2025屆新高考物理熱點精準(zhǔn)復(fù)習(xí)：受力分析和共點力的平衡

2025屆新高考物理熱點精準(zhǔn)復(fù)習(xí)

受力分析和共點力的平衡【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.會對研究對象進行正確的受力分析．2.會利用平衡條件解決共點力的平衡問題．3.能解決共點力作用下物體的動態(tài)平衡問題．4.會分析處理共點力平衡的臨界極值問題．【知識框架】【目錄】問題一對研究對象進行受力分析問題二利用平衡條件分析單、多個物體的平衡問題問題三

分析動態(tài)平衡問題問題四

分析平衡中的臨界極值問題Part1對研究對象進行受力分析1.受力分析的一般步驟1)明確研究對象：即確定受力分析物體，研究對象可以是某個物體、物體的一部分，也可以是幾個物體組成的整體。2)隔離物體分析：將研究對象從周圍物體中隔離出來，分析周圍有哪些物體對它施加了力的作用。按照重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，逐個確定物體受到哪些力的作用。3)畫出受力示意圖：依據(jù)物體受到的各個力的方向，畫出受力示意圖。為了便于觀察，物體所受的各個力集中畫在同一個作用點上。4)檢查受力分析是否有誤：檢查畫出的每一個力是否有施力物體，檢查分析結(jié)果能否使研究對象處于題目所給的狀態(tài)，防止“添力”“漏力”。2.受力分析的常用方法1)整體法與隔離法（1）整體法：將幾個物體作為一個整體從周圍環(huán)境中隔離出來分析其受力的方法。選用的原則是：研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或研究整體的加速度。（2）隔離法：將選定的研究對象從周圍物體中隔離出來，單獨分析它的受力情況的方法。選用原則是：研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力。2)假設(shè)法：在對物體進行受力分析時，若不能確定某個力的有無或方向，可先假設(shè)該力存在或不存在，然后看引起的結(jié)果是否符合給定的運動狀態(tài)或形變效果。3)利用牛頓第三定律分析：當(dāng)某個力不易直接分析時，可以轉(zhuǎn)換研究對象，分析該力的反作用力，根據(jù)其反作用力的大小和方向來確定該力的大小和方向。問題一對研究對象進行受力分析9.1-1受力分析的步驟和常用方法

問題一對研究對象進行受力分析9.1-1受力分析的步驟和常用方法

3.受力分析時應(yīng)注意的幾個問題1)只分析研究對象受到的力，不分析研究對象對其他物體施加的力；不要把作用在其他物體上的力，錯誤地認(rèn)為“通過力的傳遞而作用在研究對象上”。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)受力應(yīng)與物體的運動狀態(tài)對應(yīng)，物體所處的狀態(tài)不同，其受力情況一般也不相同。例如放在水平車廂上的物體，車勻速運動時，車和物體間不存在摩擦力；車加速運動時，物體受到的摩擦力向前；車減速運動時，物體受到的摩擦力向后。4)區(qū)分內(nèi)力與外力。對幾個物體組成的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(dāng)把某一物體單獨隔離分析時，原來的內(nèi)力可能變成外力，要畫在受力分析圖中。例1.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mg問題一對研究對象進行受力分析A即時訓(xùn)練1.如圖所示，質(zhì)量mA>mB的兩物體A、B疊放在一起，靠著豎直墻面，讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落的過程中，物體B的受力示意圖是(

)

問題一對研究對象進行受力分析回憶：受力分析的一般步驟APart2利用平衡條件分析單、多個物體的平衡問題問題二利用平衡條件分析單、多個物體的平衡問題9.2-1平衡狀態(tài)1.共點力幾個力都作用在物體的同一點，或它們的作用線相交于同一點，這幾個力便叫做共點力2.幾個概念1）平衡狀態(tài)：(1)保持靜止?fàn)顟B(tài)。(2)保持勻速直線運動狀態(tài)“保持”某狀態(tài)的理解：例如：做自由落體運動的物體開始運動時，這一瞬間的速度為零，但這一狀態(tài)不能“保持”，因而不屬于平衡狀態(tài)．2）平衡條件：(1)F合＝0；(2)Fx＝0且Fy＝03.二力平衡的特點大小相等，方向相反4.三力平衡特征任意兩個力的合力與第三個力大小相等，方向相反或者三個力構(gòu)成封閉三角形5.【方法】求解三力平衡的常用方法

1）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2）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。3）正交分解法：物體受到三個或三個以上力的作用時，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。4）力的三角形法：對受三力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移使三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。問題二利用平衡條件分析單、多個物體的平衡問題9.2-1平衡狀態(tài)例2.物體處于平衡狀態(tài)，下列說法中正確的是(

)A.物體一定保持靜止B.物體可能做勻速直線運動C.物體所受合力不為零D.物體受到兩個力的作用例3.如圖所示，A、B兩球完全相同，質(zhì)量為m，用兩根等長的細線懸掛在O點，兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，靜止不動時，彈簧位于水平方向，兩根細線之間的夾角為θ.則彈簧的長度被壓縮了(

)問題二利用平衡條件分析單、多個物體的平衡問題

BA例4.

