高考物理一輪總復習 第二章 相互作用 第6講 受力分析 共點力的平衡課件

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1、相 互 作 用第 二 章第 6講 受 力 分 析 共 點 力 的 平 衡 考 綱 要 求 考 情 分 析 命 題 趨 勢1.物 體 的受 力 分 析2 共 點 力的 平 衡 3 動 態(tài) 平衡 問 題 2014全 國 卷 ， 172013全 國 卷 ， 152016全 國 卷 ， 19 受 力 分 析 、 共 點 力 的平 衡 一 直 是 高 考 的 熱 點 ，題 型 以 選 擇 題 為 主 ， 復 習時 要 學 會 進 行 受 力 分 析 ，掌 握 共 點 力 的 平 衡 條 件 及推 論 ， 掌 握 整 體 法 和 隔 離法 ， 學 會 用 圖 解 法 分 析 動態(tài) 平 衡 和 極 值 問

2、題 . 欄 目 導 航 板 塊 一板 塊 二板 塊 三板 塊 四 1 受 力 分 析 (1)定 義 把 指 定 物 體 (研 究 對 象 )在 特 定 的 物 理 環(huán) 境 中 受 到 的 所 有 外 力都 找 出 來 ， 并 畫 出 受 力 圖 ， 這 個 過 程 就 是 受 力 分 析 (2)受 力 分 析 的 順 序 先 找 重 力 ， 再 找 接 觸 力 (彈 力 、 摩 擦 力 )， 最 后 分 析 電 場 力 、磁 場 力 、 其 他 力 考 點 受 力 分 析 共 點 力 平 衡 (3)受 力 分 析 的 步 驟 (1)明 確 研 究 對 象即 確 定 分 析 受 力 的 物 體

3、(2)隔 離 物 體 分 析將 研 究 對 象 從 周 圍 物 體 中 _出 來 ，進 而 分 析 周 圍 有 哪 些 物 體 對 它 施 加 了 力 的 作 用 (3)畫 出 受 力 示 意 圖邊 分 析 邊 將 力 一 一 畫 在 受 力 示 意 圖 上 ，準 確 標 出 _ (4)檢 查 畫 出 的 每 一 個 力 能 否 找 出 它 的 _， 檢 查分 析 結(jié) 果 能 否 使 研 究 對 象 處 于 題 目 所 給 的 運 動 狀 態(tài) ， 否 則 ，必 然 發(fā) 生 了 漏 力 、 添 力 或 錯 力 現(xiàn) 象 隔 離 方 向 受 力 物 體 勻 速 直 線 運 動 (3)平 衡 條 件

4、的 推 論 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 平 衡 力 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 合 力 一 定 與 第 三 個 力 大 小 _、 方 向 _ 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 合 力 大 小 _、 方 向 _相 等 相 反 相 等 相 反 相 等 相 反 思 考 感

5、悟 (1)物體在某一時刻速度為零時，物體是否一定處于平衡狀態(tài)？(2)在多個共點力作用下的物體處于靜止狀態(tài)，如果其中一個力消失其他力保持不變，物體的運動情況是怎樣的？ 思 考 感 悟 (1)物體在某一時刻速度為零，但合力不為零時，物體的運動狀態(tài)改變(2)消失的力與其他力的合力是一對平衡力，如果一個力消失而其他力不變，那么物體受到一個恒定不變的合力，將做勻加速直線運動 1 請 判 斷 下 列 表 述 是 否 正 確 ， 對 不 正 確 的 表 述 ， 請 說 明 原 因 (1)物 體 沿 光 滑 斜 面 下 滑 時 ， 物 體 受 到 重 力 、 支 持 力 和 下 滑 力 的 作 用 ( ) 解

6、 析 ：下滑力并不是實際存在的力，而只是重力的一個分力 (2)速 度 等 于 零 的 物 體 一 定 處 于 平 衡 狀 態(tài) ( ) 解 析 ：比如豎直上拋的物體運動到最高點，速度雖然等于零，但并不是平衡狀態(tài) (3)物 體 的 平 衡 狀 態(tài) 是 指 物 體 處 于 靜 止 或 速 度 等 于 零 的 狀 態(tài) ( ) 解 析 ：平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài) (4)物 體 處 于 平 衡 狀 態(tài) 時 ， 加 速 度 等 于 零 ( ) (5)二 力 平 衡 時 ， 這 兩 個 力 必 定 等 大 反 向 ( ) 2 (多選)(2015山東濟寧市學業(yè)水平測試)如 圖 所 示 ， 在

