人教版物理2012步步高大一輪復(fù)習(xí)講義課件練習(xí)必修1第2章相互作用3節(jié)

1、第三節(jié)受力分析共點力的平衡1概念：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 的示意圖的過程2順序：先分析 (重力、電場力、磁場力)，再分析 (彈力、摩擦力)，最后分析其他力受力場力接觸力圖2311如圖231所示，小車M在恒力作用下，沿水平地面做直線運動，由此可判斷()A若地面光滑，則小車一定受三個力作用B若地面粗糙，則小車可能受三個力作用C若小車做勻速運動，則小車一定受四個力作用D若小車做加速運動，則小車可能受三個力作用【解析】先分析重力和已知力F，再分析彈力，由于F的豎直分力可能等于重力，因此地面可能對物體無彈力作用，選項A錯誤F的豎直分力可能小于重力，

2、地面對物體有彈力作用，若地面粗糙，小車受摩擦力作用，共四個力作用，選項B錯誤若小車勻速運動，那么水平方向上所受摩擦力與F的水平分力平衡，這時小車一定受重力、恒力F、地面彈力、摩擦力四個力作用，選項C正確若小車做加速運動，當(dāng)?shù)孛婀饣瑫r，小車受重力和力F作用或受重力、力F、地面彈力作用，選項D正確【答案】CD圖2322兩傾斜的滑桿上分別套有A、B兩個圓環(huán)，兩圓環(huán)上分別用細線懸吊著一個物體，如圖232所示當(dāng)它們都沿滑桿向下滑動時，A的懸線與滑桿垂直，B的懸線豎直向下，則()AA圓環(huán)與滑桿無摩擦力BB圓環(huán)與滑桿無摩擦力CA圓環(huán)做的是勻速運動DB圓環(huán)做的是勻速運動【解析】由于A圓環(huán)與物體的連線與滑桿垂直

3、，對物體研究，將物體的重力沿滑桿的方向和垂直于滑桿的方向分解，則沿滑桿向下的分力產(chǎn)生的加速度為gsin ，對整體研究，整體沿滑桿向下運動，整體要有沿滑桿向下的加速度等于gsin 必須是A圓環(huán)與滑桿的摩擦力為零，A正確；對B圓環(huán)連接的物體研究，由于連接圓環(huán)與物體的繩豎直向下，物體受到的合力如果不為零，合力必定沿豎直方向，合力在垂直于滑桿的方向上的分力必產(chǎn)生加速度，這與題意矛盾，物體在垂直于滑桿的方向上速度為零，因此物體受到的合力必為零，物體和圓環(huán)一起做勻速運動，D正確【答案】AD共點力力的作用點在物體上的 或力的 交于一點的幾個力叫做共點力，能簡化成質(zhì)點的物體受到的力可以視為共點力平衡狀態(tài)物體處

4、于 狀態(tài)或 狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)(該狀態(tài)下物體的加速度為零)同一點延長線靜止勻速直線運動3將一細繩的兩端固定于兩面豎直墻的A、B兩點，通過一個光滑的掛鉤將某重物掛在細繩上，下面給出的四幅圖中，有可能使物體處于平衡狀態(tài)的是()【解析】因掛鉤光滑，左右兩段繩中張力相等，由平衡條件可知，兩段繩與豎直方向夾角相等，故C正確【答案】C4(2010重慶模擬)如圖233所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為m1的小球與O點的連線與水平線的夾角為90，質(zhì)量為m2的小球位于水平地面上，設(shè)

5、此時質(zhì)量為m2的小球?qū)Φ孛鎵毫Υ笮镕N，細線的拉力大小為FT，則()圖233 【解析】分析小球m1的受力情況，由物體的平衡條件可得，繩的拉力FT0，故C、D均錯誤；分析m2受力，由平衡條件可得：FNm2g，故A錯誤，B正確【答案】B1.整體法與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分析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)物體間的相互作用力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情況假設(shè)，然

6、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如圖234所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F的作用下，A、B保持靜止物體B的受力個數(shù)為A2B3C4 D5圖234【解析】以A為研究對象，受力情況如圖甲所示，此時，墻對物體A沒有支持力(此結(jié)論可利用整體法得出)再以B為研究對象，結(jié)合牛頓第三定律，其受力情況如圖乙所示，即要保持物體B平衡，B應(yīng)受到重力、壓力、摩擦力、力F四個力的作用 【答案】C(1)若物體A被固定在墻上，其他條件不變，則物體B可能受幾個力的作用(2)若將力F改為水平向左的力作用在物體B上，其他條件不變，則物體A、B分別受幾個力的作用【解析】(1)若A被固定在墻上，則B可能

