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力三种常见的力力的合成与分解实验弹力重力摩擦力2．处理平衡问题的几种方法一、合成法利用力的合成能解决三力平衡的问题，具体求解时：某二力进行合成，将三力转化为二力，构成一对平衡力．二、正交分解法将各力分解到x轴和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零(Fx＝0，Fy＝0)的条件解题，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡问题．值得注意的是，x、y方向选择的原则：1．在平衡状态下，少分解力或将容易分解的力分解．2．尽量不要分解未知力．如右图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球被竖直的木板挡住，不计摩擦，则球对挡板的压力是()A．mgcosαB．mgtanαC.mgcosαD．mg解析：解法一(正交分解法)：对小球受力分析如图甲所示，小球静止，处于平衡状态，答案：B沿水平和竖直方向建立坐标系，将FN2正交分解，列平衡方程为FN1＝FN2sinαmg＝FN2cosα可得：球对挡板的压力FN1′＝FN1＝mgtanα，所以B正确．解法二(力的合成法)：如图乙所示，小球处于平衡状态，合力为零．FN1与FN2的合力一定与mg平衡，即等大反向．解三角形可得：FN1＝mgtanα，所以，球对挡板的压力FN1′＝FN1＝mgtanα.所以B正确．三、图解法此方法适用于一个物体受到三个力(或可等效为三个力)而平衡的问题，特别是物体的动态平衡问题或平衡中的临界、极值问题．如右图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆环A套在粗糙的水平直杆MN上．现用水平力F拉着绳子上的一点O，使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位置不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是()A．Ff不变，FN不变B．Ff增大，FN不变C．Ff增大，FN减小D．Ff不变，FN减小解析：以结点O为研究对象进行受力分析如图(a.)由题可知，O点处于动态平衡，则可作出三力的平衡关系图如图(a)．由图可知水平拉力增大．以环、绳和小球构成的整体作为研究对象，作受力分析图如图(b)．由整个系统平衡可知：FN＝(mA＋mB)g；Ff＝F.即Ff增大，FN不变，故B正确．答案：B四、三角形相似法“相似三角形”的主要性质是对应边成比例，对应角相等．在物理中，一般当涉及矢量运算，又构建了三角形时，若矢量三角形与图中的某几何三角形为相似三角形，则可用相似三角形法解题．(2010·天津一中)如右图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔．质量为m的小球套在圆环上．一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住．现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移．在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是()A．F不变，FN增大B．F不变，FN减小C．F减小，FN不变D．F增大，FN减小答案：C解析：由长度三角形AOB与力三角形BFNG相似，知GOA＝FNOB＝FAB，故FN不变．缓慢上移时AB减小，F减小，故C对．五、正弦定理法三力平衡时，三力的合力为0，三个力可构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解．一盏电灯重力为G，悬于天花板上A点，在电线O处系一细线OB，使电线OA偏离竖直方向的夹角为β＝30°，如图所示．现保持β角不变，缓慢调整OB方向至OB线上拉力最小为止，此时OB与水平方向的夹角α等于多少？最小拉力是多少？解析：对O点受力分析如图所示，据三力平衡特点可知：OA、OB对O点的作用力FTA、FTB的合力FT与FTC等大反向，即FT＝FTC＝G①答案：30°在△OFTBFT中，∠FTOFTB＝90°－α又∠OFTFTB＝∠FTOA＝β，故∠OFTBFT＝180°－(90°－α)－β＝90°＋α－β由正弦定理得FTBsinβ＝FTsin90°＋α－β②联立①②解得FTB＝Gsinβcosβ－α因β不变，故当α＝β＝30°时，FTB最小，且FTB＝Gsinβ＝G/2.