高考物理復(fù)習 第2章第三節(jié)受力分析 共點力的平衡課件 滬科

1、第三節(jié)受力分析共點力的平衡課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第三節(jié)受力分析共點力的平衡基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、受力分析1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_ (彈力、摩擦力)，最后分析其他力3受力分析的步驟受力的示意圖場力接觸力二、共點力的平衡1平衡狀態(tài)：物體處于_或_狀態(tài)2共點力的平衡條件：F合_或者 .靜止勻速直線運動0003平衡條件的推論(1)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_.(2)三力平衡如果物體在三個共點力

2、的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個力的_一定與第三個力大小_、方向_(3)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_大小_，方向_相等相反平衡力合力相等相反合力相等相反思考感悟物體的速度為零一定處于平衡狀態(tài)嗎？提示：物體的速度為零，物體不一定處于平衡狀態(tài)，當物體速度為零且所受合力為零(或加速度為零)時物體才處于平衡狀態(tài)課堂互動講練一、受力分析的常用方法及其應(yīng)注意的問題1常用方法(1)整體法和隔離法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)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的

3、相互作用力注意問題受力分析時不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用一般隔離受力較少的物體(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動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在2應(yīng)注意的問題(1)不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆(2)對于分析出的物體受到的每一個力，都必須明確其來源，即每一個力都應(yīng)找出其施力物體，不能無中生有(3)合力和分力不能重復(fù)考慮(4)區(qū)分性質(zhì)力與效果力：研究對象的受力圖，通常只畫出按性質(zhì)命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析進去，受力圖完成后再進行力的合成或分解(5)區(qū)分內(nèi)力與外力：對幾個物體的

4、整體進行受力分析時，這幾個物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力圖中出現(xiàn)；當把某一物體單獨隔離分析時，原來的內(nèi)力變成外力，要在受力分析圖中畫出【名師點睛】在分析物體的受力情況時，為防止漏力或添力，分析的順序一般是先分析場力，再分析接觸力即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)1.均勻長棒一端擱在地面上，另一端用細線系在天花板上，如圖231所示受力分析示意圖中，正確的是()圖231解析：選ACD.因為重力mg和地面支持力N的方向都在豎直方向上，若拉力F在豎直方向上，則地面對木棒就沒有摩擦力作用(木棒對地面無相對運動趨勢)，所以A正確；若拉力F的方向與豎直方向有夾角，則必然在水平方向上有分力，使得木棒相對地面有運

5、動趨勢，則木棒將受到地面的靜摩擦力f，且方向與F的水平分力方向相反，才能使木棒在水平方向上所受合力為零，故C、D正確二、解決平衡類問題的常用方法和一般步驟1常用方法方法內(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，若三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形

6、，則這三個力的合力必為零，利用三角形定則，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學知識可求解未知力2一般步驟(1)選取研究對象：根據(jù)題目要求，恰當選取研究對象，在平衡類問題中，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)，還可以是幾個物體相互連接的結(jié)點(2)分析研究對象的受力情況，畫出受力圖(3)利用平衡條件建立方程并求解【名師點睛】(1)物體受三個力平衡時，利用力的分解法或合成法比較簡單(2)解平衡問題建立坐標系時應(yīng)使盡可能多的力與坐標軸重合，需要分解的力盡可能少物體受四個以上的力作用時一般要采用正交分解法即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)2. (2010年高考廣東卷)如圖232為節(jié)日里懸

7、掛燈籠的一種方式，A、B點等高，O為結(jié)點，輕繩AO、BO長度相等，拉力分別為FA、FB，燈籠受到的重力為G.下列表述正確的是()圖232AFA一定小于GBFA與FB大小相等CFA與FB是一對平衡力DFA與FB大小之和等于G解析：選B.由于燈籠處于靜止狀態(tài)，故FA與FB的合力大小與G等大反向，D錯誤；由于A、B兩點等高，且AO、BO長度相等，即AO、BO與豎直方向的夾角相等，由力的平行四邊形定則知：FA與FB兩力大小相等，B正確；由于FA、FB的方向分別沿OA方向、OB方向，即FA與FB不是一對平衡力，C錯誤；由力的平行四邊形定則知：當AO與BO間的夾角為120時，合力與兩分力的大小相等，即FA

