高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用本章小結(jié)課件.ppt

1、專題二求解平衡問(wèn)題的六種方法 1.合成、分解法 利用力的合成與分解解決三力平衡的問(wèn)題,具體求解時(shí)有兩種思路:一是將某力沿另兩個(gè)力的反方向進(jìn)行分解,將三力轉(zhuǎn)化為四力,構(gòu)成兩對(duì)平衡力;二是將某二力進(jìn)行合成,將三力轉(zhuǎn)化為二力,構(gòu)成一對(duì)平衡力。,例1如圖所示,兩滑塊放在光滑的水平面上,中間用一細(xì)線相連,輕桿OA、OB放在滑塊上,且可繞鉸鏈O自由轉(zhuǎn)動(dòng),兩桿長(zhǎng)度相等,夾角為,當(dāng)豎直向下的力F作用在鉸鏈上時(shí),滑塊間細(xì)線的張力為多大?,解析F產(chǎn)生的作用效果是壓OA桿和OB桿,所以把豎直向下的力F沿OA 桿、OB桿方向分解,如圖甲所示,可求出作用于滑塊上斜向下的力為:F1=F2=。,斜向下的壓力F1將產(chǎn)生兩個(gè)效

2、果:豎直向下壓滑塊的力F1和沿水平方向推滑塊的力F1,因此,將F1沿豎直方向和水平方向分解,如圖乙所示,考慮到,滑塊不受摩擦力,且處于平衡狀態(tài),則知細(xì)線上的張力FT等于F1在水平方向上的分力F1,即 FT=F1=F1 sin 解得:FT= tan 答案 tan,2.圖解法 在共點(diǎn)力的平衡中,有些題目中常有“緩慢”一詞,則物體處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。解決動(dòng)態(tài)平衡類問(wèn)題常用圖解法,圖解法就是在對(duì)物體進(jìn)行受力分析(一般受三個(gè)力)的基礎(chǔ)上,若滿足有一個(gè)力大小、方向均不變,另有一個(gè)力 方向不變時(shí),第三個(gè)力大小、方向均改變,可畫(huà)出這三個(gè)力的封閉矢量三角形來(lái)分析力的變化情況的方法,圖解法也常用于求極值問(wèn)題。,例2

3、如圖所示,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(guò)程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是() A.F1先增大后減小,F2一直減小 B.F1先減小后增大,F2一直減小 C.F1和F2都一直減小 D.F1和F2都一直增大,解析小球受力如圖甲所示,因擋板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),所以小球處于動(dòng)態(tài)平衡狀 態(tài),在擋板轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,小球所受三力(重力G、斜面的支持力FN、擋板的彈力F)組合成的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(guò)程中斜面對(duì)小球的支持力不斷減小,擋板對(duì)小球的彈力先減小后增大,再

4、由牛頓第三定律知B對(duì)。,答案B,3.正交分解法 物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí),常用正交分解法列平衡方程求解:Fx合=0,Fy合=0。為方便計(jì)算,建立坐標(biāo)系時(shí)以使盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上為原則。 例3如圖所示,用與水平面成角的推力F作用在物塊上,隨著逐漸減小直到水平的過(guò)程中,物塊始終沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。關(guān)于物塊受到的外力,下列判斷正確的是(),A.推力F先增大后減小 B.推力F一直減小 C.物塊受到的摩擦力先減小后增大 D.物塊受到的摩擦力一直不變,解析對(duì)物塊受力分析,建立如圖所示的坐標(biāo)系。,由平衡條件得F cos -Ff=0 FN-(mg+F sin )=0 又Ff=FN 聯(lián)立可得F=