7、斜面 上 ， 木 塊 A與 B的 接 觸 面 是 水 平 的 ， 繩 子 呈 水 平 狀 態(tài) ， 兩木 塊 均 保 持 靜 止 則 關(guān) 于 木 塊 A和 木 塊 B可 能 的 受 力 個 數(shù) 分別 為 ( ) A 2個 和 4個 B 3個 和 4個 C 4個 和 4個 D 4個 和 5個 ACD 解 析 ： (1)若繩子的拉力為零以A、B為研究對象，確定B和斜面之間一定有靜摩擦力，A、B的受力如圖，所以選項A正確 (2)若繩子上有拉力，對A、B分別畫受力圖可知，A受到重力、B對A的支持力、繩子的拉力和B對A的摩擦力而平衡，B受到重力、A對B的壓力、斜面對B的支持力和A對B的摩擦力，斜面對B的摩

8、擦力可有可無，所以選項C、D正確 一 物 體 的 受 力 分 析 受 力 分 析 的 方 法 步 驟 例 1(多選)(2016華中師大附中元月月考)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 4個 力 B B可 能 受 到 4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AD 解 析 ：整體法確定外力：對斜面體A、B整

9、體受力分析，其受到向下的重力G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項錯誤假設(shè)法、狀態(tài)法確定B對A的接觸力：對斜面體A受力分析，A一定受到重力GA和推力F.假設(shè)撤掉A，B將下落，A、B間一定存在彈力FBA，如圖甲所示，為保持A處于平衡狀態(tài)，B一定給A一個沿斜面向下的摩擦力Ff.轉(zhuǎn)換法確定B的受力：根據(jù)牛頓第三定律可知，斜面體B除受重力外，一定受到A的支持力F AB和摩擦力Ff，如圖乙所示綜合以上分析可知，A、D兩項正確 整體法、隔離法在受力分析時要靈活選用 (1)當所涉及的物理問題是整體與外界作用時，應用整體分析法，可使問題簡單明了，而不必考慮內(nèi)力的

10、作用 (2)當涉及的物理問題是物體間的作用時，應用隔離分析法，這時系統(tǒng)中物體間相互作用的內(nèi)力就會變?yōu)楦鱾€獨立物體的外力 二 解 決 平 衡 問 題 常 用 的 方 法方 法 內(nèi) 容分 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 件正 交分 解 法 將 處 于 平 衡 狀 態(tài) 的 物 體

11、 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 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 法 ， 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 得 未 知 力 例 2

12、(2016湖南常德模擬)如 圖 所 示 ， 重 為 G的 均 勻 鏈 條 ， 兩 端 用 等 長 的 輕 繩 連 接 ， 掛 在等 高 的 地 方 ， 輕 繩 與 水 平 方 向 成 角 試 求 ： (1)繩 子 的 拉 力 ； (2)鏈 條 在 最 低 點 的 相 互 拉 力 的 大 小 應 用 平 衡 條 件 解 題 步 驟 (1)選取研究對象：根據(jù)題目要求，選取一個平衡體(單個物體或系統(tǒng)，也可以是結(jié)點)作為研究對象 (2)畫受力示意圖：對研究對象進行受力分析，畫出受力示意圖 (3)三個力直接合成或正交分解，四個及四個以上的力正交分解 (4)列方程求解：根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解平衡方程

13、，對結(jié)果進行討論 1 動 態(tài) 平 衡 的 特 點 通 過 控 制 某 些 物 理 量 ， 使 物 體 的 狀 態(tài) 發(fā) 生 緩慢 的 變 化 ， 而 在 這 個 過 程 中 物 體 又 始 終 處 于一 系 列 的 平 衡 狀 態(tài) ， 在 問 題 的 描 述 中 常 用“ 緩 慢 ” 等 語 言 敘 述 三 動 態(tài) 平 衡 問 題 2 解 決 動 態(tài) 平 衡 常 用 的 方 法方 法 步 驟解 析法 選 某 一 狀 態(tài) 對 物 體 進 行 受 力 分 析 將 物 體 受 的 力 按 實 際 效 果 分 解 或 正 交 分 解 列 平 衡 方 程 求 出 未 知 量 與 已 知 量 的 關(guān) 系 表

