受力分析 共點(diǎn)力的平衡.ppt

1、一、受力分析 1受力分析的順序 先找 (重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力)，再找 (彈力、摩擦力)，最后分析其他力,2受力分析的常用方法 (1)整體法和隔離法 當(dāng)物理情景中涉及物體較多時(shí)，就要考慮采用整體法和隔離法,場(chǎng)力,接觸力,(2)假設(shè)法 在未知某力是否存在時(shí)，可先對(duì)其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與不存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來(lái)判斷該力是否存在,二、共點(diǎn)力作用下物體的平衡 1平衡狀態(tài)：物體處于 或 狀態(tài),靜止,勻速直線運(yùn)動(dòng),0,3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 ，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

2、處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個(gè)力的 一定與第三個(gè)力大小 、方向 ,相等,相反,平衡力,合力,相等,相反,特別提醒 (1)在一些定性判斷平衡狀態(tài)的問(wèn)題中，采用共點(diǎn)力平衡的相關(guān)推論，可以使許多問(wèn)題簡(jiǎn)化 (2)物體在某一時(shí)刻速度為零時(shí)不一定處于平衡狀態(tài),1如圖231所示，物體A在 豎直向上的拉力F的作用下能 靜止在斜面上，關(guān)于A受力的 個(gè)數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是 () AA一定受兩個(gè)力作用 BA一定受四個(gè)力作用 CA可能受三個(gè)力作用 DA不是受兩個(gè)力作用就是受四個(gè)力作用,解析：若拉力F大小等于物體的重力，則物體A僅受F與G兩個(gè)力的作用處于平衡狀態(tài)；若F小于G，則物體A受到拉力F、重力G、斜面對(duì)它的垂直于斜

3、面向上的支持力FN和沿斜面向上的靜摩擦力Ff四個(gè)力處于平衡狀態(tài)，所以D項(xiàng)正確,答案：D,2如圖232所示，物體a、b和 c疊放在水平桌面上，水平力Fb 5 N、Fc10 N分別作用于物 體b、c上，a、b和c仍保持靜止 以Ff1、Ff2、Ff3分別表示a與b、b與c、c與桌面間的靜摩擦力的大小，則 () AFf15 N，F(xiàn)f20，F(xiàn)f35 N BFf15 N，F(xiàn)f25 N，F(xiàn)f30 CFf10，F(xiàn)f25 N，F(xiàn)f35 N DFf10，F(xiàn)f210 N，F(xiàn)f35 N,解析：由平衡條件可知，b對(duì)a的摩擦力Ff10，以a、b為一整體，由平衡條件可得，c對(duì)b的摩擦力水平向右，且Ff2Fb5 N，再取a、

4、b、c為一整體，由平衡條件可得：Ff3FbFc，可得：Ff35 N，故C正確,答案：C,3如圖233所示，一質(zhì)量 為M的直角劈B放在水平地 面上，在直角劈B的斜面上 放一質(zhì)量為m的物體A，用 一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面勻速上滑，在A上滑的過(guò)程中直角劈B相對(duì)地面始終靜止，則關(guān)于地面對(duì)直角劈B的摩擦力Ff及支持力FN的說(shuō)法中正確的是() AFf0，F(xiàn)NMgmg BFf向左，F(xiàn)NMgmg CFf向右，F(xiàn)NMgmg DFf向左，F(xiàn)NMgmg,解析：取A、B為一整體，受力分析如圖 所示 由平衡條件可得： FsinFN(Mm)g FfFcos 可見(jiàn)地面對(duì)B的摩擦力Ff水平向左，地面對(duì)B的支持

5、力FN(Mm)g，故B正確,答案：B,4物體在共點(diǎn)力的作用下，下列說(shuō)法中正確的是() A物體的速度在某一時(shí)刻等于零，物體就一定處于 平衡狀態(tài) B物體相對(duì)于另一物體保持靜止，物體一定處于平 衡狀態(tài) C物體所受合力為零，物體一定處于平衡狀態(tài) D物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體處于平衡狀態(tài),解析：某一時(shí)刻速度為零的物體，受力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，A錯(cuò)；物體相對(duì)于另一物體靜止時(shí)，該物體不一定靜止，如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該物體也做變速運(yùn)動(dòng)，此物體處于非平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)；C選項(xiàng)符合平衡條件的判斷，為正確選項(xiàng)；物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，所受合力不為零，故不是平衡狀態(tài)，D錯(cuò),答案：C,5如圖234所示，一個(gè)半

6、球形的 碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為 其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑 的一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩 端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球 當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為90，質(zhì)量為m2的小球位于水平地面上，設(shè)此時(shí)質(zhì)量為m2的小球?qū)Φ孛鎵毫Υ笮镕N，細(xì)線的拉力大小為FT，則 (),解析：分析小球m1的受力情況，由物體的平衡條件可得，繩的拉力FT0，故C、D均錯(cuò)誤；分析m2受力，由平衡條件可得：FNm2g，故A錯(cuò)誤，B正確,答案：B,典例啟迪 例1如圖235所示，豎直放置的輕 彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體 P連接，P與斜放的固定擋板MN接觸且處 于靜止?fàn)?/p>

