高考物理江蘇大一輪復(fù)習(xí)配套課件第二章相互作用基礎(chǔ)課3.ppt

基礎(chǔ)課3受力分析共點(diǎn)力的平衡,知識(shí)點(diǎn)一、受力分析1受力分析的定義把指定物體（研究對(duì)象）在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來(lái)，并畫(huà)出受力_，這個(gè)過(guò)程就是受力分析。,示意圖,2受力分析的一般步驟,整體,隔離,重力,方向,知識(shí)點(diǎn)二、共點(diǎn)力的平衡1平衡狀態(tài)物體處于_狀態(tài)或_狀態(tài)。,靜止,勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖，小球靜止不動(dòng)，物塊勻速運(yùn)動(dòng)。,則：小球F合_。物塊Fx_，F(xiàn)y_。,Fmg0,F1Ff0,F2FNmg0,3平衡條件的推論（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_。（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)，其中任何一個(gè)力與_大小相等，方向相反。（3）多力平衡：如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與_大小相等，方向相反。,大小相等，方向相反,其余兩個(gè)力的合力,其余幾個(gè)力的合力,思考判斷（1）對(duì)物體受力分析時(shí)，只能畫(huà)該物體受到的力，其他物體受到的力不能畫(huà)在該物體上。（）（2）物體沿光滑斜面下滑時(shí)，受到重力、支持力和下滑力的作用。（）（3）物體的速度為零即處于平衡狀態(tài)。（）（4）物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，其加速度一定為零。（）（5）物體受兩個(gè)力處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定等大反向。（）（6）物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，其所受的作用力必定為共點(diǎn)力。（）,答案（1）（2）（3）（4）（5）（6）,受力分析整體法與隔離法的應(yīng)用,1受力分析的“四點(diǎn)”提醒（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。,2整體法與隔離法,1單個(gè)物體的受力分析（2017紹興一中測(cè)試）（多選）如圖1所示，工作人員將小車和冰球推進(jìn)箱式吊車并運(yùn)至冰雕頂部安裝，先后經(jīng)歷了向右勻速、向右勻減速、向上勻加速、向上勻減速直線運(yùn)動(dòng)四個(gè)過(guò)程。冰球與水平底板和右側(cè)斜擋板始終保持接觸但摩擦不計(jì)。關(guān)于冰球的受力情況，下列判斷正確的是（）,A向右勻速過(guò)程，冰球一定受到三個(gè)力B向右勻減速過(guò)程，冰球可能受到二個(gè)力C向上勻加速過(guò)程，冰球一定受到二個(gè)力D向上勻減速過(guò)程，冰球可能受到一個(gè)力,圖1,解析向右勻速運(yùn)動(dòng)，冰球受重力與支持力兩個(gè)力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；冰球向右勻減速過(guò)程，有可能只受重力和右側(cè)斜擋板對(duì)它的彈力，這兩個(gè)力的合力恰好水平向左，故選項(xiàng)B正確；冰球向上勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，受重力和支持力兩個(gè)力，合力向上，故選項(xiàng)C正確；如果冰球向上勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為g，則冰球就只受重力，選項(xiàng)D正確。答案BCD,2隔離法的應(yīng)用如圖2所示，a、b兩個(gè)小球穿在一根光滑的固定桿上，并且通過(guò)一條細(xì)繩跨過(guò)定滑輪連接。已知b球質(zhì)量為m，桿與水平面成角，不計(jì)所有摩擦，重力加速度為g。當(dāng)兩球靜止時(shí)，Oa段繩與桿的夾角也為，Ob段繩沿豎直方向，則下列說(shuō)法正確的是（）,圖2,Aa可能受到2個(gè)力的作用Bb可能受到3個(gè)力的作用C繩子對(duì)a的拉力等于mgDa的重力為mgtan,答案C,3整體法、隔離法的綜合應(yīng)用如圖3所示，矩形物塊A和楔形物塊B、C疊放在水平地面上，B物塊上表面水平。水平向左的力F作用在B物塊上，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，則以下說(shuō)法正確的是（）,圖3,A物塊A的受力個(gè)數(shù)為4個(gè)B物塊B的受力個(gè)數(shù)為4個(gè)C地面對(duì)物塊C的支持力小于三者重力之和D地面對(duì)物塊C的摩擦力大小等于F，方向水平向右解析對(duì)A受力分析，根據(jù)平衡條件知A只受重力和支持力2個(gè)力的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)B受力分析，有重力、壓力、C施加的垂直斜面斜向上的支持力、拉力F，根據(jù)平衡條件還有C施加的平行斜面斜向上的摩擦力，共5個(gè)力的作用，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；以,A、B、C整體為研究對(duì)象受力分析，根據(jù)平衡條件知地面對(duì)物塊C的支持力等于三者重力之和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)A、B、C整體受力分析，根據(jù)平衡條件知地面對(duì)物塊C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，選項(xiàng)D正確。