2013高考一轮受力分析共点力的平衡.ppt

一、受力分析一、受力分析1定义定义把指定物体把指定物体(研究对象研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力图，这个过程就是受力分析力都找出来，并画出受力图，这个过程就是受力分析2受力分析的顺序受力分析的顺序先找重力，次找接触力先找重力，次找接触力(弹力、摩擦力弹力、摩擦力)，最后分析电场力、，最后分析电场力、磁场力、其他力磁场力、其他力3受力分析的步骤受力分析的步骤(1)明确研究对象明确研究对象即确定分析受力的物体即确定分析受力的物体(2)隔离物体分析隔离物体分析将研究对象从周围物体中将研究对象从周围物体中 出来，出来，进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用隔离隔离(3)画出受力示意图画出受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图 上，准确标出上，准确标出 (4)检查画出的每一个力能否找出它的检查画出的每一个力能否找出它的 ，检查分，检查分 析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态，否则，析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态，否则，必然发生了漏力、添力或错力现象必然发生了漏力、添力或错力现象力的方向力的方向施力物体施力物体二、共点力的平衡二、共点力的平衡1平衡状态：平衡状态：物体处于静止或物体处于静止或 状态状态2共点力的平衡条件：共点力的平衡条件：F合合0或者或者3平衡条件的推论平衡条件的推论(1)二力平衡二力平衡 如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个 力必定大小力必定大小 、方向、方向 ，为一对平衡力，为一对平衡力匀速直线运动匀速直线运动相等相等相反相反(2)三力平衡三力平衡如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小两个力的合力一定与第三个力大小 、方向、方向 (3)多力平衡多力平衡如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小其余力的合力大小 、方向、方向 相等相等相反相反相等相等相反相反(1)在一些定性判断平衡状态的问题中，采用共点力平在一些定性判断平衡状态的问题中，采用共点力平 衡的相关推论，可以使许多问题简化衡的相关推论，可以使许多问题简化(2)物体在某一时刻速度为零时不一定处于平衡状态物体在某一时刻速度为零时不一定处于平衡状态1.(2011济南模拟济南模拟)如图如图231所示，物所示，物 体体M在竖直向上的拉力在竖直向上的拉力F的作用下静止的作用下静止 在斜面上，关于在斜面上，关于M受力的个数，下列受力的个数，下列 说法中正确的是说法中正确的是 ()图图231 AM一定是受两个力作用一定是受两个力作用 BM一定是受四个力作用一定是受四个力作用 CM可能受三个力作用可能受三个力作用 DM不是受两个力作用就是受四个力作用不是受两个力作用就是受四个力作用DA球在球在a、b两点处一定都受到支持力两点处一定都受到支持力B球在球在a点一定受到支持力，在点一定受到支持力，在b点处一定不受支持力点处一定不受支持力C球在球在a点一定受到支持力，在点一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力点处不一定受到支持力D球在球在a点处不一定受到支持力，在点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到点处也不一定受到 支持力支持力答案：答案：D2.3.如图如图233所示，匀强电场方向所示，匀强电场方向 与倾斜的天花板垂直，一带正电与倾斜的天花板垂直，一带正电 的物体在天花板上处于静止状态，的物体在天花板上处于静止状态，则下列判断正确的是则下列判断正确的是 ()A天花板与物体间的弹力一定不为零天花板与物体间的弹力一定不为零 B天花板对物体的摩擦力可能为零天花板对物体的摩擦力可能为零 C物体受到天花板的摩擦力随电场强度物体受到天花板的摩擦力随电场强度E的增大而增的增大而增 大大 D在逐渐增大电场强度在逐渐增大电场强度E的过程中，物体将始终保持的过程中，物体将始终保持 静止静止答案：答案：AD4将一细绳的两端固定于两面竖直墙的将一细绳的两端固定于两面竖直墙的A、B两点，通过两点，通过一个光滑的挂钩将某重物挂在细绳上，图一个光滑的挂钩将某重物挂在细绳上，图234给出给出的四幅图中，有可能使物体处于平衡状态的是的四幅图中，有可能使物体处于平衡状态的是 ()答案：答案：C5.