受力分析共點(diǎn)力平衡第一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五一、受力分析1.定義：把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受

到的所有

都找出來，并畫出

的過程.外力2.受力分析的順序先找重力、

、摩擦力，再找電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力，最

后分析其他力.受力圖彈力第三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五3.受力分析的三個(gè)判斷依據(jù)(1)從力的概念判斷，尋找對(duì)應(yīng)的

物體.(2)從力的性質(zhì)判斷，尋找產(chǎn)生的原因.(3)從力的效果判斷，尋找是否產(chǎn)生

或改變

(是靜止、是勻速運(yùn)動(dòng)還是有加速度).施力形變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)第四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五二、共點(diǎn)力作用下物體的平衡1.平衡態(tài)(1)靜止：物體的

和

都等于零的狀態(tài).(2)勻速直線運(yùn)動(dòng)：物體的強(qiáng)

不為零，其

為零的狀態(tài).2.平衡條件(1)物體所受合外力為零，即F合＝0(2)若采用正交分解法，平衡條件表達(dá)式為

，

.速度加速度速度加速度Fx＝0Fy＝0第五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五3.物體平衡條件的相關(guān)推論(1)二力平衡：如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定大小

，方向相反.(2)三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小

、方向相反.(3)多力平衡：如果物體受多個(gè)力作用處于平衡，其中任何一個(gè)力與其余力的合力大小

，方向相反.

相等相等相等第六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五物體的速度等于零不同于靜止，物體靜止時(shí)(v＝0，a＝0)處于平衡狀態(tài)，而物體只是速度等于零不一定處于平衡狀態(tài)，如物體豎直上拋到最高點(diǎn)和單擺擺球及彈簧振子在最大位移處時(shí)，速度均等于零，但加速度不等于零，不處于平衡狀態(tài).第七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五1.常用方法(1)整體法和隔離法當(dāng)物理情景中涉及物體較多時(shí)，就要考慮采用整體法和隔離法.①整體法同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件即可采用整體法.第九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五②隔離法物體必須從系統(tǒng)中隔離出來，獨(dú)立地進(jìn)行受力分析，列出方程.③聯(lián)系：牛頓第三定律整體法和隔離法有時(shí)要交叉使用，運(yùn)用力的相互作用原理從整體法過渡到隔離法.第十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五(2)假設(shè)法在未知某力是否存在時(shí)，可先對(duì)其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與不存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在.第十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五2.步驟(1)明確研究對(duì)象——即確定受力分析的物體.研究對(duì)象可

以是單個(gè)物體，也可以是多個(gè)物體組成的系統(tǒng).(2)隔離物體分析——將研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來，

只分析周圍有哪些物體對(duì)它施加了力的作用.(3)按一定的順序找出物體(或系統(tǒng))受到的所有外力，以免

漏掉受的力.第十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五(4)畫出受力示意圖——邊分析邊將力一一畫在受力示意圖

上，準(zhǔn)確地標(biāo)出各力的方向.(5)檢查畫出的每一個(gè)力能否找出它的施力物體，檢查分析

結(jié)果能否使研究對(duì)象處于題目所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，否則，

可能發(fā)生漏力、多力或錯(cuò)力現(xiàn)象.第十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五3.注意的問題(1)不要把研究對(duì)象所受的力與研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用

力混淆.(2)對(duì)于分析出的物體受到的每一個(gè)力，都必須明確其來源，

即每一個(gè)力都應(yīng)找出其施力物體，不能無中生有.(3)合力和分力不能重復(fù)考慮.第十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五(4)研究對(duì)象的受力圖，通常只畫出按性質(zhì)命名的力，不

要把按效果命名的分力或合力分析進(jìn)去，受力圖完成

后再進(jìn)行力的合成或分解.(5)區(qū)分內(nèi)力與外力，對(duì)幾個(gè)物體的整體進(jìn)行受力分析時(shí)，

這幾個(gè)物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力圖中出現(xiàn)；

當(dāng)把某一物體單獨(dú)隔離分析時(shí)，原來的內(nèi)力變成外力，

要在受力分析圖中畫出.第十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五受力分析是解決力學(xué)問題的一個(gè)必須步驟，是正確解答問題的前提，在高考中它多與其他知識(shí)相結(jié)合進(jìn)行考查.

第十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五1.如圖1－3－1所示，物體A靠在豎直墻

面上，在力F作用下，A、B保持靜止.

