粵教版高中物理必修第一冊(cè)第三章素養(yǎng)培優(yōu)課(三)共點(diǎn)力的平衡中的三類典型問題課件

素養(yǎng)培優(yōu)課(三)共點(diǎn)力的平衡中的三類典型問題第三章相互作用1．掌握力的合成與分解的方法，進(jìn)一步理解共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件．2．掌握利用平行四邊形定則求解共點(diǎn)力平衡的問題，提高思維能力．3．掌握動(dòng)態(tài)平衡問題及整體法、隔離法、臨界極值類問題的處理．培優(yōu)目標(biāo)考點(diǎn)1整體法與隔離法分析連接體問題1．連接體：發(fā)生相互作用的物體系稱為連接體．處理連接體的靜態(tài)平衡問題常用整體法和隔離法．2．隔離法：為了弄清系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個(gè)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，一般要把這個(gè)物體隔離出來進(jìn)行受力分析，然后利用平衡條件求解．3．整體法：當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般可把整個(gè)系統(tǒng)看成一個(gè)整體，畫出系統(tǒng)整體的受力分析圖，然后利用平衡條件求解．

思路點(diǎn)撥：①力F拉著球帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，m、M均處于平衡狀態(tài)．②注意木塊與桿間的正壓力不等于Mg，也不等于(M＋m)g．

規(guī)律方法

應(yīng)用整體法與隔離法解連接體平衡問題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)(1)整體法分析時(shí)不考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力．(2)隔離法分析時(shí)應(yīng)考慮隔離受力個(gè)數(shù)較少的物體．√

考點(diǎn)2動(dòng)態(tài)平衡問題1．動(dòng)態(tài)平衡：是指平衡問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，這是力平衡問題中的一類難題．2．基本思路：化“動(dòng)”為“靜”，“靜”中求“動(dòng)”．3．基本方法：圖解法、解析法和相似三角形法．4．處理動(dòng)態(tài)平衡問題的一般步驟(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(dá)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適用情況：一般物體只受三個(gè)力作用，且其中一個(gè)力大小、方向均不變，另一個(gè)力的方向不變，第三個(gè)力的大小、方向均變化．②一般步驟：a．首先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)力的平行四邊形定則將三個(gè)力的大小、方向放在同一個(gè)三角形中．b．明確大小、方向不變的力，方向不變的力及方向變化的力的方向如何變化，畫示意圖．③注意：由圖解可知，當(dāng)大小、方向都可變的分力(設(shè)為F1)與方向不變、大小可變的分力垂直時(shí)，F(xiàn)1有最小值．(3)相似三角形法①適用情況：在物體所受的三個(gè)力中，一個(gè)力是恒力，大小、方向均不變；另外兩個(gè)力是變力，大小、方向均改變，且方向不總是相互垂直．②解題技巧：找到力變化過程中的幾何關(guān)系，利用力的矢量三角形與幾何三角形相似，相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例，通過分析幾何三角形邊長的變化得到表示力的邊長的變化，從而得到力的變化．√【典例2】如圖所示，一小球放置在木板與豎直墻面之間．設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為FN1，木板對(duì)小球的支持力大小為FN2．以木板與墻連接點(diǎn)為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置．不計(jì)摩擦，在此過程中(

)A．FN1始終減小，F(xiàn)N2始終增大B．FN1始終減小，F(xiàn)N2始終減小C．FN1先增大后減小，F(xiàn)N2始終減小D．FN1先增大后減小，F(xiàn)N2先減小后增大

甲解法二圖解法如圖乙所示，小球受重力G、墻面對(duì)球的壓力FN1、木板對(duì)小球的支持力FN2而處于平衡狀態(tài)．由平衡條件知FN1、FN2的合力與G等大反向，θ增大時(shí)，畫出多個(gè)平行四邊形，由圖乙可知在θ增大的過程中，F(xiàn)N1始終減小，F(xiàn)N2始終減小，故B正確．]乙[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．如圖所示，光滑半球面上的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))被一繞過光滑小定滑輪的輕繩在力F的作用下由底端緩慢拉到頂端的過程中，試分析F及半球面對(duì)小球的支持力FN的變化情況．

[答案]

見解析考點(diǎn)3平衡狀態(tài)下的臨界與極值問題1．臨界問題：當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起其他物理量的變化，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)”．處理這類問題的最有效方法是假設(shè)推理法，也就是先假設(shè)，再根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)列平衡方程，最后求解．2．極值問題：也就是指平衡問題中，力在變化過程中的最大值和最小值問題．3．解決這類問題常用的兩種方法

(1)解析法：根據(jù)物體的平衡條件列方程，在解方程時(shí)，采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值．(2)圖解法：根據(jù)物體的平衡條件作出物體的受力分析圖，畫出平行四邊形或矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，確定最大值或最小值．【典例3】如圖所示，物體甲的質(zhì)量為m1，三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O，輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連，輕繩OA與豎直方向的夾角θ＝37°，物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．求：(1)輕繩OA、OB受到的拉力分別是多大？(2)物體乙受到的摩擦力是多大？方向如何？(3)若物體乙的質(zhì)量m2＝4kg，物體乙與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，欲使物體乙在水平面上不滑動(dòng)，物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少？

思路點(diǎn)撥：①根據(jù)受