14、 達 式 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 選 某 一 狀 態(tài) 對 物 體 進 行 受 力 分 析 根 據(jù) 平 衡 條 件 畫 出 平 行 四 邊 形 根 據(jù) 已 知 量 的 變 化 情 況 ， 畫 出 平 行 四 邊 形 的 邊 角 變 化 確 定 未 知 量 大 小 、 方 向 的 變 化 相 似三角 形法 將 物 體 受 的 各 力 移 到 矢 量 三 角 形 中 ， 由 矢 量 三 角 形 與 已 知 三角 形 相 似 ， 利 用 幾 何 關(guān) 系 進 行 求 解 . 例 3(2016貴州貴陽市高三三模)半 圓 柱 體 P放 在

15、粗 糙 的 水 平 地 面 上 ，其 右 端 有 一 固 定 放 置 的 豎 直 擋 板 MN.在 半 圓 柱 體 P和 MN之 間 放 有 一 個 光滑 均 勻 的 小 圓 柱 體 Q， 整 個 裝 置 處 于 平 衡 狀 態(tài) ， 如 圖 所 示 是 這 個 裝 置 的截 面 圖 現(xiàn) 使 MN保 持 豎 直 并 且 緩 慢 地 向 右 平 移 ， 在 Q滑 落 到 地 面 之 前 ，發(fā) 現(xiàn) P始 終 保 持 靜 止 則 在 此 過 程 中 ， 下 列 說 法 中 正 確 的 是 ( ) A MN對 Q的 彈 力 逐 漸 減 小 B 地 面 對 P的 摩 擦 力 逐 漸 增 大 C P、 Q間

16、 的 彈 力 先 減 小 后 增 大 D Q所 受 的 合 力 逐 漸 增 大 B 解 析 ： Q的受力情況如圖甲所示，F(xiàn)1表示P對Q的彈力，F(xiàn)2表示MN對Q的彈力，F(xiàn)2的方向水平向左保持不變，F(xiàn)1的方向順時針旋轉(zhuǎn)，由平行四邊形的邊長變化可知：F1與F2都逐漸增大，A、C兩項錯誤；由于緩慢移動，Q處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，D項錯誤；對PQ整體受力分析，如圖乙所示，由平衡條件得，fF2mgtan ，由于不斷增大，故f不斷增大，B項正確 1 臨 界 問 題 當 某 物 理 量 變 化 時 ， 會 引 起 其 他 幾 個 物 理 量的 變 化 ， 從 而 使 物 體 所 處 的 平 衡 狀 態(tài) “

17、 恰 好出 現(xiàn) ” 或 “ 恰 好 不 出 現(xiàn) ” ， 在 問 題 的 描 述 中常 用 “ 剛 好 ” “ 剛 能 ” “ 恰 好 ” 等 語 言 敘述 2 極 值 問 題 平 衡 物 體 的 極 值 ， 一 般 指 在 力 的 變 化 過 程 中的 最 大 值 和 最 小 值 問 題 四 平 衡 中 的 臨 界 與 極 值 問 題 3 解 決 平 衡 中 臨 界 與 極 值 問 題 的 常 用 方 法 (1)圖 解 法 ： 根 據(jù) 物 體 的 平 衡 條 件 ， 作 出 力 的矢 量 圖 ， 通 過 對 物 理 過 程 的 分 析 ， 利 用 平 行四 邊 形 定 則 進 行 動 態(tài) 分

18、析 ， 確 定 最 大 值 與 最小 值 (2)數(shù) 學 解 法 ： 通 過 對 問 題 的 分 析 ， 依 據(jù) 物 體的 平 衡 條 件 寫 出 物 理 量 之 間 的 函 數(shù) 關(guān) 系 (或 畫出 函 數(shù) 圖 象 )， 用 數(shù) 學 方 法 求 極 值 (如 求 二 次函 數(shù) 極 值 、 公 式 極 值 、 三 角 函 數(shù) 極 值 ) 1 (2015山東濟南教學質(zhì)檢)“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 所 示 ， 若 P、 Q一 起

19、 沿 斜 面 勻 速下 滑 ， 不 計 空 氣 阻 力 則 木 板 P的 受 力 個 數(shù) 為 ( ) A 3 B 4 C 5 D 6 解 析 ：木板P受重力，斜面對P的支持力和滑動摩擦力，彈簧對P有平行斜面向下的彈力，Q對P有壓力，P共受5個力的作用C 例 1(多選)(2016福建福州模擬6分)如 圖 是 某 同 學 為 頸 椎病 人 設(shè) 計 的 一 個 牽 引 裝 置 的 示 意 圖 ， 一 根 輕 繩 繞 過 兩 個 定 滑輪 和 一 個 動 滑 輪 后 兩 端 各 掛 著 一 個 相 同 的 重 物 ， 與 動 滑 輪 相連 的 帆 布 帶 拉 著 病 人 的 頸 椎 (圖 中 是 用