六、整体法、隔离法1．研究对象的选取方法：整体法与隔离法2．整体法与隔离法的比较整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法整体法隔离法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度研究系统内物体之间的相互作用力注意问题受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用一般隔离受力较少的物体完全相同的直角三角形滑块A、B，按如右图所示叠放，设A、B接触的斜面光滑，A与桌面间的动摩擦因数为μ，现在B上作用一水平推力F，恰好使A、B一起在桌面上匀速运动，且A、B保持相对静止．则A与桌面间的动摩擦因数μ与斜面倾角θ的关系为()A．μ＝tanθB．μ＝12tanθC．μ＝2tanθD．μ与θ无关解析：利用整体法对AB受力分析如图甲，答案：B则F＝Ff＝2μmg①对物体B受力分析如图乙则Fcosθ＝mgsinθ②由①②得μ＝12tanθ，故选B.5．对杆的弹力方向认识错误如右图所示，小车沿水平面向右做匀加速直线运动，车上固定的硬杆和水平面的夹角为θ，杆的顶端固定着一个质量为m的小球，当小车运动的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力(F1至F4变化)的变化图示(沿杆方向)可能是()【错因分析】认为杆对小球的弹力一定沿杆的方向，当小车的加速度增大时，拉力增大，选A.答案：C【正确解析】小球只受重力和杆的弹力作用．杆的弹力F的竖直分量与重力平衡，水平分量产生加速度，即F竖直＝mg，F水平＝ma，所以选项C正确．要搞清楚杆的弹力和绳的拉力方向的不同，绳的拉力一定沿绳的方向，杆的弹力方向不一定沿杆的方向．分析杆对物体的弹力方向一般要结合物体的运动状态进行分析．6．对摩擦力的认识不够深刻导致错误把重为G的物体用一水平力F压在竖直的足够高的平整墙壁上，F随时间t变化的图象如右图所示，则从t＝0时刻开始，物体所受的摩擦力Ff随时间t变化的图象是下图中的哪一个()【错因分析】错解一物体对墙壁的压力FN＝F＝kt，根据Ff＝μFN知，摩擦力随压力的增大而增大，选D.错解二在F比较小时Ff是滑动摩擦力；当F较大时，物体静止不动，Ff为静摩擦力，静摩擦力与重力相等并保持不变，选B.【正确解析】在F从0逐渐增大的过程中，物体所受的滑动摩擦力Ff＝μFN也逐渐增大，物体沿墙壁下滑的加速度a＝G－Ffm＝G－μFNm逐渐减小，物体做加速度逐渐减小的加速运动；当Ff增大到等于G时，a＝0，速度达到最大值；答案：C然后随着F的增大，FfG，加速度a方向向上，物体做减速运动；当速度减为0时，滑动摩擦力突变为静摩擦力；此后随着F的进一步增大，静摩擦力的大小为G保持不变．7．混淆结点和滑轮的区别如右图所示，一根质量不计的横梁A端用铰链固定在墙壁上，B端用细绳悬挂在墙壁上的C点，使得横梁保持水平状态．已知细绳与竖直墙壁之间的夹角为60°，当用另一段轻绳在B点悬挂一个质量为M＝6kg的重物时，求轻杆对B点的弹力和绳BC的拉力各为多大？(g取10m/s2)【错解】设杆对B点的弹力为FN，根据平行四边形定则作FT2、FT1的合力F3，则FN与F3为平衡力，两者大小相等、方向相反，如右图所示．因为∠FT2BFT1＝120°，所以FN＝FT2＝F3＝FT1＝60N.【错因分析】绳的拉力特点掌握不好，认为两段轻绳在B点相连，其拉力大小相等，所以绳BC的拉力FT2等于重物的重力Mg.【正确解析】设杆对B点的弹力为FN，因横梁A端用铰链固定，故FN的方向沿杆方向，绳BC对B点的拉力为F2，由于B点静止，B点所受的向下的拉力大小恒定为重物的重力，根据受力平衡的特点，杆的弹力FN与绳BC对B点的拉力FT2的合力一定竖直向上，大小为Mg，如右图所示根据以上分析可知弹力FN与拉力FT2的合力大小F＝FT1＝Mg＝60N由几何知识可知FN＝Ftan60°＝603NFT2＝Fsin30°＝120N即轻杆对B点的弹力为603N，绳BC的拉力为120N.要能区分两类模型：(1)绳与杆的一端连接为结点，如本题，此时BC绳的拉力不等于所挂物块的重力；(2)绳跨过光滑滑轮，如右图，此时BC绳的拉力等于所挂物块的重力．练规范、练技能、练速度