7、態(tài)，彈簧處于豎直方向，則斜面 體P此刻受到的外力個(gè)數(shù)有可能為 () A1個(gè)B3個(gè) C4個(gè) D5個(gè),思路點(diǎn)撥對(duì)斜面體P受力分析時(shí)，先把已經(jīng)確定的力如重力、彈簧彈力畫(huà)出來(lái)，再根據(jù)斜面體P的狀態(tài)確定壓力和摩擦力,解析以斜面體P為研究對(duì)象，很顯然斜面體P受到重力和彈簧彈力F1作用，二力共線 若F1mg，二力使P處于平衡，如圖(甲)所示 若F1mg，擋板MN必對(duì)斜面體P 施加垂直斜面的FN作用，F(xiàn)N產(chǎn)生 水平向左的分量，欲使斜面體P 處于平衡狀態(tài)，MN必對(duì)斜面體 P施加沿斜面向下的摩擦力Ff，如圖(乙)所示,答案C,歸納領(lǐng)悟 在分析物體受力時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到某個(gè)力是否存在及方向的判斷問(wèn)題，這時(shí)可采用的辦法是

8、： (1)假設(shè)此力存在，并設(shè)明方向，再利用物體的平衡條件及 牛頓第二定律列式判斷，如本題中摩擦力的存在及方向的判斷就是借助了物體的平衡條件 (2)利用牛頓第三定律判斷：分析與其相互作用的另一物體 的受力情況，此物體受力較少，受力情況易于確定，然后再由牛頓第三定律判斷物體的受力情況 (3)摩擦力的存在是以彈力的存在為前提條件的,題組突破 1(2010安徽高考)L型木板P(上 表面光滑)放在固定斜面上， 輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上， 另一端與置于木板上表面的 滑塊Q相連，如圖236所 示，若P、Q一起沿斜面勻速 下滑，不計(jì)空氣阻力則木板P的受力個(gè)數(shù)為() A3B4 C5 D6,解析：木板受重力mg，

9、彈簧的彈力FN1，滑塊對(duì)木板的壓力FN2，斜面對(duì)木板的支持力FN3和摩擦力Ff，共計(jì)5個(gè)力的作用，故選項(xiàng)C正確,答案：C,2如圖237所示，物體A靠在豎直墻 面上，在力F的作用下，A、B保持靜止 物體B的受力個(gè)數(shù)為 () A2 B3 C4 D5,解析：以A為研究對(duì)象，受力情況如圖甲所示，此時(shí)，墻對(duì)物體A沒(méi)有支持力(此結(jié)論可利用整體法得出) 再以B為研究對(duì)象，結(jié)合牛頓第三定律，其受力情況如圖乙所示，即要保持物體B平衡，B應(yīng)受到重力、壓力、摩擦力、力F四個(gè)力的作用,答案：C,典例啟迪 例2如圖238所示，質(zhì)量為m的小 球用細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，并置于傾角為的 光滑斜面上，細(xì)線與豎直方向的夾角為 ，開(kāi)始時(shí)

10、 .試分析：在斜面緩慢 右移，逐漸減至0的過(guò)程中，小球受 到的細(xì)線拉力和斜面的支持力如何變化？它們的極值各是 多少？,思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩個(gè)方面： (1)斜面緩慢右移過(guò)程中，小球始終處于平衡狀態(tài) (2)小球所受的重力及斜面對(duì)小球的彈力方向始終不變,解析小球受力如圖所示，F(xiàn)N與FT的 合力與mg等大反向，在逐漸減小的過(guò) 程中，小球在三個(gè)共點(diǎn)力作用下始終處 于平衡狀態(tài)，重力mg總豎直向下，支持 力FN大小變化，而方向始終垂直斜面，而拉力F的大小和方 向都在變化；從三力構(gòu)成的矢量圖形，可以看出，拉力FT先減小后增大，當(dāng)FT與FN垂直，即90，F(xiàn)T與斜面平行時(shí)，拉力最小，為FTminmgsi

11、n，而支持力不斷減小，當(dāng)0時(shí)，F(xiàn)N減為零，即FNmin0.,答案見(jiàn)解析,歸納領(lǐng)悟 解決動(dòng)態(tài)平衡、臨界與極值問(wèn)題的常用方法,題組突破 3如圖239所示，用輕繩吊一個(gè)重 為G的小球在圖示位置平衡(30)，下列說(shuō)法正確 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (),A力F最小值為Gsin B若力F與繩拉力大小相等，力F方向與豎直方向必 成角 C若力F與G大小相等，力F方向與豎直方向可能成 角 D若力F與G大小相等，力F方向與豎直方向可能成 2角,解析：根據(jù)力的平行四邊形定則可知， 當(dāng)力F與輕繩垂直斜向上時(shí)，力F有最小 值，根據(jù)物體的平衡條件可知，其值為 Gsin，A正確若力F與繩拉力大小相等， 則力F的方向與輕繩中拉力的