答案D,受力分析的三個(gè)常用判據(jù)（1）條件判據(jù)：不同性質(zhì)的力產(chǎn)生條件不同，進(jìn)行受力分析時(shí)最基本的判據(jù)是根據(jù)其產(chǎn)生條件。（2）效果判據(jù)：有時(shí)候是否滿足某力產(chǎn)生的條件是很難判定的，可先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，再運(yùn)用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律判定未知力，也可應(yīng)用“假設(shè)法”。物體平衡時(shí)必須保持合外力為零。物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)必須保持合力方向沿加速度方向，合力大小滿足Fma。,方法技巧,共點(diǎn)力作用下物體平衡的分析方法,處理平衡問(wèn)題的常用方法,圖4,答案C,1平衡中的研究對(duì)象選取（1）單個(gè)物體；（2）能看成一個(gè)物體的系統(tǒng)；（3）一個(gè)結(jié)點(diǎn)。,方法技巧,2靜態(tài)平衡問(wèn)題的解題“四步驟”,1分解法（多選）如圖5所示，重為mg的水桶用細(xì)繩懸掛在門(mén)楣上，一人將水桶拉起使細(xì)繩與豎直方向的夾角為30且細(xì)繩繃緊，則人對(duì)水桶施加的作用力可能為（）,圖5,答案AD,2合成法如圖6所示，輕彈簧兩端分別固定質(zhì)量為ma、mb的小球a、b，通過(guò)兩根細(xì)線將小球吊在水平天花板上，已知兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩細(xì)線與水平方向的夾角均為，彈簧軸線沿水平方向，以下說(shuō)法正確的是（）,圖6,Aa球所受細(xì)線的拉力大小為magsinBa、b兩球所受細(xì)線的拉力大小不一定相等Cb球所受彈簧彈力的大小為mbgtanDa、b球的質(zhì)量大小關(guān)系一定滿足mamb,答案D,3正交分解法如圖7所示，質(zhì)量為m的光滑球體夾在豎直墻和斜面體之間靜止，斜面體質(zhì)量也為m，傾角45，斜面體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（0.51），斜面體與地面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，若增加球體的質(zhì)量，且使斜面體靜止不動(dòng)，則可增加的最大質(zhì)量為（）,圖7,答案C,動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的分析方法,1動(dòng)態(tài)平衡是指平衡問(wèn)題中的一部分力是變力，是動(dòng)態(tài)力，力的大小和方向均要發(fā)生變化，所以叫動(dòng)態(tài)平衡。2基本思路化“動(dòng)”為“靜”，“靜”中求“動(dòng)”。,3“兩種”典型方法,【典例】（多選）如圖8所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，已知A的圓半徑為球B的半徑的3倍，球B所受的重力為G，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)墻壁對(duì)B的壓力為F1，A對(duì)B的壓力為F2，則若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則F1、F2的變化情況分別是（可用不同方法分析）（）,圖8,AF1減小BF1增大CF2增大DF2減小,方法二圖解法：先根據(jù)平衡條件和平行四邊形定則畫(huà)出如圖乙所示的矢量三角形，在角減小的過(guò)程中，從圖中可直觀地看出，F(xiàn)1、F2都會(huì)減小。故選項(xiàng)A、D正確。,甲乙,答案AD,【拓展延伸】在【典例】中若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則地面對(duì)A的摩擦力變化情況是（）A減小B增大C不變D先變小后變大,解析方法一隔離法：隔離A為研究對(duì)象，地面對(duì)A的摩擦力FfF2sin，當(dāng)F2和減小時(shí)，摩擦力減小，故選項(xiàng)A正確。,方法二整體法：選A、B整體為研究對(duì)象，A、B整體受到總重力、地面的支持力、墻壁的壓力和地面的摩擦力，所以摩擦力FfF1，當(dāng)把A向右移動(dòng)少許后，隨著F1的減小，摩擦力也減小。故選項(xiàng)A正確。方法三臨界值分析法：當(dāng)A逐漸右移至B與A剛要脫離時(shí)，B和A之間沒(méi)有擠壓，A受到地面的摩擦力也變?yōu)榱?，所以在A逐漸右移的過(guò)程中，摩擦力在逐漸減小。故選項(xiàng)A正確。