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为量为m1和和m2的小球。当它们处于平衡状态时，质量为的小球。当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球的小球与与O点的连线与水平线的夹角为点的连线与水平线的夹角为90，质量为，质量为m2的小球位于水的小球位于水平平答案：答案：B受力分析的常用方法及其应注意的问题受力分析的常用方法及其应注意的问题1常用方法常用方法(1)整体法和隔离法整体法和隔离法整体法整体法隔离法隔离法概念概念将加速度相同的几将加速度相同的几个物体作个物体作为为一个整一个整体来分析的方法体来分析的方法将研究将研究对对象与周象与周围围物体物体分隔开的方法分隔开的方法整体法整体法隔离法隔离法选选用用原原则则研究系研究系统统外的物体外的物体对对系系统统整整体的作用力或系体的作用力或系统统整体的加整体的加速度速度研究系研究系统统内物体之内物体之间间的相互作用力的相互作用力注意注意问题问题受力分析受力分析时时不要再考不要再考虑虑系系统统内物体内物体间间的相互作用的相互作用一般隔离受力一般隔离受力较较少的少的物体物体(2)假设法假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在运动状态影响的不同来判断该力是否存在2应注意的问题应注意的问题(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力 混淆混淆(2)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有即每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有(3)合力和分力不能重复考虑合力和分力不能重复考虑(4)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按 性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进 去，受力图完成后再进行力的合成或分解去，受力图完成后再进行力的合成或分解(5)区分内力与外力：对几个物体的整体进行受力分析时，这区分内力与外力：对几个物体的整体进行受力分析时，这 几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当 把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要 在受力分析图中画出在受力分析图中画出 如图如图236所示，物体所示，物体A靠在竖直墙面上，在力靠在竖直墙面上，在力F作用下，作用下，A、B保持静止，物体保持静止，物体B的受力个数为的受力个数为()A2B3 图图236C4 D5答案答案C(1)在常见的几种力中，重力是主动力，而弹力、在常见的几种力中，重力是主动力，而弹力、摩擦力是被动力，其中弹力存在又是摩擦力存摩擦力是被动力，其中弹力存在又是摩擦力存 在的前提，所以分析受力时应按重力、弹力、在的前提，所以分析受力时应按重力、弹力、摩擦力的顺序去分析摩擦力的顺序去分析(2)物体的受力情况要与其运动情况相符，因此，物体的受力情况要与其运动情况相符，因此，常常从物体的运动状态入手去分析某个力是否常常从物体的运动状态入手去分析某个力是否 存在存在.1.如图如图237所示，竖直放置的所示，竖直放置的 轻弹簧一端固定在地面上，另一轻弹簧一端固定在地面上，另一 端与斜面体端与斜面体P连接，连接，P的斜面与固的斜面与固 定挡板定挡板MN接触且处于静止状态，接触且处于静止状态，则斜面体则斜面体P此刻所受的外力个数有此刻所受的外力个数有 图图237 可能为可能为()A2个个B3个个 C4个个 D5个个答案：答案：AC2.(2010安徽高考安徽高考)L型木板型木板P(上表面上表面 光滑光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧放在固定斜面上，轻质弹簧 一端固定在木板上，另一端与置一端固定在木板上，另一端与置 于木板上表面的滑块于木板上表面的滑块Q相连，如相连，如 图图2312 图图2312所示若所示若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空一起沿斜面匀速下滑，不计空 气阻力则木板气阻力则木板P的受力个数为的受力个数为 ()A3B4 C5 D6答案：答案：C答案：答案：A 4.