7、只受重力和力F兩個力的作用，也可能受到重力、力F、A對B的壓力、A對B的摩擦力四個力的作用(2)把A、B作為一個整體受力情況如圖甲所示，即整體受到重力、力F、墻對整體的壓力和摩擦力四個力的作用以B為研究對象，其受力情況如圖乙所示，B應(yīng)受到重力、壓力、摩擦力、力F四個力的作用以A為研究對象，受力情況如圖丙所示，A應(yīng)受到重力、壓力、摩擦力和墻對物體A的摩擦力和壓力五個力的作用【答案】見解析2.一般步驟(1)選取研究對象：根據(jù)題目要求，恰當(dāng)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

8、平衡條件建立方程并求解【應(yīng)用提示】(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圖235(2011天水月考)如圖235所示，質(zhì)量M2 kg的木塊套在水平桿上，并用輕繩與質(zhì)量m kg的小球相連今用跟水平方向成30角的力F10 N拉著球帶動木塊一起向右勻速運動，運動中M、m相對位置保持不變，g取10 N/kg.求：(1)運動過程中輕繩與水平方向夾角；(2)木塊與水平桿間的動摩擦因數(shù).(a)【標準解答】(1)以球為研究對象，球受力如圖(a)所示據(jù)共點力平衡條件得Fco

9、s 30Tcos Fsin 30Tsin mg解得T10 N30.(b)(2)以木塊M為研究對象，其受力如圖(b)所示據(jù)共點力平衡條件得Tcos 30Ff0FNMgTsin 300FfFN解得0.35.【答案】(1)30(2)0.35圖236如圖236所示，B和C兩個小球均重為G，用輕繩懸掛而分別靜止于圖示位置上，試求：(1)AB和CD兩根細繩的拉力分別為多大？(2)繩BC與豎直方向的夾角是多少？(a)【解析】 (1)將B和C兩個小球看成一個整體，對其進行受力分析，如圖(a)所示，其中FAB和FCD分別是輕繩AB和CD的拉力，則由共點力作用下物體的平衡條件可知，F(xiàn)AB、FCD和重力2G的合力為

10、零，則FABFcos 302Gcos 30FCDFcos 602Gcos 60G.(2)將小球C進行隔離，其受力情況分析如圖(b)所示，其中FBC為繩BC對小球C的拉力，將FBC和FCD分別進行正交分解，則由共點力的平衡條件得FBCsin FCDsin 60FBCcos FCDcos 60G解得60.【答案】(1) G (2)60(b)1(2009海南高考)兩剛性球a和b的質(zhì)量分別為ma和mb、直徑分別為da和db(dadb)將a、b球依次放入一豎直放置、內(nèi)徑為d(daddadb)的平底圓筒內(nèi)，如圖237所示設(shè)a、b兩球靜止時對圓筒側(cè)面的壓力大小分別為f1和f2，筒底所受的壓力大小為F.已知重

11、力加速度大小為g.若所有接觸都是光滑的，則()AF(mamb)g，f1f2BF(mamb)g，f1f2CmagF(mamb)g，f1f2DmagF(mamb)g，f1f2圖237【解析】選a、b整體為研究對象，a、b靜止處于平衡狀態(tài)，由平衡條件知水平方向：f1f2；豎直方向：F(mamb)g；所以A選項正確【答案】A圖2382(2010安徽高考)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238所示若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力則木板P的受力個數(shù)為()A3 B4 C5 D6(a)(b)【解析】設(shè)木板P質(zhì)量為M，滑塊Q質(zhì)量為

12、m，則選P、Q及彈簧作為一個整體進行受力分析，如圖(a)所示，由于受力平衡有(Mm)gsin Ff然后隔離P進行受力分析，如圖(b)所示，其中FN為斜面對P的支持力，F(xiàn)N為Q對P的壓力，Mg為P的重力，F(xiàn)f為斜面對P的摩擦力，F(xiàn)為彈簧對P的彈力(未知)，由于受力平衡FfFMgsin ，由于Ff(Mm)gsin ，則Fmgsin 0，故彈簧彈力存在，P受力個數(shù)為5個【答案】C3(2009山東高考)如圖239所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止于P點設(shè)滑塊所受支持力為FN，OP與水平方向的夾角為.下列關(guān)系正確的是()圖239【答案】A 質(zhì)量為M的小