物體B的受力個(gè)數(shù)為(

)A.2

B.3C.4D.5第十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五解析：A能靜止地靠在墻上，A、B之間必有彈力，故B受重力、外力F與A對(duì)B的彈力，為了B保持靜止，必受A給的摩擦力，如圖所示，所以B受力個(gè)數(shù)為4個(gè).C項(xiàng)正確.答案：C第十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五方法內(nèi)容分解法物體受到幾個(gè)力的作用，將某一個(gè)力按力的實(shí)際效果進(jìn)行分解，則其分力和其他力在所分解的方向上滿足平衡條件.合成法物體受幾個(gè)力的作用，通過合成的方法將它們簡(jiǎn)化成兩個(gè)力，這兩個(gè)力滿足二力平衡條件.正交分解法將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力分解為相互正交的兩組，每一組的力都滿足二力平衡條件.第十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五方法內(nèi)容力的三角形法物體受同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力的作用平衡時(shí)，這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個(gè)矢量三角形，反之，若三個(gè)力矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)力的合力必為零.利用三角形法，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)可求得未知力.圖解法對(duì)研究對(duì)象在狀態(tài)變化過程中的若干狀態(tài)進(jìn)行受力分析，依據(jù)某一參量的變化，在同一圖中作出物體在若干狀態(tài)下力的平衡圖(力的平行四邊形)，再由動(dòng)態(tài)力的平行四邊形各邊長(zhǎng)度變化及角度變化確定力的大小及方向的變化情況.第二十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五1.利用圖解法應(yīng)注意三點(diǎn)：①前提是合力不變，一個(gè)分力

的方向不變；②正確判斷某一個(gè)分力的大小和方向變化及

其引起的另一分力的變化；③注意某一分力方向變化的空

間.2.當(dāng)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的任何

一個(gè)物體均處于平衡狀態(tài)，此時(shí)可以對(duì)系統(tǒng)列平衡方程，

也可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的任何一個(gè)物體列平衡方程，并且在任意

一個(gè)方向上的合力均為零.第二十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五2.(2009·山東高考)如圖1－3－2所

示，光滑半球形容器固定在水

平面上，O為球心.一質(zhì)量為m的

小滑塊，在水平力F的作用下靜

止于P點(diǎn).設(shè)滑塊所受支持力為FN，OP與水平方向的夾角為θ，下列關(guān)系正確的是(

)A.F＝B.F＝mgtanθC.FN＝D.FN＝mgtanθ第二十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五解析：滑塊受力如圖所示，由平衡條件知：故A正確.答案：A

第二十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第二十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五均勻長(zhǎng)桿一端擱在地面上，另一端用細(xì)線系在天花板上，如圖1－3－3所示的受力分析示意圖中，正確的是(

)第二十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五[思路點(diǎn)撥]解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)地面對(duì)桿的支持力垂直于接觸面而不是沿桿；(2)地面對(duì)桿有無摩擦力及摩擦力的方向應(yīng)根據(jù)物體的平衡條件利用假設(shè)法做出判斷.第二十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五[課堂筆記]

長(zhǎng)桿處于平衡狀態(tài)，其所受所有外力的合力為零，即水平方向和豎直方向的合力都要為零，顯然選項(xiàng)A正確；B、C、D選項(xiàng)中，將F沿水平和豎直方向分解，水平方向滿足平衡條件的還有C、D選項(xiàng).綜上可知，選項(xiàng)A、C、D正確.[答案]

ACD第二十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五

一個(gè)物體與其周圍物體的每個(gè)接觸處最多存在兩個(gè)接觸力：彈力和摩擦力，有彈力不一定有摩擦力，某個(gè)力是否存在，要結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)利用物理規(guī)律做出判斷.第二十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五如圖1－3－4所示，在一個(gè)半圓環(huán)上用兩根細(xì)繩懸掛一個(gè)重G的物體，使OA繩固定不動(dòng)，將OB繩從豎直位置沿半圓環(huán)緩緩移到水平位置OB′，則OA與OB繩中受到的拉力FA、FB的變化情況是(

)第二十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五A.FA、FB都增大B.FA增大，F(xiàn)B減小C.FA增大，F(xiàn)B先增大后減小D.FA增大，F(xiàn)B先減小后增大第三十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五[思路點(diǎn)撥]