如图如图235所示，水平细杆上套一细所示，水平细杆上套一细环环A，环，环A和球和球B间用一轻质绳相连，质量分别间用一轻质绳相连，质量分别为为mA、mB(mAmB)，由于，由于B球受到水平风力作球受到水平风力作用，用，A环与环与B球一起向右匀速运动，已知细绳与球一起向右匀速运动，已知细绳与 图图235竖直方向的夹角为竖直方向的夹角为，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是 ()答案答案C5.如图如图236所示，所示，A、B质量分别为质量分别为mA 和和mB，叠放在倾角为，叠放在倾角为的斜面上以相同的斜面上以相同 的速度匀速下滑，则的速度匀速下滑，则 ()AA、B间无摩擦力作用间无摩擦力作用 BB受到的滑动摩擦力大小为受到的滑动摩擦力大小为(mAmB)gsin CB受到的静摩擦力大小为受到的静摩擦力大小为mAgsin D取下取下A物体后，物体后，B物体仍能匀速下滑物体仍能匀速下滑BCD关键一点关键一点(1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较 简单简单(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴 重合，需要分解的力尽可能少物体受四个以上的力重合，需要分解的力尽可能少物体受四个以上的力 作用时一般要采用正交分解法作用时一般要采用正交分解法 如图如图238所示，质量为所示，质量为M的直角三棱柱的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为.质质 图图238量为量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和和B都处都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？答案答案(Mm)gmgtan 灵活地选取研究对象可以使问题简化；对于灵活地选取研究对象可以使问题简化；对于都处于平衡状态的两个物体组成的系统，在不涉都处于平衡状态的两个物体组成的系统，在不涉及内力时，优先考虑整体法及内力时，优先考虑整体法.4两刚性球两刚性球a和和b的质量分别为的质量分别为ma和和mb，直径分别为，直径分别为da和和db(dadb)将将a、b球依次放入一竖直放置、内径为球依次放入一竖直放置、内径为d(daddadb)的平底圆筒内，如图所示设的平底圆筒内，如图所示设a、b两球静止时对圆筒侧面两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别的压力大小分别 为为FN1和和FN2，筒底所受的压力大小为，筒底所受的压力大小为F.已已知重力加速度大小为知重力加速度大小为g.若所有接触都是光滑的，则若所有接触都是光滑的，则()AF(mamb)g，FN1FN2BF(mamb)g，FN1FN2CmagF(mamb)g，FN1FN2DmagF(mamb)g，FN1FN2答案：答案：A1动态平衡问题动态平衡问题通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用问题的描述中常用“缓慢缓慢”等语言叙述等语言叙述解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法2临界问题临界问题当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态使物体所处的平衡状态“恰好出现恰好出现”或或“恰好不出现恰好不出现”，在问，在问题的描述中常用题的描述中常用“刚好刚好”、“刚能刚能”、“恰好恰好”等语言叙述等语言叙述3极值问题极值问题平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题小值问题4解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法方法方法步步骤骤解解析析法法(1)选选某一状某一状态对态对物体物体进进行受力分析行受力分析(2)将物体受的力按将物体受的力按实际实际效果分解或正交分解效果分解或正交分解(3)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式(4)根据已知量的根据已知量的变变化情况来确定未知量的化情况来确定未知量的变变化情况化情况图图解解法法(1)选选某一状某一状态对态对物体物体进进行受力分析行受力分析(2)根据平衡条件画出平行四根据平衡条件画出平行四边边形形(3)根据已知量的根据已知量的变变化情况，画出平行四化情况，画出平行四边边形的形的边边角角变变化化(4)确定未知量大小、方向的确定未知量大小、方向的变变化化【例例3 3】如图如图1 1所示所示,轻绳的两端分别系轻绳的两端分别系 在圆环在圆环A A和小球和小球B B上上,圆环圆环A A套在粗糙套在粗糙 的水平直杆的水平直杆MNMN上上.