【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第1章第三節(jié) 受力分析 共點(diǎn)力的平衡課件 大綱

第三節(jié)受力分析共點(diǎn)力的平衡第三節(jié)受力分析共點(diǎn)力的平衡基礎(chǔ)知識(shí)梳理課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、受力分析1．概念把研究對(duì)象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來(lái)，并畫(huà)出物體所受力的_________，這個(gè)過(guò)程就是受力分析．2．受力分析的一般順序先分析______，然后按接觸面分析接觸力(彈力、摩擦力)，再分析其他力(電磁力、浮力等)，最后分析已知力．示意圖重力二、共點(diǎn)力作用下物體的平衡1．平衡狀態(tài)物體處于______或_______________的狀態(tài)．靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)F合＝0思考感悟v＝0一定是平衡狀態(tài)嗎？提示：不一定．因?yàn)関＝0時(shí)，a不一定等于0.三、共點(diǎn)力平衡的幾條重要推論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)力必定大小相等，方向_______2．三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小________、方向________相反．相等相反．3．多力平衡：如果物體受多個(gè)力作用處于平衡，其中任何一個(gè)力與其余力的合力大小________，方向_________

相反．相等課堂互動(dòng)講練一、物體受力分析的常用方法及其應(yīng)注意的問(wèn)題1．常用方法(1)整體法與隔離法整體法隔離法概念將加速度相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來(lái)分析的方法將研究對(duì)象與周圍物體分隔開(kāi)的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對(duì)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)物體之間的相互作用力注意問(wèn)題受力分析時(shí)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(shí)，若不能確定某力是否存在，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否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來(lái)判斷該力是否存在．2．應(yīng)注意的問(wèn)題(1)不要把研究對(duì)象所受的力與研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力混淆．(2)對(duì)于分析出的物體受到的每一個(gè)力，都必須明確其來(lái)源，即每一個(gè)力都應(yīng)找出其施力物體，不能無(wú)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(duì)象的受力圖，通常只畫(huà)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(jìn)去，受力圖完成后再進(jìn)行力的合成或分解．(5)區(qū)分內(nèi)力與外力：對(duì)幾個(gè)物體的整體進(jìn)行受力分析時(shí)，這幾個(gè)物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力圖中出現(xiàn)；當(dāng)把某一物體單獨(dú)隔離分析時(shí)，原來(lái)的內(nèi)力變成外力，要在受力分析圖中畫(huà)出．特別提醒：在分析物體的受力情況時(shí)，為防止漏力或添力，分析的順序一般是先分析場(chǎng)力，再分析接觸力．1.(2011年遼遼寧寧沈沈陽(yáng)陽(yáng)二二測(cè)測(cè))如圖圖1－3－1所示示，，兩兩個(gè)個(gè)等等大大、、反反向向的的水水平平力力F分別別作作用用在在物物體體A和B上，，A、B兩物物體體均均處處于于靜靜止止?fàn)顮顟B(tài)態(tài)．．若若各各接接觸觸面面與與水水平平地地面面平平行行，，則則A、B兩物物體體各各受受幾幾個(gè)個(gè)力力()A．3個(gè)、、4個(gè)B．4個(gè)、、4個(gè)C．4個(gè)、、5個(gè)D．4個(gè)、、6個(gè)即時(shí)應(yīng)用圖1－3－1解析析：：選C.對(duì)物物體體A受力力分分析析：：豎豎直直方方向向上上受受兩兩個(gè)個(gè)力力：：重重力力和和支支持持力力；；水水平平方方向向受受兩兩個(gè)個(gè)力力：：水水平平力力F和B對(duì)A的摩摩擦擦力力，，即即物物體體A共受受4個(gè)力力作作用用；；對(duì)對(duì)物物體體B受力力分分析析；；豎豎直直方方向向上上受受3個(gè)力力作作用用：：重重力力、、地地面面的的支支持持力力、、A對(duì)B的壓壓力力；；水水平平方方向向受受兩兩個(gè)個(gè)力力作作用用：：水水平平力力F和A對(duì)B向右的摩摩擦力，，即物體體B共受5個(gè)力的作作用，故故答案C正確．二、處理理平衡問(wèn)問(wèn)題的基基本方法法1．方法(1)力的合成成法物體受三三個(gè)力作作用而平平衡時(shí)，，其中任任意兩個(gè)個(gè)力的合合力必定定跟第三三個(gè)力等等大反向向．可利利用力的的平行四四邊形定定則，根根據(jù)正弦弦定理、、余弦定定理或相相似三角角形等數(shù)數(shù)學(xué)知識(shí)識(shí)求解．．