離法分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(各部分)間的相互作用時，需要選用隔離法，一般情況下隔離受力較少的物體例1

(多選)如圖所示，兩個相似的斜面體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(

)A．A一定受到四個力B．B可能受到四個力C．B與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D．A與B之間一定有摩擦力

思路先對A、B整體進(jìn)行受力分析，由平衡條件知，整體共受兩個力作用，墻面無作用力；再分別隔離A、B受力分析，應(yīng)用平衡條件分析受力個數(shù)．【答案】AD【解析】對A、B整體進(jìn)行受力分析，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；對B進(jìn)行受力分析如圖乙所示，其受到重力、A對B的彈力及摩擦力而處于平衡狀態(tài)，故B只能受到三個力，B錯；對A進(jìn)行受力分析，如圖丙所示，受到重力、推力、B對A的彈力和摩擦力，共四個力，A、D對．練1

(多選)(2020屆福建名校月考)如圖所示，傾斜直桿的左端固定在地面上，與水平面成θ角，桿上穿有質(zhì)量為m的小球a和輕質(zhì)環(huán)b，兩者通過一條細(xì)繩跨過定滑輪相連接．當(dāng)ab靜止時，Oa端繩與桿的夾角也為θ，不計一切摩擦，重力加速度為g.則下列說法正確的是(

)

A．a(chǎn)可能受到2個力的作用B．b可能受到3個力的作用C．繩對a的拉力大小為mgtanθD．桿對a的彈力大小為mgcosθ【答案】AC整體法和隔離法的應(yīng)用原則1．當(dāng)分析相互作用的兩個或兩個以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時，宜用整體法．2．在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體各部分)間的相互作用時常用隔離法．3．整體法和隔離法不是獨(dú)立的，對一些較復(fù)雜的問題，通常需要多次選取研究對象，交替使用整體法和隔離法．要點(diǎn)2求解物體靜態(tài)平衡問題的常用方法解決共點(diǎn)力平衡問題常用的4種方法合成法物體受三個共點(diǎn)力的作用而平衡，則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等，方向相反效果分解法物體受三個共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個力按力的效果分解，則其分力和其他兩個力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個或三個以上力的作用時，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受三力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移使三力組成一個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)知識求解未知力

思路對滑塊進(jìn)行受力分析，作出受力分析圖，由于滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，由平衡條件求解FN和F.【答案】A要點(diǎn)3物體的動態(tài)平衡問題1．動態(tài)平衡：“動態(tài)平衡”是指物體所受的力一部分是變力，是動態(tài)力，力的大小和方向均要發(fā)生變化，但變化過程中的每一個狀態(tài)均可視為平衡狀態(tài)，所以叫動態(tài)平衡．2．分析動態(tài)平衡問題的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)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、方向的變化相似三角形法(1)根據(jù)已知條件畫出不同情況對應(yīng)的力的三角形和空間幾何三角形，確定對應(yīng)邊，利用三角形相似知識列出比例式(2)確定未知量大小的變化情況例3

(2019年天津名校模擬)如圖甲，筆記本電腦散熱底座一般設(shè)置有四個卡位用來調(diào)節(jié)角度．某同學(xué)將電腦放在散熱底座上，為了獲得更好的舒適度，由原卡位1調(diào)至卡位4(如圖乙)，電腦始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(

)A．電腦受到的支持力變小B．電腦受到的摩擦力變大C．散熱底座對電腦的作用力不變D．電腦受到的支持力與摩擦力兩力大小之和等于其重力【答案】C【解析】筆記本電腦受重力、支持力和靜摩擦力，如圖所示．根據(jù)平衡條件有N＝mgcosθ，f＝mgsinθ.由原卡位1調(diào)至卡位4，角度θ減小，支持力N增加，選項A錯誤；由原卡位1調(diào)至卡位4，角度θ減小，靜摩擦力減小，選項B錯誤；散熱底座對電腦的作用力的合力是支持力和靜摩擦力的合力，與重力平衡，始終是不變的，選項C正確；電腦受到的支持力與摩擦力兩力的矢量和與重力平衡，但大小的和是變化的，選項D錯誤．動態(tài)平衡問題的常見解題思路1．若已知一個力不變，另一個力F1方向不變大小變，則用三角形法(或圖解法)處理問題，另一個力F2的最小值條件為F1⊥F2.2．若已知一個力不變，另一個力大小不變方向變，則用畫圖法處理問題．微講堂＋整體法和隔離法的應(yīng)用恰當(dāng)?shù)剡x擇研究對象是解決物理問題的首要環(huán)節(jié)，選擇好對象對于解題有很大的幫助.整體法隔離法概念將加速度相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法將單個物體作為研究對象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問題受力分析時不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力一般隔離受力較少的物體例4

(2020屆遼寧六校聯(lián)考)如圖所示，兩個相同的小物體P、Q靜止在斜面上，P與Q之間的彈簧A處于伸長狀態(tài)，Q與擋板間的彈簧B處于壓縮狀態(tài)，則以下判斷正確的是(

)A．撤去彈簧A，物體P將下滑，物體Q將靜止B．撤去彈簧B，兩個物體均保持靜止C．撤去彈簧A，彈簧B的彈力將變小D．撤去彈簧B，彈簧A的彈力將變小【答案】B【解析】開始時P受到重力、斜面的支持力、彈簧向上的拉力，由于不知道P受到的重力與彈簧向上的拉力的大小關(guān)系，不能判斷出P與斜面之間是否有摩擦力，以及摩擦力的方向．開始時Q受到重力、斜面的支持力、彈簧A向下的拉力以及彈簧B向下的推力，所以Q一定受到斜面向上的摩擦力．撤去彈簧A的瞬間，由于不知道P與斜面之間的摩擦力的情況，因此物體P不一定將下滑．撤去彈簧A的瞬間，彈簧B的長度不變，所以彈簧B的彈力不變．物體Q受到重力、斜面的支持力、彈簧B向下的推力以及摩擦力的作用，由于沿斜面向下的力少了彈簧A的拉力，因此摩擦力減小，Q仍然將靜止，選項A、C錯誤．撤去彈簧B，彈簧A的長度不變，則彈力不變，物塊P的受力不變，所以P將繼續(xù)保持靜止．撤去彈簧B，Q受到的向下的力少了彈簧B的推力，所以摩擦力減小，Q仍然將靜止，選項B正確，選項D錯