第二章 第3讲 受力分析 共点力的平衡

[基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][考纲解读]目录ONTENTSC[跟踪检测•巩固提升]第二章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡[课时作业]5[考纲解读]首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]1．学会应用整体法与隔离法，并掌握受力分析的一般步骤与方法．2.掌握共点力的平衡条件及推论．3.学会用图解法和解析法分析动态平衡问题和极值问题．[基础知识•自主梳理]首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]示意图一、受力分析1．受力分析的定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力，这个过程就是受力分析．首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]2．受力分析的一般步骤首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]静止匀速直线运动二、共点力的平衡1．平衡状态物体处于状态或状态．首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]2．平衡条件：F合＝0或者Fx＝0Fy＝0如图，小球静止不动，物块匀速运动．则：小球F合＝.物块Fx＝，Fy＝.F－mg＝0F1－Ff＝0F2＋FN－mg＝0首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]大小相等，方向相反其余两个力的合力其余几个力的合力3．平衡条件的推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定．(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与大小相等，方向相反．(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与大小相等，方向相反．首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]√××√■思维判断(1)对物体受力分析时，只能画该物体受到的力，其他物体受到的力不能画在该物体上．()(2)物体沿光滑斜面下滑时，受到重力、支持力和下滑力的作用．()(3)物体的速度为零即处于平衡状态．()(4)物体处于平衡状态时，其加速度一定为零．()首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读]√××√×(5)物体受两个力处于平衡状态，这两个力必定等大反向．()(6)物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力．()(7)对物体进行受力分析时不用区分外力与内力，两者都要同时分析．()(8)若三个力F1、F2、F3平衡，若将F1转动90°时，三个力的合力大小为2F1.()(9)物体在缓慢运动时所处的状态可看作不平衡状态．()[高频考点•分类突破]考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)核心要点突破受力分析的常用方法(1)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在的假设，然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在．(2)整体法：将运动状态相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法，该方法适用于题目中不涉及系统内物体间的相互作用的情况．考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)(3)隔离法：将所研究的对象从周围的物体中分离出来，单独进行受力分析的方法．(4)动力学分析法：对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析求解的方法．考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)[典例1](2018·安徽合肥高三质检)a、b为截面完全相同的直角楔形物体，分别在垂直于斜边的恒力F1、F2作用下静止在相同的竖直墙面上，如图所示，下列说法正确的是()A．a、b受力个数可能不相同B．b受到的摩擦力一定小于a受到的摩擦力C．a、b所受摩擦力方向一定沿墙面向上D．F1、F2大小一定相等考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)[思路点拨]解此题的关键是物体与墙间摩擦力有无的判断．可用“假设法”结合物体静止状态的条件分析．考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)[解析]对a受力分析如图a：假设没有摩擦力F1、N1、mg三个力不可能平衡，故一定有摩擦力，故a受四个力；假设没有摩擦力，对b受力分析如图b，考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)由图b可以看出，除摩擦力外，N2、F2、mg三力有可能平衡．沿竖直方向和水平方向分解F2，设F2与竖直方向夹角为α，则有F2cosα＝mg，F2sinα＝N2，则F2＝mgcosα(1)若F2＝mgcosα，没有摩擦力，此时b受3个力．(2)若F2＞mgcosα，摩擦力向下，b受四个力．