本題應(yīng)把重力作為分解的對(duì)象，它對(duì)兩繩產(chǎn)生兩個(gè)拉緊的效果，即兩分力方向是沿繩所在直線的，先作初始的力分解平行四邊形，然后根據(jù)OB繩的方向變化作出各位置的平行四邊形，從圖中判斷各力的變化情況.第三十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五[課堂筆記]

因?yàn)槔K結(jié)點(diǎn)O受到重物的拉力F，所以才使OA繩和OB繩受力，因此將拉力F分解為FA和FB，如圖所示.OA繩固定，則FA的方向不變，從OB向下靠近OB′的過程中，在B1、B2、B3三個(gè)位置，兩繩受力分別為FA1和FB1、FA2和FB2、FA3和FB3.從圖形上看出，F(xiàn)A逐漸變大，而FB卻先減小后增大，當(dāng)OB⊥OA時(shí)，F(xiàn)B最小.答案為D.[答案]

D第三十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五

解答此類問題易犯的錯(cuò)誤是不明確不變量和變化量的關(guān)系，不能保證在變化過程中合力和分力始終組成平行四邊形.解決此類問題的關(guān)鍵是抓住不變量，畫出變化過程中的平行四邊形，根據(jù)邊角關(guān)系討論力的大小和方向變化.第三十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五

(14分)(2010·廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖1－3－5所示，質(zhì)量為m的正方體和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于靜止?fàn)顟B(tài).m與M相接觸的邊與豎直方向的夾角為α，若不計(jì)一切摩擦，求：(1)水平面對(duì)正方體M的彈力大?。?2)墻面對(duì)正方體m的彈力大小.第三十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五[思路點(diǎn)撥]求解此題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)整體法分析受力，利用平衡求水平面對(duì)正方體M的彈力；(2)隔離m進(jìn)行受力分析，并建立直角坐標(biāo)系；(3)列平衡方程求墻面對(duì)正方體m的彈力大小.

第三十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五[解題樣板]

(1)以兩個(gè)正方體整體為研究對(duì)象，整體受到向上的支持力和向下的重力，處于靜止?fàn)顟B(tài).………………(4分)所以水平面對(duì)正方體M的彈力大小為FN＝(M＋m)g…………(2分)(2)對(duì)正方體m進(jìn)行受力分析如圖1－3－6所示.…………(2分)第三十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五把FN2沿水平方向和豎直方向分解有FN2cosα＝FN1…………(2分)FN2sinα＝mg……………(2分)解得FN1＝mgcotα.……………………(2分)[答案]

(1)(M＋m)g

(2)mgcotα第三十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五

靈活地選取研究對(duì)象可以使問題簡(jiǎn)化.對(duì)于處于平衡狀態(tài)的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，在不涉及內(nèi)力時(shí)，優(yōu)先考慮整體法.有時(shí)即使求解的是系統(tǒng)外力，也必須采取隔離法分析，如求解本題的墻面對(duì)正方體m的彈力時(shí)，就采用了隔離法.第三十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第三十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五1.物體在共點(diǎn)力的作用下，下列說法中正確的是(

)A.物體的速度在某一時(shí)刻等于零，物體就一定處于平

衡狀態(tài)B.物體相對(duì)于另一物體保持靜止，物體一定處于平衡

狀態(tài)C.物體所受合力為零，物體一定處于平衡狀態(tài)D.物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體處于平衡狀態(tài)第四十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五解析：某一時(shí)刻速度為零的物體，受力不一定為零，故不一定處于平衡狀態(tài)，A錯(cuò)；物體相對(duì)于另一物體靜止時(shí)，該物體不一定靜止，如當(dāng)另一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該物體也做變速運(yùn)動(dòng)，此物體處于非平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)；C選項(xiàng)符合平衡條件的判斷，為正確選項(xiàng)；物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，所受合力不為零，故不是平衡狀態(tài)，D錯(cuò).答案：C第四十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五2.(2009·浙江高考)如圖1－3－7所示，

質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平

放置的斜面上.已知三棱柱與斜面之

間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面的傾角為30°，則斜面對(duì)三棱柱的支持力與摩

擦力的大小分別為(

)第四十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五解析：三棱柱受重力、斜面的支持力和摩擦力三力平衡，故FN＝mgcosθ＝mg，F(xiàn)f＝mgsinθ＝mg，A選項(xiàng)正確.答案：A第四十三頁，共四十七頁，編輯于2023年