答案A,1解析法或圖解法如圖9所示，一光滑小球靜置在光滑半球面上，被豎直放置的光滑擋板擋住?，F(xiàn)水平向右緩慢地移動(dòng)擋板，則在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（該過(guò)程小球未脫離球面且球面始終靜止），擋板對(duì)小球的推力F、半球面對(duì)小球的支持力FN的變化情況是（）,圖9,AF增大，F(xiàn)N減小BF增大，F(xiàn)N增大CF減小，F(xiàn)N減小DF減小，F(xiàn)N增大,答案B,2圖解法（2017保定調(diào)研）如圖10所示，斜面頂端固定有半徑為R的輕質(zhì)滑輪，用不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩將半徑為r的球沿斜面緩慢拉升。不計(jì)各處摩擦，且Rr。設(shè)繩對(duì)球的拉力為F，斜面對(duì)球的支持力為N，則關(guān)于F和N的變化情況，下列說(shuō)法正確的是（）,圖10,AF一直增大，N一直減小BF一直增大，N先減小后增大CF一直減小，N保持不變DF一直減小，N一直增大,解析小球受到三個(gè)力作用，重力G為恒力，斜面的支持力N方向垂直斜面向上，當(dāng)球沿斜面上升時(shí)，細(xì)繩的拉力F與豎直方向的夾角減小，畫(huà)出受力的矢量三角形如圖所示，則N減小，F(xiàn)增大，A正確。,答案A,3相似三角形法如圖11所示，小圓環(huán)A吊著一個(gè)質(zhì)量為m2的物塊并套在另一個(gè)豎直放置的大圓環(huán)上，有一細(xì)線一端拴在小圓環(huán)A上，另一端跨過(guò)固定在大圓環(huán)最高點(diǎn)B的一個(gè)小滑輪后吊著一個(gè)質(zhì)量為m1的物塊。如果小圓環(huán)A、滑輪、繩子的大小和質(zhì)量以及相互之間的摩擦都可以忽略不計(jì)，繩子又不可伸長(zhǎng)，若平衡時(shí)弦AB所對(duì)的圓心角為，則兩物塊的質(zhì)量比m1m2應(yīng)為（）,圖11,答案C,相似三角形法在三力平衡問(wèn)題中，如果有一個(gè)力是恒力，另外兩個(gè)力方向都變化，且題目給出了空間幾何關(guān)系，多數(shù)情況下力的矢量三角形與空間幾何三角形相似，可利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例進(jìn)行計(jì)算。,方法技巧,1（2016全國(guó)卷，14）質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O，如圖12所示。用T表示繩OA段拉力的大小，在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過(guò)程中（）,圖12,AF逐漸變大，T逐漸變大BF逐漸變大，T逐漸變小CF逐漸變小，T逐漸變大DF逐漸變小，T逐漸變小,解析對(duì)O點(diǎn)受力分析如圖所示，F(xiàn)與T的變化情況如圖，由圖可知在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過(guò)程中，F(xiàn)逐漸變大，T逐漸變大，故選項(xiàng)A正確。,答案A,2.（2016全國(guó)卷，17）如圖13，兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上；一細(xì)線穿過(guò)兩輕環(huán)，其兩端各系一質(zhì)量為m的小球。在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊。平衡時(shí)，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑。不計(jì)所有摩擦。小物塊的質(zhì)量為（）,圖13,解析如圖所示，圓弧的圓心為O，懸掛小物塊的點(diǎn)為c，由于abR，則aOb為等邊三角形，同一條細(xì)線上的拉力大小相等，Tmg，合力沿aO方向，則aO為角平分線，由幾何關(guān)系知，acb120，故繩的拉力的合力與物塊的重力大小相等，即每條線上的拉力大小TGmg，所以小物塊質(zhì)量為m，故C對(duì)。,答案C,3（2017江蘇無(wú)錫市高三期中）孔明燈又叫天燈，相傳是由三國(guó)時(shí)期的諸葛孔明（即諸葛亮）所發(fā)明。現(xiàn)有一孔明燈升空后向著東北偏上方向勻速直線上升，則此時(shí)孔明燈所受空氣的作用力大小和方向是（）,圖14,解析孔明燈升空后向著東北偏上方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為零，合外力為零；孔明燈只受重力和空氣的作用力，二力平衡，根據(jù)平衡條件得知，空氣的作用力的大小為mg，方向豎直向上，故選C。答案C,4（2016浙江五校聯(lián)考）如圖15所示，一個(gè)“房子”形狀的鐵制音樂(lè)盒靜止在水平面上，一個(gè)塑料殼里面裝有一個(gè)圓柱形強(qiáng)磁鐵，吸附在“房子”的頂棚斜面上，保持靜止?fàn)顟B(tài)。已知頂棚斜面與水平面的夾角為，塑料殼和磁鐵的總質(zhì)量為m，塑料殼和頂棚斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則以下說(shuō)法正確的是（）,A塑料殼對(duì)頂棚斜面的壓力大小為mgcosB頂棚斜面對(duì)塑料殼的摩擦力大小一定為mgcosC頂棚斜面對(duì)塑