高中物理課件相互作用-力課件

受力分析共點力平衡第二章相互作用——力1受力分析的基本方法1.

受力分析的基本思路2.

受力分析的常用方法方法整體法隔離法假設(shè)法概念將加速度相同的幾個相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個整體進行分析的方法將所研究的對象從周圍的物體中分離出來進行分析的方法在受力分析時，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)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)部各物體之間的相互作用力根據(jù)力存在與否對物體運動狀態(tài)影響的不同來判斷力是否存在注意問題受力分析時不考慮系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力一般情況下隔離受力較少的物體一般在分析彈力或靜摩擦力時應(yīng)用

如圖所示，一個質(zhì)量為m的小滑塊靜止于傾角為30°

的粗糙斜面上，一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點，另一端系在滑塊上，彈簧與豎直方向的夾角為30°，重力加速度為g，則(

)A.滑塊可能受到三個力作用B.彈簧一定處于壓縮狀態(tài)C.斜面對滑塊的支持力大小可能為零D.斜面對滑塊的摩擦力大小可能等于mg1A類題固法11.

如圖所示，物體A置于水平地面上，力F豎直向下作用于物體B上，A、B保持靜止，則物體A的受力個數(shù)為(

)A.3 B.4C.5 D.6B【解析】隔離分析物體B的受力如圖甲所示，要保持物體B靜止不動，物體A一定對物體B有摩擦力fA→B和支持力NA→B.由牛頓第三定律可知物體B對A一定有摩擦力fB→A和壓力NB→A；取A、B作一整體受力分析可知地面對A的摩擦力為零．故A物體受力如圖乙所示，B正確．2.

如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈B上，現(xiàn)同時用大小為F1和F2、方向相反的水平力分別推木塊A和斜劈B，它們均靜止不動，則(

)A.地面對B的支持力的大小一定等于(M＋m)gB.F1、F2一定等大反向C.A與B之間一定存在摩擦力D.B與地面之間一定存在摩擦力A【解析】對A、B整體受力分析，受到重力(M＋m)g、支持力N和已知的兩個推力，地面對整體可能有靜摩擦力，根據(jù)平衡條件有N＝(M＋m)g，故A正確；對整體，水平方向可能有摩擦力，故F1、F2不一定等大反向，故B錯誤；對物體A受力分析，受重力mg、已知的推力F1、斜劈B對A的支持力N′和摩擦力f，當推力F1沿斜面的分力等于重力沿斜面的分力時，摩擦力為零，即物體A、B間不一定有摩擦力，故C錯誤；對整體，當F1＝F2時，斜劈B不受靜摩擦力，故D錯誤．2靜態(tài)平衡問題1.

靜態(tài)平衡問題的解題步驟2.

處理靜態(tài)平衡問題的常用方法方法內(nèi)容合成法物體受三個共點力的作用而平衡，則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等，方向相反分解法物體受三個共點力的作用而平衡，將某一個力按力的效果分解，則其分力和其他兩個力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個或三個以上力的作用而平衡，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件力的三角形法對受三個力作用而平衡的物體，將力平移使三個力組成一個首尾依次相接的矢量三角形，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識求解未知力

如圖所示，支架固定在水平地面上，其傾斜的光滑直桿與地面成30°夾角，兩圓環(huán)A、B穿在直桿上，并用跨過光滑定滑輪的輕繩連接，滑輪的大小不計，整個裝置處于同一豎直平面內(nèi)．圓環(huán)平衡時，繩OA豎直，繩OB與直桿間夾角為30°，則環(huán)A、B的質(zhì)量之比為(

)2A類題固法21.(2023·南京學(xué)情調(diào)研)如圖所示，質(zhì)量為m的籃球放在球架上，已知球架的寬度為L，每只籃球的直徑為D，不計球與球架之間的摩擦，重力加速度為g，則每只籃球?qū)σ粋?cè)球架的壓力大小為(

)B2.

如圖所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和Q的兩段繩都是水平的，已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是μ，兩物塊的質(zhì)量都是m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動，則F的大小為(

)A.4μmgB.3μmgC.2μmgD.μmg【解析】隔離Q進行分析，Q在水平方向受繩向左的拉力FT和向右的摩擦力Ff1＝μmg，因此FT＝μmg，對整體進行分析，整體受繩向左的拉力2FT，地面對整體的向左的摩擦力Ff2＝2μmg，向右的外力F，由平衡條件得F＝2FT＋Ff2＝4μmg，A正確．A3.(2022·常州八校調(diào)研)如圖所示，小球A、B大小相同，質(zhì)量分別為m、2m，豎直懸掛在輕繩下方．現(xiàn)整個裝置受到水平向右的風力影響，則兩球達到平衡后的位置可能是(

)B3動態(tài)平衡問題1.