8、FBG，因AO與BO間的夾角未知，故FA可能大于G、可能小于G、也可能等于G，A錯誤三、動態(tài)平衡問題的處理方法所謂動態(tài)平衡問題是指通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化，而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)中1圖解分析法：對研究對象在狀態(tài)變化過程中的若干狀態(tài)進行受力分析，依據(jù)某一參量的變化，在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下力的平衡圖(力的平行四邊形)，再由動態(tài)力的平行四邊形各邊長度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化情況判斷動態(tài)平衡中各力的變化情況是一種常見題型總結(jié)其特點有：合力大小和方向都不變；一個分力的方向不變，分析另一個分力方向變化時兩個分力大小的變化情況用圖解法具有簡單、

9、直觀的優(yōu)點2假設(shè)法：某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)平衡物體的臨界狀態(tài)是指物體所處的平衡狀態(tài)被破壞而尚未破壞的狀態(tài)解答平衡物體的臨界問題時可用假設(shè)法運用假設(shè)法解題的基本步驟是：(1)明確研究對象；(2)畫出受力圖；(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3解析法：根據(jù)物體的平衡條件列方程，在解方程時采用數(shù)學知識討論某物理量隨變量的變化關(guān)系4相似三角形法：通常尋找的是一個力的矢量三角形與幾何邊長三角形相似，當題目中告訴一些邊長關(guān)系時往往要用這種方法但這種方法僅能處理三力平衡問題【名師點睛】圖解分析法和相似三角形法是解決三力平衡動態(tài)問題的最常用

10、的方法，矢量三角形的一邊、一角恒定時用圖解分析法；矢量三角形的角度都發(fā)生變化，但已知幾何邊長關(guān)系時用相似三角形法即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)3. (2011年福建四校聯(lián)考)如圖233所示，用細繩將均勻球懸掛在光滑的豎直墻上，繩受的拉力為T，墻對球的彈力為N，如果將繩的長度增加，則()AT、N均不變BT減小、N增大CT、N均增大DT、N均減小圖233解析：選D.設(shè)繩與豎直方向的夾角為，球受到三力(重力G、繩拉力T、墻彈力N)處于平衡狀態(tài)，則繩拉力T、墻彈力N的合力F豎直向上，大小等于G，如圖所示如果將繩的長度增加，則夾角變小，T、N均減小，選項D正確經(jīng)典題型探究題型一整體、隔離法的應(yīng)用如圖23

11、4所示，質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面傾角為.質(zhì)量為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止狀態(tài)，求地面對三棱柱的支持力和摩擦力各為多少？例1圖234【思路點撥】解答此題時應(yīng)注意把握以下三點：(1)整體分析受力，利用豎直方向平衡條件分析地面對三棱柱的支持力(2)利用水平方向平衡條件分析地面對三棱柱的摩擦力與墻對球B的彈力關(guān)系(3)隔離B球受力分析，利用平衡條件求出墻對B的彈力【解析】選取A和B整體為研究對象，它受到重力(Mm)g，地面支持力N，墻壁的彈力F和地面的摩擦力f的作用如圖235所示，處于平衡狀態(tài)根據(jù)平衡條件有：N(Mm)g0，F(xiàn)f，

