2017年高考物理一轮复习课件 能力课时（2）受力分析、共点力的平衡

2017年高考物理一轮复习课件 能力课时（2）受力分析、共点力的平衡内容摘要：

1、能力课时 2 受力分析 共点力的平衡 突破一 整体法与隔离法的应用 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。 示意图 整体 隔离 重力 方向 【 例 1】 (2015山东理综 ， 16)如图 1， 滑块 滑块 (A、 ， 此时 已知 间的动摩擦因数为 1， 2， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 的质量之比为 ( ) 图 1 A. 11 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 解析 设水平作用力为 F ，对物体 A 、 B 整体：在水平方向上有F 2 ( m A m B ) g ；隔离物体 B ：在竖直方向上有 1 F m 2、 B g ；联立解得：m 1 1 2 1 2，选项 B 正确。 答案 B 易错提醒 受力分析的四个易错点 (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)对于分析出的物体受到的每一个力 ， 都必须明确其来源 ，即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)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。 【 变式训练 】 1.(2016广东茂名一模 )如图 2所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体 A， ，整个装置处于静止状态 3、。 已知 A、 下列说法正确的是 ( ) 图 2 mB)g 物体的压力大于 物体没有摩擦力 解析 对 B 物体受力分析，如图甲所示，根据合力等于 0 ，运用合成法，得墙壁对 B 的弹力 F m B g ， A 对 B 的弹力 F m B m B g ，结合牛顿第三定律， B 物体对 A 物体的压力大于 m B g ， 整体受力分析，如图乙所示，地面的支持力 F N A ( m A m B ) g ，摩擦力 F f F m B g 0 ， A 、 D 错误， B 正确。 答案 例 2】 如图 3所示 ， 甲 、 乙两个小球的质量均为 m， 两球间用细线连接 ， 甲球用细线悬挂在天花板上。 现分别 4、用大小相等的力 向右拉两球 ， 平衡时细线都被拉紧。 则平衡时两球的可能位置是下面的 ( ) 图 3 解析 用整体法分析 ， 把两个小球看作一个整体 ， 此整体受到的外力为竖直向下的重力 2水平向左的力 F(甲受到的 )、 水平向右的力 F(乙受到的 )和细线 1的拉力 ， 两水平力相互平衡 ，故细线 1的拉力一定与重力 2 即细线 1一定竖直；再用隔离法 ， 分析乙球受力的情况 ， 乙球受到向下的重力 平向右的拉力 F， 细线 2的拉力 要使得乙球受力平衡 ， 细线 2必须向右倾斜。 答案 A 【 拓展延伸 】 在 【 例 2】 的图 3中 ， 如果作用在乙球上的力大小为 F， 作用在甲 5、球上的力大小为 2F， 则此装置平衡时的位置可能是 ( ) 解析 将甲、乙两个小球作为一个整体，受力分析如图所示，设上面的绳子与竖直方向的夹角为 ， 则根据平衡条件可得 F2 单独研究乙球，设下面的绳子与竖直方向的夹角为 ，根据平衡条件可得 此 ，因此甲球在竖直线的右侧，而乙球在竖直线的左侧，选项 C 正确。 答案 C 【 变式训练 】 所示，用完全相同的轻弹簧 A、 B、 球处于静止状态，弹簧 0 ，弹簧 弹簧 A、 ) 图 4 A. 3 4 B . 4 3 C . 1 2 D . 2 1 解析 把两个小球看成整体 ， 分析受力 ， 由平衡条件可得：0 又 联立解得弹簧 A、 1 0 2 1 6、， 选项 答案 D 突破二 处理平衡问题常用的 “ 三种 ” 方法 物体处于 _或 _的状态 ， 即 a 0。 静止 匀速直线运动 F 合 0 或 F y _F x 如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小 _，方向 _。 相等 相反 0 0 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而平衡，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 【例 3 7、】 如图 5 所示，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为 一端与另一轻质细绳相连于 c 点，c 点悬挂质量为 衡时 好水平，此时质量为 同一水平线上且到 b 点的距离为 l ，到 a 点的距离为54l ，则两重物的质量的比值 ) A. 52 B . 2 C. 54 D. 35 ( 1)画出重物 m 1的受力图：( 2)画出重物 m 2的受力图：( 3)画出结点 力关系： _ 受力关系： _ 1 4)如何处理结点 合成法 分解法 正交分解法 解析 解法一 合成法： 因 c 点处于平衡状态，所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等，方向相反，如图甲所示，根据平行四边形定则将力 F 8、 与 m 1 g 合成，则 m 2 g，而 s 3 45，所以m 1m 254，选项 C 正确。 解法二 分解法： 因 c 点处于平衡状态，所以可在 F 、 向上分解 如图乙所示，则同样有 以4，选项C 正确。 解法三 正交分解法： 将倾斜绳拉力 竖直方向和水平方向分解，如图丙所示，则 同样可得4，选项 C 正确。 答案 C 反思总结 (1)单个物体； (2)能看成一个物体的系统； (3)一个结点。 四步骤 ” 【 变式训练 】 3.正交分解法的应用 如图 6所示，三个相同的轻质弹簧连接在 簧 1的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为30 ，弹簧 2水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧 3的 9、另一端悬挂质量为 时弹簧 1、 2、 3的形变量分别为 ( ) 图 6 A . x 1 x 2 x 3 3 1 2 B . x 1 x 2 x 3 2 1 3 C . x 1 x 2 x 3 1 2 3 D . x 1 x 2 x 3 3 2 1 解析 对弹簧的结点受力分析可知： 0 ， 30 ，联立解得 x 1 x 2 x 3 2 1 3。 答案 B 4.平衡条件的应用 如图 7所示 ， 质量为 作用下沿固定在地面上倾角为 的足够长的斜面匀速下滑 ， 现将力 方向改为竖直向下 ， 则以下说法正确的是 ( ) 图 7 最后静止在斜面上 解析 力 对物体受力分析如图甲所示 ， 垂直于斜面方向有 10、 ， 沿斜面方向有 (F)， 解得 ；力 对物体受力分析如图乙所示 ， 设物体以加速度 垂直于斜面方向有 ， 沿斜面方向有 (F)， 解得 a 0， 所以物体仍匀速下滑 ， 物体受到的摩擦力变大。 答案 B 突破三 动态平衡问题的处理技巧 是指平衡问题中的一部分力是变力 ， 是动态力 ， 力的大小和方向均要发生变化 ， 所以叫动态平衡。 化 “ 动 ” 为 “ 静 ” ， “ 静 ” 中求 “ 动 ”。 3.“ 两种 ” 典型方法 【 例 4】 (多选 )如图 8所示 ， 在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体 A， ， 已知 的半径的 3倍 ， 球 ， 整个装置处于静止状态。 设墙壁对 的压力为 则若把 它们仍处于静止状态 ， 则 ) 图 8 解析 方法一 解析法： 以球 B 为研究对象，受力分析如图甲所示根据合成法，可得出 G ， ，当 A 向右移动少许后， 减小，则 选项 A 、 D 正确。 方法二 图解法： 先根据平衡条件和平行四边形定则画出如图乙所示的矢量三角形，在 角减小的过程中，从图中可直观地看出，选项 A 、 D 正确。 甲 乙 答案 拓展延伸 】 在 【 例 4】 中若把 它们仍处于静止状态 ， 则地面对 ) 解析 方法一。