基本思路化“動”為“靜”，“靜”中求“動”．2.

分析動態(tài)平衡問題的常用方法：(1)解析法①列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)系表達式．②根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況．(2)圖解法①根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形邊、角的變化．②確定未知量大小、方向的變化．(3)相似三角形法①根據(jù)已知條件畫出兩個不同情況對應(yīng)的力的三角形和空間幾何三角形，確定對應(yīng)邊，利用三角形相似知識列出比例式．②確定未知量大小的變化情況．

如圖所示，一光滑的輕滑輪用細繩OO′懸掛于O點，另一細繩跨過滑輪，一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b，整個裝置處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)將物塊b向右移動少許，兩物塊仍然靜止，則(

)A.細繩OO′的張力變大B.細繩OO′與豎直方向的夾角不變C.物塊b所受的合力變大D.物塊b所受的摩擦力變大3D【解析】以a為研究對象，豎直方向受力平衡，即FT＝mag，可得繩子拉力始終等于a的重力，保持不變，若將b右移一小段，則O′a和O′b繩子之間的夾角增大，OO′繩子與豎直方向的夾角變大，由于繩子拉力大小不變，夾角增大，合力減小，則OO′繩子張力減小，A、B錯誤；物塊b仍然靜止，合力為零，合力不變，C錯誤；以b為研究對象，設(shè)繩子與水平方向夾角為θ，水平方向上Ff＝FTcosθ，若將b右移一小段，θ角減小，摩擦力增大，D正確．類題固法31.

如圖所示，用OA、OB兩根輕繩將花盆懸于兩豎直墻之間，開始時OB繩水平．現(xiàn)保持O點位置不變，改變OB繩長使繩右端由B點緩慢上移至B′點，此時OB′與OA之間的夾角θ<90°.設(shè)此過程中OA、OB繩的拉力分別為FOA、FOB，則下列說法中正確的是(

)A.FOA一直減小 B.FOA一直增大C.FOB一直減小 D.FOB先增大后減小A【解析】以結(jié)點O為研究對象，分析受力：重力G、繩OA的拉力FOA和繩BO的拉力FOB，如圖所示，根據(jù)平衡條件知，兩根繩子的拉力的合力與重力大小相等、方向相反，作出輕繩OB在不同位置時力的合成圖，由圖看出，F(xiàn)OA逐漸減小，F(xiàn)OB先減小后增大，當θ＝90°時，F(xiàn)OB最?。蔄正確．2.(2023·揚州中學(xué)期初考)如圖所示，A、B兩球用勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧相連，B球用長為L的細線懸于O點，A球固定在O點正下方，且O、A間的距離也為L，此時繩子的拉力為F1，現(xiàn)把A、B間的彈簧換成勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧(k2>k1)，仍使系統(tǒng)平衡，此時繩子的拉力為F2，則F1和F2的大小關(guān)系為(

)A.F1>F2 B.F1<F2C.F1＝F2 D.無法確定C4平衡中的臨界與極值問題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)“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．臨界常見的種類：(1)由靜止到運動，摩擦力達到最大靜摩擦力．(2)繩子由松弛到繃緊，拉力F＝0.(3)恰好離開接觸面，支持力N＝0.2.

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．3.

解決極值問題和臨界問題的方法(1)物理分析方法：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)分析，確定最大值與最小值．(2)數(shù)學(xué)方法：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)圖像)，用數(shù)學(xué)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)．但利用數(shù)學(xué)方法求出極值后，一定要依據(jù)物理原理對該值的合理性及物理意義進行討論或說明．

如圖所示，兩個完全相同的球，重力大小為G，兩球與水平地面間的動摩擦因數(shù)都為μ，一根輕繩兩端固定在兩個球上，在繩的中點施加一個豎直向上的拉力，當繩被拉直后，兩段繩間的夾角為α.問當F至少為多大時，兩球?qū)l(fā)生滑動？4類題固法41.

將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用細線相連后，再用細線懸掛于O點，如圖所示，用力F拉小球b，使兩個小球都處于靜止狀態(tài)，且細線Oa與豎直方向的夾角保持θ＝30°，則F的最小值為(

)B【解析】以兩個小球組成的整體為研究對象，分析受力，根據(jù)平衡條件得知F與T的合力與重力2mg總是大小相等、方向相反，由力的合成圖可知當F與細線Oa垂直時，F(xiàn)有最小值，即圖中2位置，根據(jù)平衡條件得F＝2mgsin30°＝mg，故B正確，A、C、D錯誤．2.

如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在一固定斜面上，當斜面傾角為30°時恰能沿斜面勻速下滑．對物體施加一大小為F、方向水平向右的恒力，物體可沿斜面勻速向上滑行．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當斜面傾角增大并超過某一臨界角θ0時，不論水平恒力F多大，都不