13、車，在卷揚機帶動下，沿動摩擦因數(shù)為的水平面運動，如圖2322所示求牽引力F最小時的牽引角為多大？最小牽引力為多大？圖2322 【解析】首先對小車進行受力分析，小車共受到四個力：重力Mg、支持力FN、牽引力F和摩擦力Ff.由于題干要求求最小牽引力Fmin，顯然小車做勻速運動時所需拉力最小這時小車在四個力作用下處于動態(tài)平衡狀態(tài)為了利用矢量三角形，不妨將支持力FN和摩擦力Ff先合成為地面對小車的作用力F地，雖然F地的大小暫時未知，但是F地與豎直方向的夾角(稱為摩擦角)是完全確定的，這時arctan .這樣就巧妙地把四力平衡問題轉(zhuǎn)化為三力平衡問題如圖所示，從矢量三角形可明顯看出：當(dāng)增大時，牽引力F先減

14、小后增大；且當(dāng)牽引角等于摩擦角時，牽引力F取最小值Fmin.故最佳牽引角為1如圖2323所示，在兩塊相同的豎直木板之間，有質(zhì)量均為m的4塊相同的磚，用兩個大小均為F的水平力壓木板，使磚靜止不動，則第2塊磚對第3塊磚的摩擦力大小為()A0BmgCmg/2Dmg/4圖2323【解析】將4塊磚視為一個整體，由于均處于靜止狀態(tài)，受力平衡，如圖甲所示，得f1f42mg，方向豎直向上，再用隔離法將第3塊磚和第4塊磚視為研究對象，受力如圖乙所示，得f230.【答案】A圖2324【答案】A3豎直墻面光滑且絕緣，地面粗糙也絕緣，小球A、B帶有同種電荷，用指向墻面的水平力F作用于小球B，兩球分別靜止在豎直墻面和水

15、平地面上，如圖2325所示，若將小球B向左推動少許，當(dāng)兩球重新達到平衡時，作用于B的水平力仍為F，與原來的平衡狀態(tài)相比較()A地面對B球摩擦力變大B地面對B球支持力不變C豎直墻面對小球A的彈力變大DA、B兩球之間的距離變大圖2325【解析】如圖所示為平衡狀態(tài)時兩小球的受力示意圖，由正交分解可知：對A：FNFsin ，GFcos ，將B向左推動少許，F(xiàn)的方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，角減小，sin 減小，cos 增大，G不變，可知F減小，F(xiàn)N減小，再由庫侖力Fk知，A、B兩球間距離變大，所以C錯，D對；對B：FfFsin FFNF，F(xiàn)N減小，所以Ff減小，F(xiàn)NFsin GGG，F(xiàn)N不變，所以A錯，B對【答案】

16、BD4用輕質(zhì)細線把兩個質(zhì)量未知的小球懸掛起來，如圖2326甲所示今對小球a持續(xù)施加一個向左偏下30的恒力，并對小球b持續(xù)施加一個向右偏上30的同樣大的恒力，最后達到平衡圖乙中表示兩個小球可能處于平衡狀態(tài)的圖是()圖2326【解析】本題若用隔離法分析，步驟繁雜，且易出錯若選a和b兩小球及連接它們的細線整體作為研究對象，則此整體所受外力中，對a球向左偏下30的恒力跟對小球b向右偏上30的同樣大的恒力的矢量和為零，則上部細線的拉力與兩小球總重力平衡，故上部細線方向是豎直的，只有A項正確【答案】A5如圖2327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圖2327【解析】(1)先用整體法，以整個鏈條為研究對象，鏈條受重力G和兩端輕繩的拉力F1、F2的作用，此三力必相交于一點O，如圖(a)所示則有：F1cos F2cos ，即F1F2.F1sin F2sin G，解得F1F2G/(2sin )(a)(b) 圖23286. (2010合肥模擬)一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套著兩個小球A和B(中央有孔)，A、B間由細繩連接著，它們處