受力分析 共点力作用下物体的平衡

结束放映进入导航页相互作用受力分析共点力作用下物体的平衡结束放映结束放映导航页培素养技能提升抓考点高效备考考点一物体的受力分析考点三动态平衡问题的分析考点二共点力作用下物体的平衡问题思想方法系列(三)解决共点力平衡中的临界、极值问题的常用方法受力分析共点力作用下物体的平衡结束放映返回导航页考点一物体的受力分析1．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，并画出示意图的过程。2．受力分析的一般顺序(1)首先分析场力(、电场力、磁场力)。(2)其次分析接触力(弹力、)。(3)最后分析其他力。3．受力分析的四个方法(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：将加速度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。(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。受力重力摩擦力结束放映返回导航页如图所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是()A．a一定受到4个力B．b可能受到4个力C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D．a与b之间一定有摩擦力解析：将a、b看成整体，其受力图如图甲所示，说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用；对物体b进行受力分析，如图乙所示，b受到3个力作用，所以a受到4个力作用。答案：AD结束放映返回导航页结束放映返回导航页[题组训练]1AD2D3ACD1.解析：减小力F，物体A仍静止于斜面上，合力为零，物体A所受合力不变，选项A正确。斜面对物体A的支持力增大，摩擦力增大，选项B、C错误，选项D正确。答案：AD2.解析：先分析木块b的受力，木块b受重力、传送带对b的支持力、沿传送带向下的滑动摩擦力、细线的拉力，共4个力，再分析木块a的受力，木块a受重力、传送带对a的支持力、沿传送带向下的滑动摩擦力及上、下两段细线的拉力，共5个力，故D正确。答案：D结束放映返回导航页3(多选)如图所示，在斜面上，木块A与B的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止．则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为()A．2个和4个B．3个和4个C．4个和4个D．4个和5个分析：1.若绳子的拉力为零()ABmmgABFfFAmgAFBmgABFNFfF2.若绳子有拉力AmgAFFBmgABFNFBAFABFfF答案：ACD结束放映返回导航页考点二共点力作用下物体的平衡问题1．平衡状态：物体保持静止或运动状态。2．共点力的平衡条件：F合＝或者Fx＝,Fy＝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，这两个力必定大小、方向相反、作用在一条直线上。(2)三力平衡如果物体在三个互不平行的共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向、作用在同一条直线上。(3)多力平衡如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小、方向、作用在一条直线上。匀速直线0相等相反00相等相反结束放映返回导航页考点二共点力作用下物体的平衡问题4．处理平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件力的三角形法对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力结束放映返回导航页考点二共点力作用下物体的平衡问题思维诊断(1)物体沿光滑斜面下滑时，物体受到重力、支持力和下滑力的作用。()(2)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。()(3)处于平衡状态的物体加速度一定等于零。()(4)速度等于零的物体一定处于平衡状态。()(5)若三个力F1、F2、F3平衡，将F1转动90°时，三个力的合力大小为2F1。()×√××√结束放映返回导航页(2014·海南卷·5)如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO′段水平，长度为L；绳子上套一可沿绳滑动的轻环．现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L.则钩码的质量为()A.22MB.32MC.2MD.3M结束放映返回导航页[审题指导]第一步：抓关键点获取信息第二步：找突破口构建思路解法结束放映返回导航页结束放映返回导航页[题组训练]1C2A3B4B1.解析：水平拉木箱时，由平衡条件有：F－μmg＝0；斜向上拉木箱时，Fcos60°－μFN＝0，FN＋Fsin60°＝0，解三式得：μ＝33，C项正确。答案：C2.解析：对结点O受力分析，受三个绳的拉力，根据平衡条件的推论得，水平和竖直两绳拉力的合力与OA绳的拉力等大反向，作出平行四边形，解得三个绳中OA绳的拉力最大，在水平拉力逐渐增大的过程中，OA绳先达到最大值，故OA绳先断，A项正确。答案：A结束放映返回导航页3.