如圖所示，甲、乙兩個小球的質(zhì)量均為m，兩球間用細線2連接，甲球用細線1懸掛在天花板上．現(xiàn)分別用大小相等的力F水平向左、向右拉兩球，平衡時細線都被拉緊．則平衡時兩球的可能位置是下列選項中的(

)問題二利用平衡條件分析單、多個物體的平衡問題回憶：整體法和隔離法的使用A整體法與隔離法【方法】

1）整體法整體法是以物體系統(tǒng)為研究對象，是將一組連接體作為一個整體看待，只分析整體受到的外力即可（因為連接體的相互作用力是內(nèi)力，可不分析）簡化了受力分析，在研究連接體時，連接體各部分的運動狀態(tài)最好相同。有時也可不同，但難度較大，高中階段多研究各部分運動狀態(tài)相同的。如果待求的問題不涉及系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用時，就可以采用整體法2）隔離法隔離法就是從整個系統(tǒng)中將某一部分物體隔離出來，用于求解連接體之間的相互作用力或外力，將某個部分從連接體中分離出來，其他部分的作用力就成了外力3）關(guān)系整體法與隔離法在研究連接體問題時經(jīng)常交替使用回憶：整體法和隔離法的使用問題二利用平衡條件分析單、多個物體的平衡問題Part3分析動態(tài)平衡問題3.能解決共點力作用下物體的動態(tài)平衡問題．

1）在有關(guān)物體平衡的問題中，有一類涉及動態(tài)平衡。這類問題中的一部分力是變力，是動態(tài)力，力的大小和方向均要發(fā)生變化，故這是力平衡問題中的一類難題2）幾種典型的三力作用下的動態(tài)平衡問題

（1）一力定，一力方向定（2）一力定，一力大小定（3）一力定，另兩力夾角定3）【方法】常用的處理方法（1）解析式法：根據(jù)題意寫出表達式，一般用解析式法時，多有直角三角形出現(xiàn)或力三角與幾何三角相似出現(xiàn)，多力的動態(tài)平衡，也可能會用到正交分解，然后寫解析式（2）圖解法：三個力中，一般是一個力大小和方向不變，有一個力的方向不變，常用該方法（3）相似三角形法9.3-1動態(tài)平衡★例5.如圖所示，與水平方向成θ角的推力F作用在物塊上，隨著θ逐漸減小直到水平的過程中，物塊始終沿水平面做勻速直線運動．關(guān)于物塊受到的外力，下列判斷正確的是(

)A.推力F先增大后減小B.推力F一直減小C.物塊受到的摩擦力先減小后增大D.物塊受到的摩擦力一直不變例6.一盞電燈重力為G，懸于天花板上A點，在電線O處系一細線OB，使電線OA偏離豎直方向的夾角為β＝30°，如圖所示．現(xiàn)保持β角不變，緩慢調(diào)整OB方向至虛線位置，則在此過程中細線OB中的張力(

)A.先減小后增大B.先增大后減小C.不斷增大D.不斷減小3.能解決共點力作用下物體的動態(tài)平衡問題．

BA例7.如圖所示，不計重力的輕桿OP能以O(shè)點為圓心在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，P端用輕繩PB掛一重物，而另一根輕繩通過滑輪系住P端．在力F的作用下，當(dāng)桿OP和豎直方向的夾角α(0<α<π)緩慢增大時，力F的大小應(yīng)(

)A.恒定不變B.逐漸增大C.逐漸減小D.先增大后減小3.能解決共點力作用下物體的動態(tài)平衡問題．

BPart4分析平衡中的臨界極值問題9.4-1平衡問題中的幾種常見的臨界與極值1.臨界問題某種物理現(xiàn)象變化為另一種物理現(xiàn)象或物體從某種特性變化為另一種特性時，發(fā)生的轉(zhuǎn)折狀態(tài)為臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)也可理解為“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”某種現(xiàn)象的狀態(tài)，平衡物體的臨界狀態(tài)是指物體所處平衡狀態(tài)將要變化的狀態(tài)，涉及臨界狀態(tài)的問題叫臨界問題，解決這類問題一定要注意“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。在研究物體的平衡時，經(jīng)常遇到求物理量的取值范圍問題，這樣涉及到平衡問題的臨界問題，解決這類問題的基本方法是假設(shè)推理法，即先假設(shè)怎樣，然后再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識列方程求解2.極值問題是指研究平衡問題中某物理量變化情況時出現(xiàn)的最大值或最小值。中學(xué)物理的極值問題可分為簡單極值問題和條件，區(qū)分的依據(jù)就是是否受附加條件限制。若受附加條件陰制，則為條件極值。問題四

分析平衡中的臨界極值問題例8.課堂上，老師準(zhǔn)備了“∟”形光滑木板和三個完全相同、外表面光滑的勻質(zhì)圓柱形積木，要將三個積木按如圖所示(截面圖)方式堆放在木板上，則木板與水平面夾角θ的最大值為(

)A.30°

B.45°

C.