5、,Ff=(mg+F sin ),可見(jiàn),當(dāng)減小時(shí),F、Ff均一直減 小,故選項(xiàng)B正確。 答案B,4.整體法和隔離法 選擇研究對(duì)象是解決物理問(wèn)題的首要環(huán)節(jié)。若一個(gè)系統(tǒng)中涉及兩個(gè)或者兩個(gè)以上物體的平衡問(wèn)題,在選取研究對(duì)象時(shí),要靈活運(yùn)用整體法和隔離法。對(duì)于多物體問(wèn)題,如果不求物體間的相互作用力,我們優(yōu)先采用整體 法,這樣涉及的研究對(duì)象少,未知量少,方程少,求解簡(jiǎn)便;很多情況下,通常采用整體法和隔離法相結(jié)合的方法。 例4如圖所示,放置在水平地面上的質(zhì)量為M的直角劈上有一個(gè)質(zhì)量為m的物體,若物體在直角劈上勻速下滑,直角劈仍保持靜止,那么下列說(shuō)法正確的是(),A.直角劈對(duì)地面的壓力等于(M+m)g B.直角

6、劈對(duì)地面的壓力大于(M+m)g C.地面對(duì)直角劈沒(méi)有摩擦力 D.地面對(duì)直角劈有向左的摩擦力,對(duì)直角劈進(jìn)行受力分析,建立坐標(biāo)系如圖乙所示,由牛頓第三定律得FN=FN,Ff=Ff,在水平方向上,壓力FN的水平分量FN sin =mg cos sin ,摩擦力Ff的水平分量Ff cos =mg sin cos ,可見(jiàn)Ff cos =FN sin ,則直角劈相對(duì)地面沒(méi)有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以地面對(duì)直角劈沒(méi)有摩擦力。,解析解法一隔離法 對(duì)物體進(jìn)行受力分析,建立坐標(biāo)系如圖甲所示,因物體沿斜面勻速下滑,由平衡條件得:支持力FN=mg cos ,摩擦力Ff=mg sin 。,在豎直方向上,直角劈受力平衡,由平衡條件得

7、:FN地=Ff sin +FN cos +Mg=mg+Mg。 解法二整體法 以整體為研究對(duì)象,整體在豎直方向上受到重力和支持力,因物體在斜面上勻速下滑、直角劈靜止不動(dòng),即整體處于平衡狀態(tài),所以豎直方向上地面對(duì)直角劈的支持力等于物體和直角劈整體的重力;水平方向上地面若對(duì)直角劈有摩擦力,無(wú)論摩擦力的方向向左還是向右,水平方向上整體都不能處于平衡狀態(tài),所以整體在水平方向上不受摩擦力,整體受力如圖丙所示。 答案AC,5.臨界問(wèn)題的常用處理方法假設(shè)法 運(yùn)用假設(shè)法解題的基本步驟是: (1)明確研究對(duì)象;(2)畫(huà)受力圖; (3)假設(shè)可發(fā)生的臨界現(xiàn)象;(4)列出滿足所發(fā)生的臨界現(xiàn)象的平衡方程求解。 例5傾角為

8、=37的斜面與水平面保持靜止,斜面上有一重為G的物體A,物體A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5?，F(xiàn)給A施以一水平力F,如圖所示。設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等(sin 37=0.6,cos 37=0.8),如果物體A能在斜面上靜止,水平推力F與G的比值可能是(),A.3B.2C.1D.0.5,解析設(shè)物體剛好不下滑時(shí)F=F1, 則F1cos +FN=Gsin , FN=F1sin +Gcos 得:=; 設(shè)物體剛好不上滑時(shí)F=F2,則:,F2cos =FN+Gsin , FN=F2sin +Gcos , 得:=2, 即2,故選B、C、D 答案BCD,6.相似三角形法 物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài),畫(huà)出其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值反向的平行四邊形中,可能有力三角形與題圖中的幾何三角形相似,進(jìn)而得到力三角形與幾何三角形對(duì)應(yīng)邊成比例,根據(jù)比值便可計(jì) 算出未知力的大小與方向。 例6如圖所示,一個(gè)重為G的小球套在豎直放置的半徑為R的光滑圓環(huán)上,一個(gè)勁度系數(shù)為k,自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)(L2R