20、手 指 代 替 頸 椎 做 實 驗 )，整 個 裝 置 在 同 一 豎 直 平 面 內(nèi) 如 果 要 增 大 手 指 所 受 的 拉 力 ，可 采 取 的 方 法 是 ( ) A 只 增 加 繩 的 長 度 B 只 增 加 重 物 的 質(zhì) 量 C 只 將 手 指 向 下 移 動 D 只 將 手 指 向 上 移 動 答 題 送 檢 來 自 閱 卷 名師 報 告錯誤 致 錯 原 因 扣分AD 要 增 大 手 指 所 受 拉 力 ， 可 以 在 繩間 夾 角 不 變 的 情 況 下 增 加 兩 根 繩上 的 拉 力 大 小 ， 或 者 拉 力 大 小 不變 時 ， 減 小 夾 角 ， 而 不 是 通

21、過 增加 繩 的 長 度 ， 或 將 手 指 向 上 移 ，當 手 指 向 上 移 動 時 ， 繩 上 的 拉 力不 變 ， 繩 間 夾 角 變 大 ， 手 指 所 受拉 力 變 小 . 6 規(guī) 范 答 題 解 析 手指所受拉力的大小等于繞過動滑輪的繩子兩端的拉力F1、F2的合力F的大小只增加繩的長度，F(xiàn)1、F2的大小及其夾角不變，則合力F不變，A項錯誤；只增加重物的質(zhì)量，F(xiàn)1、F2的大小增大，夾角不變，則合力F變大，如圖甲所示，B項正確；手指向下移動，F(xiàn)1、F2大小不變，夾角變小，則合力F變大，如圖乙所示，C項正確；同理，D項錯誤 1 (2016武漢二中月考)如 圖 所 示 ， 一 定 質(zhì)

22、量 的 物 塊 用 兩 根輕 繩 懸 在 空 中 ， 其 中 繩 OA固 定 不 變 ， 繩 OB在 豎 直 平 面 內(nèi) 由水 平 方 向 向 上 轉(zhuǎn) 動 ， 則 在 繩 OB由 水 平 轉(zhuǎn) 至 豎 直 的 過 程 中 ，繩 OB的 張 力 的 大 小 將 ( ) A 一 直 變 大 B 一 直 變 小 C 先 變 大 后 變 小 D 先 變 小 后 變 大 D 解 析 ：在繩OB轉(zhuǎn)動的過程中物塊始終處于靜止狀態(tài)，所受合力始終為零，如圖為繩OB轉(zhuǎn)動過程中對結(jié)點的受力示意圖，由圖可知，繩OB的張力先變小后變大 2 (2015湖南岳陽市期末統(tǒng)考)如 圖 所 示 ， 質(zhì) 量 為 m的 木 塊 A放

23、在 質(zhì) 量 為M的 三 角 形 斜 劈 B上 ， 現(xiàn) 用 大 小 相 等 、 方 向 相 反 的 水 平 力 F分 別 推 A和 B，它 們 均 靜 止 不 動 ， 重 力 加 速 度 為 g， 則 ( ) A A與 B之 間 一 定 存 在 摩 擦 力 B B與 地 面 之 間 一 定 存 在 摩 擦 力 C B對 A的 支 持 力 一 定 小 于 mg D 地 面 對 B的 支 持 力 的 大 小 一 定 等 于 (M m)gD 解 析 ：設(shè)斜劈B的傾角為，以A為研究對象，若力F沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力，則A與B之間不存在摩擦力，A項錯誤；此時B對A的支持力FNm gcos

24、 m g，C項錯誤；以A和B整體為研究對象，由水平方向受力平衡知，B與地面之間不存在摩擦力，由豎直方向受力平衡知地面對B的支持力一定等于(Mm )g，B項錯誤，D項正確 3(多選)如 圖 所 示 ， 質(zhì) 量 分 別 為 m1、 m2的 兩 個 物 體 通 過 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 動(m1在 地 面 ， m2在 空 中 )， 力 F與 水 平 方 向 成 角 則 m1所 受 支持 力 FN和 摩 擦 力 Ff正 確 的 是 ( ) A FN m1g m2g Fsin B FN m1g m2g Fcos C Ff Fcos D Ff Fsin AC 課 時 達 標