(3)若F2＜mgcosα，摩擦力向上，b受四个力，故A正确；考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)[答案]A由平衡条件可知，f1＝mg＋F1cosα，当F2＞mgcosα时，f2方向向下，且f2＝F2cosα－mg，当F2逐渐增大时，可能会出现b受到摩擦力大于a受到的摩擦力的情况，故B错误；当F2＝mgcosα时，b受到的摩擦力为0，故C错误；F1和F2有可能相等，但也有可能不等，故D错误．考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)[易错警示]受力分析的4个易错点(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆．(2)每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有．(3)合力和分力不能重复考虑．(4)对整体进行受力分析时，组成整体的几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要在受力分析图中画出．考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)题组突破训练1.[隔离法的应用](2018·湖南永州模拟)如图所示，将一长方形木块锯开为A、B两部分后，静止放置在水平地面上．则()A．A受到两个力作用B．B受到五个力作用C．A对B的作用力方向垂直于它们的接触面向下D．A对B的作用力方向竖直向下考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)解析：对A受力分析如图甲所示，对B受力分析如图乙所示由图中可以看出，A受到三个力作用，B受到四个力作用，A、B错误.A对B存在压力和摩擦力作用，二者合力方向竖直向下，大小等于A的重力，C错误，D正确．答案：D考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)2.[整体法、隔离法的综合应用]如图所示，放在粗糙水平地面上的斜劈C上叠放了A、B两个物体，B的上表面水平，三者均保持静止状态．关于A、B、C的受力情况，下列说法正确的是()A．物体A可能受到三个力的作用B．物体B一定受到四个力的作用C．物体B对C的作用力可能与斜劈表面夹角为90°D．地面可能对C有摩擦力作用考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)解析：物体A受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用，二力平衡，选项A错误；物体B受到重力、A对B的压力、C对B的支持力和摩擦力共四个力的作用，选项B正确；对A、B整体，其受到竖直向下的重力和C对其的作用力(支持力和摩擦力的合力)，由平衡条件可知，C对B的作用力一定竖直向上，根据牛顿第三定律知，物体B对C的作用力一定竖直向下，选项C错误；对A、B、C整体受力分析，其受重力和支持力作用而处于平衡状态，故不受地面的摩擦力作用，选项D错误．答案：B考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)3．[动力学分析法的应用](多选)如图所示，工作人员将小车和冰球推进箱式吊车并运至冰雕顶部安装，先后经历了向右匀速、向右匀减速、向上匀加速、向上匀减速直线运动四个过程．冰球与水平底板和右侧斜挡板始终保持接触但摩擦不计．关于冰球的受力情况，下列判断正确的是()A．向右匀速过程，冰球一定受到三个力B．向右匀减速过程，冰球可能受到两个力C．向上匀加速过程，冰球一定受到两个力D．向上匀减速过程，冰球可能受到一个力考点一物体的受力分析首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升][考纲解读](师生互动型)解析：向右匀速过程，冰球受重力与支持力两个力，故选项A错误；冰球向右匀减速过程，有可能只受重力和右侧斜挡板对它的弹力，这两个力的合力恰好水平向左，使其匀减速而不受支持力，故选项B正确；冰球向上匀加速的过程，受重力和支持力两个力，合力向上，故选项C正确；如果冰球向上匀减速运动的加速度为g，则冰球就只受重力，故选项D正确．答案：BCD考点二共点力的平衡问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](真题拓展型)[考纲解读]核心要点突破1．解决平衡问题的基本思路(1)审读题目信息→弄清问题情景、题设条件和要求．(2)选取研究对象→确定选用整体法或隔离法．(3)对研究对象受力分析→画受力示意图．(4)制定解题策略→合成法、分解法、图解法等．(5)进行相应处理→合成、分解某些力或作平行四边形．(6)列平衡方程→F合＝0.(7)分析、求解→应用数学知识．考点二共点力的平衡问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](真题拓展型)[考纲解读]2．处理平衡问题的四点说明(1)物体受三力平衡时，利用力的效果分解法或合成法比较简单．(2)物体受四个或四个以上的力作用时，一般采用正交分解法．(3)物体只受三个力的作用且三力构成普通三角形，可考虑使用相似三角形法．(4)对于状态“缓慢”变化类的动态平衡问题常用图解法．考点二共点力的平衡问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](真题拓展型)[考纲解读]真题拓展探究[典例2](多选)(2016·高考全国卷Ⅰ)如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态．若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则()考点二共点力的平衡问题首页上页下页尾页[课时作业][基础知识•自主梳理][高频考点•分类突破][跟踪检测•巩固提升](真题拓展型)[考纲解读]A．绳OO′的张力也在一定范围内变化B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变