解析：A物块水平方向受弹簧弹力及摩擦力Ff两个力而处于静止状态，故弹簧对A的拉力大小也为Ff，又两弹簧的伸长量相同，故两弹簧的弹力大小均为Ff；以B物块为研究对象，水平方向受两弹簧的弹力及地面对B的摩擦力，处于静止状态，故B物块所受摩擦力与两弹簧弹力的合力等大反向，据力的合成易得，两弹簧弹力的合力大小仍为Ff，所以B物块所受摩擦力大小为Ff，选项B正确。答案：B4.解析：对物体A由共点力平衡条件有FT－GAsin30°＝0，由牛顿第三定律可知，弹簧测力计的读数为FT＝5N。选项B正确。答案：B结束放映返回导航页考点三动态平衡问题的分析1．动态平衡问题：通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用“缓慢”等语言叙述。2．求解动态平衡问题的思想基本思想：化“动”为“静”，“静”中求“动”。3．求解动态平衡问题常用的方法(1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变量与自变量的一般函数式，然后根据自变量的变化确定因变量的变化。(2)图解法结束放映返回导航页一人站在斜坡上，推着一个重力大小为G的大雪球，若雪球刚好处在一处倾角为θ的光滑斜面上，且始终处于静止状态，此人的推力通过雪球的球心，则()A．此人的推力最小值为GtanθB．此人的推力最小值为GsinθC．此人的推力最大值为GcosθD．此人的推力最大值为Gcotθ解析结束放映返回导航页总结提升关于图解法的两点提醒(1)适用类型：图解法分析物体动态平衡问题时，一般物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化。(2)最值分析：当大小方向均可改变的分力与方向不变、大小可变的分力垂直时，其中方向可变的分力存在最小值。结束放映返回导航页[题组训练]1AD2C1.解析：以结点O为研究对象，受力分析如图所示，根据平行四边形定则可得在B点缓慢上移的过程中，FOA一直减小，FOB先减小后增大，所以A、D正确，B、C错误。答案：AD结束放映返回导航页2.解析：选球为研究对象，图甲中，球受重力、挡板的弹力、斜面的支持力，由于缓慢向右推动的过程中，各力的方向不变，重力不变，所以挡板的弹力、斜面的支持力大小均不变，由牛顿第三定律知挡板所受压力也不变，B错误；图乙中球受重力、挡板的弹力、14圆柱体的支持力，由于缓慢向右推动的过程中，14圆柱体支持力与竖直方向的夹角减小(示意图如图)，挡板的弹力方向不变，重力不变，因此挡板的弹力减小，挡板所受的压力也减小，C正确，A、D错误。答案：C结束放映返回导航页思想方法系列(三)求解平衡中的临界与极值问题的常用方法1．临界问题：当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言叙述。2．极值问题：平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。结束放映返回导航页3．解决动态平衡、临界与极值问题的常用方法方法步骤解析法①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况图解法①根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化②确定未知量大小、方向的变化假设法①明确研究对象②画出受力示意图③假设可发生的临界现象④列出满足所发生的临界现象的平衡方程求解结束放映返回导航页4.解题思路解决共点力平衡中的临界极值问题“四字诀”结束放映返回导航页一个人最多能提起质量m0＝20kg的重物。如图所示，在倾角θ＝15°的固定斜面上放置一物体(可视为质点)，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝33。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图中F是人拖重物的力，求人能够向上拖动该重物质量的最大值m。已知sin15°＝6－24，cos15°＝6＋24。解析结束放映返回导航页如图所示，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为()A．mgB.33mgC.12mgD.14mg解析结束放映返回导航页12345ABDBBD1解析：AB杆靠在平台的拐角上处于静止状态，拐角处光滑，则地面对杆A端施加的作用力为支持力和摩擦力，故A正确。答案：A2解析：对小球受力分析如图所示，由于小球重力不变，可知绳OD和OE的拉力的合力不变，而OD绳固定不动，即FD的方向不变，OE绳移动时，由图可知FD不断减小，FE先减小后增大，故B、D正确，A、C错误。答案：BD结束放映返回导航页3解析：B恰好不下滑时，μ1F＝mBg，A恰好不滑动，则F＝μ2(mAg＋mBg)，所以mAmB＝1－μ1μ2μ1μ2，选项B正确。答案：B4解析：以四块砖为研究对象，进行受力分析。砖恰好静止不动，则砖所受到的摩擦力刚好达到最大，即f1＝f2＝μF，又f1＋f2＝4mg，联立两式可得F＝2mgμ，即武警战士施加的水平力为F＝2mgμ，选项B正确。答案：B结束放映返回导航页5解析：根据题意知F＝kSv2，其中k为常量，根据水平方向二力平衡有μmg＝kSv2，设物块的密度为ρ，正方体物块的边长为L，则m＝ρL3，S＝L2，得μmg＝kmρ23v2，即m∝v6，根据比值法，当风速为2v0时，该物块的质量为64m，选项D正确。答案：D结束放映返回导航页[课时作业答案]题号答案题号答案题号答案1D6C11BC2D7D12AC3B8A13AC4D9B14BCD5C10BD15BD本节结束。谢谢!结束放映返回导航页