现用水平力现用水平力F F拉着拉着 绳子上的一点绳子上的一点O O,使小球使小球B B从图中实线从图中实线 位置缓慢上升到虚线位置位置缓慢上升到虚线位置,但圆环但圆环A A始终保持在原始终保持在原 位置不动位置不动.则在这一过程中则在这一过程中,环对杆的摩擦力环对杆的摩擦力F Ff f和和 环对杆的压力环对杆的压力F FN N的变化情况是的变化情况是 ()()A.A.F Ff f不变不变,F FN N不变不变 B.B.F Ff f增大增大,F FN N不变不变 C.C.F Ff f增大增大,F FN N减小减小 D.D.F Ff f不变不变,F FN N减小减小BC5.6.6.如图如图2 2所示所示,ACAC是上端带定是上端带定滑轮的固定竖直杆滑轮的固定竖直杆,质量不计的轻杆质量不计的轻杆BCBC一端通过铰链固定在一端通过铰链固定在C C点点,另一端另一端B B悬挂悬挂一重为一重为G G的重物的重物,且且B B端系有一根轻绳并端系有一根轻绳并绕过定滑轮绕过定滑轮A A,用力用力F F拉绳拉绳,开始时开始时BCABCA90.90.现使现使BCABCA缓慢变小缓慢变小,直到杆直到杆BCBC接近竖直杆接近竖直杆ACAC.此过程中此过程中,杆杆BCBC所受的力所受的力 ()()A.A.大小不变大小不变B.B.逐渐增大逐渐增大C.C.先减小后增大先减小后增大D.D.先增大后减小先增大后减小A7.如图如图234所示，用轻绳吊一个所示，用轻绳吊一个重为重为G的小球，欲施一力的小球，欲施一力F使小球在图示使小球在图示位置平衡位置平衡(30)，下列说法正确的是，下列说法正确的是 图图234A力力F最小值为最小值为GsinB若力若力F与绳拉力大小相等，力与绳拉力大小相等，力F方向与竖直方向必成方向与竖直方向必成角角C若力若力F与与G大小相等，力大小相等，力F方向与竖直方向可能成方向与竖直方向可能成角角D若力若力F与与G大小相等，力大小相等，力F方向与竖直方向可能成方向与竖直方向可能成2角角答案答案ABD8.8.木箱重为木箱重为G G,与地面间的动摩擦因数为与地面间的动摩擦因数为,用斜向上的力用斜向上的力F F拉木箱拉木箱,使之沿水平地面匀速前进使之沿水平地面匀速前进,如如图图4 4所示所示.问角问角为何值时拉力为何值时拉力F F最小最小?这个最小值为这个最小值为多大多大?【例例4 4】如图如图3 3所示所示,一球一球A A夹在竖直墙与夹在竖直墙与 三角劈三角劈B B的斜面之间的斜面之间,三角劈的重力为三角劈的重力为 G G,劈的底部与水平地面间的动摩擦因劈的底部与水平地面间的动摩擦因 数为数为,劈的斜面与竖直墙面是光滑的劈的斜面与竖直墙面是光滑的.问问:欲使三角劈静止不动欲使三角劈静止不动,球的重力不能超过多球的重力不能超过多 大大?(?(设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)8.物体物体A的质量为的质量为2 kg，两根轻细，两根轻细绳绳b和和c的一端连接于竖直墙上，的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体另一端系于物体A上，在物体上，在物体A上上另施加一个方向与水平线成另施加一个方向与水平线成角的拉力角的拉力F，相关几何关系如，相关几何关系如图图2-3-10所示，所示，60.若要使两绳都能伸直，求拉力若要使两绳都能伸直，求拉力F的的大小范围大小范围(g取取10 m/s2)9如图如图2311所示，两个质量均为所示，两个质量均为 m的小环套在一水平放置的粗糙长的小环套在一水平放置的粗糙长 杆上，两根长度均为杆上，两根长度均为l的轻绳一端系的轻绳一端系 在小环上，另一端系在质量为在小环上，另一端系在质量为M的的 木块上，两个小环之间的距离也为木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止，小环保持静止 试求：试求：(1)小环对杆的压力；小环对杆的压力；(2)小环与杆之间的动摩擦因数小环与杆之间的动摩擦因数至少为多大？至少为多大？返回完成材料上的完成材料上的“课堂考题领悟课堂考题领悟”返回 参考答案参考答案1、A 2、A 3、B 4、返回建议自主完成：建议自主完成：