12、方向應(yīng)該相 對(duì)于過(guò)小球的豎直線對(duì)稱，所以力F方向與豎直方向必成角，故B正確若力F與G大小相等，則有兩種情況，一種情況是力F與G是一對(duì)平衡力；另一種情況是力F與G的合力與輕繩中拉力是一對(duì)平衡力，此時(shí)力F方向與豎直方向成2角斜向下C錯(cuò)，D正確,答案：C,4(2011泉州聯(lián)考)如圖2310 所示，一小球用輕繩懸于O點(diǎn)， 用力F拉住小球，使懸線保持偏 離豎直方向75角，且小球始終 處于平衡狀態(tài)，為了使F有最小 值，F(xiàn)與豎直方向的夾角應(yīng)該是 () A90B45 C15 D0,解析：如圖所示，小球受力平衡，其 所受的重力mg、力F和輕繩拉力構(gòu)成 封閉的三角形，輕繩的拉力沿圖中虛 線方向；當(dāng)力F與輕繩方向垂

13、直時(shí)，其大小最小，由幾何關(guān)系可知，此時(shí)力F與豎直方向的夾角是15.故C正確,答案：C,典例啟迪 例3如圖2311所示，小球被輕 質(zhì)細(xì)繩系住斜吊著放在靜止的光滑斜 面上，設(shè)小球質(zhì)量m1 kg，斜面傾角 30，細(xì)繩與豎直方向夾角30， 斜面體的質(zhì)量M3 kg，置于粗糙水平 面上(g取10 m/s2)求： (1)細(xì)繩對(duì)小球拉力的大??； (2)地面對(duì)斜面體的摩擦力的大小和方向,思路點(diǎn)撥先隔離小球分析，由平衡條件求出細(xì)繩的拉力，再以小球和斜面體為一整體，應(yīng)用平衡條件求出地面對(duì)斜面體的摩擦力,歸納領(lǐng)悟 靈活地選取研究對(duì)象可以使問(wèn)題簡(jiǎn)化對(duì)于處于平衡狀態(tài)的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，在不涉及內(nèi)力時(shí)，優(yōu)先考慮整體法有時(shí)

14、即使求解的是系統(tǒng)外力，也必須采取隔離法分析，如本題中即使沒(méi)有設(shè)計(jì)第(1)問(wèn)，也必須采用隔離法求出細(xì)繩的拉力，才可求得斜面受到地面的摩擦力,題組突破 5如圖2312所示，A、B兩木塊放在水平面上，它們 之間用細(xì)線相連，兩次連接情況中細(xì)線傾斜方向不同 但傾角一樣，兩木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同 先后用水平力F1與F2拉著A、B一起勻速運(yùn)動(dòng)，則(),AF1F2BF1F2 CFT1FT2 DFT1FT2,解析：取A、B為一整體，由水平方向合力為零可得，F(xiàn)1F2(mAmB)g，A錯(cuò)誤，B正確；隔離物體A可求得：FT1cos(mAgFT1sin)，F(xiàn)T2cos(mAgFT2sin)，比較可得：FT1FT

15、2，C、D均錯(cuò)誤,答案：B,6兩剛性球a和b的質(zhì)量分別為ma和mb， 直徑分別為da和db(dadb)將a、b球 依次放入一豎直放置、內(nèi)徑為d(dad dadb)的平底圓筒內(nèi)，如圖231 3所示設(shè)a、b兩球靜止時(shí)對(duì)圓筒側(cè)面 的壓力大小分別為FN1和FN2，筒底所 受的壓力大小為F.已知重力加速度大小為g.若所有接觸都是光滑的，則 (),AF(mamb)g，F(xiàn)N1FN2 BF(mamb)g，F(xiàn)N1FN2 CmagF(mamb)g，F(xiàn)N1FN2 DmagF(mamb)g，F(xiàn)N1FN2,解析：對(duì)a和b整體受力分析如圖所示， 由平衡條件可知，F(xiàn)(mamb)gFN1 FN2，故A正確,答案：A,7(20

16、10山東高考改編)如圖23 14所示，質(zhì)量分別為m1、m2 的兩個(gè)物體通過(guò)輕彈簧連接， 在力F的作用下一起沿水平方 向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(m1在地面， m2在空中)，力F與水平方向成 角則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是 (),ANm1gm2gFsin BNm1gm2gFcos CfFcos Df,解析：將(m1m2)看作一個(gè)整體，在豎直方向上，F(xiàn)sinN(m1m2)g，在水平方向上，F(xiàn)cosf，可得出：N(m1m2)gFsin，fFcos,答案：A,懸繩類(lèi)問(wèn)題常見(jiàn)的兩類(lèi)基本模型,答案A,如圖2317所示，將一條輕而柔軟的細(xì)繩一端固定在天花板上的A點(diǎn)，另一端固定在豎直墻上的B點(diǎn)，A和B到O點(diǎn)的距離相等，繩長(zhǎng)為OA的兩倍滑輪的大小與質(zhì)量均可忽略，滑輪下懸掛一質(zhì)量為m的重物忽略一切摩