12、可得 N(Mm)g.圖235再以B為研究對象，它受到重力mg、三棱柱對它的支持力FAB、墻壁對它的彈力F的作用如圖236所示，處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有：豎直方向上：FABcosmg水平方向上：FABsinF解得Fmgtan，所以fFmgtan.【答案】(Mm)gmgtan圖236互動探究1若將A向右水平推動少許，系統(tǒng)仍靜止不動，則地面對三棱柱的支持力和摩擦力應(yīng)如何變化解析：因?qū)向右水平推動少許后重力都不變，所以支持力和摩擦力也都不變答案：均不變題型二繩的拉力的求解例2如圖237所示，長為5 m的細繩的兩端分別系于豎立在地面上相距為4 m的兩桿的頂端A、B.繩上掛一個光滑的輕質(zhì)掛鉤，其下連

13、著一個重為12 N的物體平衡時，繩中的張力T多大？圖237【思路點撥】平衡時選掛鉤為研究象由平衡條件判定兩邊繩對掛鉤的拉力，然后由平衡條件可列方程求解【解析】因掛鉤光滑，掛鉤O兩側(cè)的細繩屬同一根細繩繩中張力處處相等，均為T.如圖238所示，平衡時，兩側(cè)張力的合力FG12 N，且兩張力與豎直方向夾角相等為.圖238【答案】10 N互動探究2例2中，(1)若A點往下移動，結(jié)果如何？(2)若右桿向右移動，結(jié)果如何？解析：(1)若A點往下移動時，cos不變，則繩上張力不變，仍為10 N.(2)若右桿向右移動時，AB增大，而AB不變則角增大，cos減小，則張力變大答案：見解析題型三平衡中的臨界問題例3

14、(滿分樣板13分)物體A的質(zhì)量為2 kg，兩根輕細繩b和c的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體A上，在物體A上另施加一個方向與水平線成角的拉力F，相關(guān)幾何關(guān)系如圖239所示，60.若要使兩繩都能伸直，求拉力F的大小范圍(g取10 m/s2)圖239【思路點撥】本題可以利用解析法和正交分解法進行分析，通過列出的平衡方程求出繩b和繩c的拉力表達式，若要使兩繩都伸直，則必須保證兩繩的拉力都大于或等于零，進而求出F的極值解題樣板 規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！作出物體A的受力分析圖如圖2310所示，由平衡條件得圖2310【反思領(lǐng)悟】解決此類問題的關(guān)鍵是通過審題，挖掘出臨界條件作為解決問題的突破口解答平衡

15、物體的臨界問題時常用假設(shè)法，運用假設(shè)法的基本步驟是：明確研究對象；畫受力圖；假設(shè)可能發(fā)生的臨界現(xiàn)象；列出滿足所發(fā)生的臨界現(xiàn)象的平衡方程求解題型四利用三角形相似解動態(tài)平衡問題一輕桿BO，其O端用光滑鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上，B端掛一重物，且系一細繩，細繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如圖2311所示現(xiàn)將細繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角逐漸減小，則在此過程中，拉力F及桿OB所受壓力N的大小變化情況是怎樣的圖2311【思路點撥】根據(jù)題中桿長及O端到鉸鏈的距離不變的隱含條件結(jié)合三角形相似求解【解析】取BO桿的B端為研究對象，受到繩子拉力(大小為F)、BO桿的支持力N和懸掛重物的繩子的拉

16、力(大小為G)的作用，將N與G合成，其合力與F等值反向，如圖2312所示，得到一個力三角形(如圖中畫斜線部分)，此力三角形與幾何三角形OBA相似，可利用相似三角形對應(yīng)邊成比例來解圖2312【答案】N不變F逐漸變小【題后反思】(1)不計質(zhì)量的繩和鏈條各處的張力大小相等，而輕桿作用力方向沿桿的方向(2)對題中隱含幾何長度條件的問題，常用三角形相似的知識求解本部分內(nèi)容講解結(jié)束點此進入課件目錄按ESC鍵退出全屏播放謝謝使用9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/10/162022/10/

17、162022/10/1610/16/2022 1:59:23 AM11、以我獨沈久，愧君相見頻。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要

18、。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動出成果，工作出財富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2

19、022 1:59:23 AM11、成功就是日復(fù)一日那一點點小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/