(2)正交分解解法多用于三三個(gè)以上上共點(diǎn)力力作用下下的物體體的平衡衡．值得得注意的的是，對(duì)對(duì)x、y方向選擇擇時(shí)，盡盡可能使使較多的的力落在在x、y軸上，被被分解的的力盡可可能是已已知力，，不宜分分解待求求力．(3)力的三角角形法物體受同同一平面面內(nèi)三個(gè)個(gè)互不平平行的力力處于平平衡時(shí)，，可以將將這三個(gè)個(gè)力的矢矢量首尾尾相接，，構(gòu)成一一個(gè)矢量量三角形形；即三三個(gè)力矢矢量首尾尾相接，，恰好構(gòu)構(gòu)成三角角形，則則這三個(gè)個(gè)力的合合力必為為零，利利用三角角形法，，根據(jù)正正弦定理理、余弦弦定理或或相似三三角形等等數(shù)學(xué)知知識(shí)可求求得未知知力．2．一般步步驟(1)選取研究究對(duì)象：：根據(jù)題題目要求求，恰當(dāng)當(dāng)選取研研究對(duì)象象，在平平衡類問(wèn)問(wèn)題中，，研究對(duì)對(duì)象可以以是單個(gè)個(gè)物體，，也可以以是多個(gè)個(gè)物體組組成的系系統(tǒng)，還還可以是是幾個(gè)物物體相互互連接的的結(jié)點(diǎn)．．(2)分析研究究對(duì)象的的受力情情況，畫(huà)畫(huà)出受力力圖．(3)利用平衡衡條件建建立方程程并求解解．特別提醒醒：(1)物體受三三個(gè)力平平衡時(shí)，，利用力力的分解解法或合合成法比比較簡(jiǎn)單單．(2)解平衡問(wèn)問(wèn)題建立立坐標(biāo)系系時(shí)應(yīng)使使盡可能能多的力力與坐標(biāo)標(biāo)軸重合合，需要要分解的的力盡可可能少，，物體受受四個(gè)以以上的力力作用時(shí)時(shí)一般要要采用正正交分解解法．2.(2009年高考山山東卷)如圖1－3－2所示，光光滑半球球形容器器固定在在水平面面上，O為球心．．一質(zhì)量量為m的小滑塊塊，在水水平力F的作用下下靜止于于P點(diǎn)．設(shè)滑滑塊所受受支持力力為FN，OP與水平方方向的夾夾角為θ，下列關(guān)關(guān)系正確確的是()即時(shí)應(yīng)用圖1－3－2經(jīng)典題型探究例1整體法和隔離法的應(yīng)用題型一圖1－3－3(2011年廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖1－3－3所示，質(zhì)量為m的正方體和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于靜止?fàn)顟B(tài)．m與M相接觸的邊與豎直方向的夾角為α，若不計(jì)一切摩擦，求：(1)水平面對(duì)正方體M的彈力大??；(2)墻面對(duì)正方體m的彈力大小．【思路點(diǎn)撥撥】求解此題題應(yīng)注意意以下三三點(diǎn)：(1)整體法分分析受力力，利用用平衡求求水平面面對(duì)正方方體M的彈力；；(2)隔離m進(jìn)行受力力分析，，并建立立直角坐坐標(biāo)系；；(3)列平衡方方程求墻墻面對(duì)正正方體m的彈力大大?。窘馕觥?1)以兩個(gè)正正方體整整體為研研究對(duì)象象，整體體受到向向上的支支持力和和向下的的重力，，處于靜靜止?fàn)顟B(tài)態(tài)．所以水平平面對(duì)正正方體M的彈力大大小為FN＝(M＋m)g.(2)對(duì)正方體體m進(jìn)行受力力分析如如圖1－3－4所示．把FN2沿水平方方向和豎豎直方向向分解有有FN2cosα＝FN1FN2sinα＝mg.解得FN1＝mgcotα.圖1－3－4【答案】(1)(M＋m)g(2)mgcotα【規(guī)律總結(jié)結(jié)】靈活地選選取研究究對(duì)象可可以使問(wèn)問(wèn)題簡(jiǎn)化化．對(duì)處處于平衡衡狀態(tài)的的兩個(gè)物物體組成成的系統(tǒng)統(tǒng)，在不不涉及內(nèi)內(nèi)力時(shí)，，優(yōu)先考考慮整體體法．有有時(shí)即使使求解的的是系統(tǒng)統(tǒng)外力，，也必須須采取隔隔離法分分析，如如求解本本題的墻墻面對(duì)正正方體m的彈力時(shí)時(shí)，就采采用了隔隔離法．．(2010年高考山東卷卷)如圖1－3－5所示，質(zhì)量分分別為m1、m2的兩個(gè)物體通通過(guò)輕彈簧連連接，在力F的作用下一起起沿水平方向向做勻速直線線運(yùn)動(dòng)(m1在地面，m2在空中)，力F與水平方向成成θ角．則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確的是()A．FN＝m1g＋m2g－FsinθB．FN＝m1g＋m2g－FcosθC．Ff＝FcosθD．Ff＝Fsinθ變式訓(xùn)練1圖1－3－5解析：選AC.對(duì)于m1、m2和輕彈簧組成成的系統(tǒng)受力力分析如圖，，由平衡條件件知：水平方向：Ff＝Fcosθ豎直方向：FN＋Fsinθ＝m1g＋m2g.由以上兩式得得Ff＝Fcosθ，F(xiàn)N＝m1g＋m2g－Fsinθ，正確選項(xiàng)為為A、C.(滿分樣板13分)物體A的質(zhì)量為2kg，兩根輕細(xì)繩繩b和c的一端連接于于豎直墻上，，另一端系于于物體A上，在物體A上另施加一個(gè)個(gè)方向與水平平線成θ角的拉力F，相關(guān)幾何關(guān)關(guān)系如圖1－3－6所示，θ＝60°.若要使兩繩都都能伸直，求拉力F的大小范圍．．(g取10m/s2)例2平衡中的臨界和極值問(wèn)題題型二圖1－3－6解題樣板規(guī)范范步驟，該得得的分一分不不丟！作出物體A的受力分析圖圖如圖1－3－7所示，由平衡條件得得Fsinθ＋F1sinθ－mg＝0①(2分)Fcosθ－F2－F1cosθ＝0②(2分)圖1－3－7【規(guī)律總結(jié)】解決臨界問(wèn)問(wèn)題，必須須在變化中中去尋找臨臨界條件，，即不能停