物理課標版第4講受力分析共點力平衡1/27考點一受力分析

1.受力分析是把指定物體(或研究對象)在特定物理環(huán)境中受到

全部外力都分析出來,并畫出物體①受力

圖過程。2.受力分析普通次序先分析場力(重力、電場力、磁場力),再分析接觸力(彈力、摩擦力),最

后分析其它力。2/273.受力分析步驟(1)明確②研究對象

——即確定分析受力物體。(2)隔離物體分析——將研究對象從周圍物體中③隔離

出來,進而

分析周圍有哪些物體對它施加了力作用。(3)畫出受力示意圖——邊分析邊將力一一畫在受力示意圖上,準確標

出④力方向

。(4)檢驗畫出每一個力能否找出它⑤施力物體

,檢驗分析結果

能否使研究對象處于題目所給運動狀態(tài),不然,必定發(fā)生了漏力、添

力或錯力現(xiàn)象。3/27(1)對物體受力分析時,只能畫該物體受到力,其它物體受到力不能

畫在該物體上。

()(2)物體沿光滑斜面下滑時,受到重力、支持力和下滑力作用。

(

)答案(1)√(2)?4/27

1.受力分析時,應注意以下幾點(1)只分析依據(jù)性質命名力,不要把按效果命名、分解或合成力

分析進去,受力圖完成后再進行力合成或分解;(2)找不到施力物體力一定不存在;(3)受力情況與運動狀態(tài)必須滿足牛頓運動定律;(4)對幾個物體組成系統(tǒng)進行受力分析時,只分析外力,不分析系統(tǒng)內

物體之間內力。5/272.受力分析慣用方法(1)整體法和隔離法①研究系統(tǒng)外物體對系統(tǒng)整體作用力時,通慣用整體法。②研究系統(tǒng)內部各物體之間相互作用力時,通慣用隔離法。(2)假設法在受力分析時,若不能確定某力是否存在,可先對其作出存在或不存在

假設,然后再就該力存在是否對物體運動狀態(tài)影響來判斷該力是否

存在。

6/271-1

(湖北沙市中學)在恒力F作用下,a、b兩物體一起沿粗糙豎直墻面勻速向上運動,則關于它們受力情況說法正確是

()

A.a一定受到4個力B.b可能受到4個力C.a與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D.a與b之間不一定有摩擦力7/27答案

A對物體b受力分析,受重力、支持力和摩擦力,處于三力平衡

狀態(tài),故B、D錯誤;對物體a、b整體受力分析,受重力、推力F,若墻壁對

整體有彈力,水平方向不能平衡,故墻壁對整體沒有彈力,故也沒有摩擦力;最終對物體a受力分析,受推力、重力、物體b對其壓力和靜摩擦

力,即物體a共受4個力,故A正確,C錯誤。8/271-2

(內蒙古集寧一中月考)如圖所表示,A和B兩物塊接觸面是水

平,A與B保持相對靜止一起沿固定粗糙斜面勻速下滑,在下滑過程中

B受力個數(shù)為

()

A.3

B.4

C.5

D.69/27答案

B先以A為研究對象,分析受力情況:受重力、B對A豎直向上

支持力,B對A沒有摩擦力,不然A不會勻速運動。再對B研究,B受到重力、A對B豎直向下壓力,斜面支持力和滑動摩擦力,共4個力,B正

確。10/27從力概念判斷尋找對應施力物體從力性質判斷尋找產(chǎn)生原因從力效果判斷尋找是否發(fā)生形變或改變物體運動狀態(tài)(即是否產(chǎn)生了加速度)從力相互性判斷從力反作用角度去尋找方法指導在受力分析時碰到不能確定力,可用以下方法進行判斷。11/27考點二解答平衡問題基本方法

一、共點力平衡1.平衡狀態(tài):物體處于①靜止

或②勻速直線運動

狀態(tài)。2.共點力平衡條件:F合=③0

或

12/27二、平衡條件推論1.二力平衡假如物體在兩個共點力作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必定大?、?/p>

相等

,方向⑦相反

,為一對⑧平衡力

。2.三力平衡(1)假如物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài),其中任意兩個力

協(xié)力一定與第三個力大?、嵯嗟?/p>

、方向⑩相反

。(2)物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時,表示這三個力有向線

段經(jīng)過平移可組成封閉三角形。(3)物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時,如圖所表示,則有:

=13/27

=

。

3.多力平衡假如物體受多個力作用處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與其余力協(xié)力

大小

相等

,方向

相反

。

14/27(1)速度等于零物體一定處于平衡狀態(tài)。

()(2)物體平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或速度等于零狀態(tài)。

(

)(3)物體處于平衡狀態(tài)時,加速度等于零。

()(4)二力平衡時,這兩個力必定等大反向。

()(5)若物體受到三個力F1、F2、F3作用而平衡,將F1轉動90°時,三個力

協(xié)力大小為

F1。

()(6)多個共點力平衡時,其中任何一個力與其余各力協(xié)力大小相等、

方向相反。

()答案(1)?(2)?(3)√(4)√(5)√(6)√

15/27合成法物體受三個共點力作用而平衡,則任意兩個力協(xié)力一定與第三個

力大小相等,方向相反分解法物體受三個共點力作用而平衡,將某一個力按力效果分解,則其分

力和其它兩個力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個或三個以上力作用時,將物體所受力分解為相互垂

直兩組,每組力都滿足平衡條件力三角形法對受三個力作用而平衡物體,將力平移使三力組成一個首尾依次相接矢量三角形,依據(jù)正弦定理、余弦定理或相同三角形等數(shù)學知識求解未知力拉密定理法

物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時,如圖所表示,則有(拉密定理):?=?=?。1.求解平衡問題慣用方法16/272.慣用數(shù)學工具(1)力三角形為直角三角形:三角函數(shù),勾股定理等。(2)力三角形為斜三角形:三角形相同,正、余弦定理等。

17/272-1

(課標Ⅲ,17,6分)如圖,兩個輕環(huán)a和b套在位于豎直面內一段

固定圓弧上;一細線穿過兩輕環(huán),其兩端各系一質量為m小球。在a和b

之間細線上懸掛一小物塊。平衡時,a、b間距離恰好等于圓弧半

徑。不計全部摩擦。小物塊質量為

()

A.

B.

m

C.m

D.2m18/27答案

C因為物塊經(jīng)過掛鉤懸掛在線上,細線穿過圓環(huán)且全部摩擦都

不計,可知線上各處張力都等于小球重力mg。如圖所表示,由對稱性可

知a、b位于同一水平線上,物塊處于圓心O點正上方,則∠1=∠2,∠3=∠4,∠1=∠5。因圓弧對輕環(huán)彈力沿圓弧半徑方向,且輕環(huán)重力不計,由

平衡條件知環(huán)兩側細線關于圓弧半徑對稱,則∠5=∠6,由幾何關系得∠

1=∠2=∠5=∠6=30°,∠3=∠4=60°。再由物塊受力平衡有mgcos60°+

mgcos60°=Mg,故有M=m,C正確。

19/272-2(多項選擇)如圖所表示,重物質量為m,輕細繩AO和BOA端、B端是固

定。平衡時AO是水平,BO與水平方向夾角為θ。AO拉力F1和

BO拉力F2大小是

()

A.F1=mgcosθ

B.F1=

C.F2=mgsinθ

D.F2=

20/27解直角三角形得F1=

,F2=

,故選項B、D正確。

解法二:(分解法)用效果分解法求解。F2共產(chǎn)生兩個作用效果,一個是水平方向沿A→O

拉繩子AO,另一個是拉著豎直方向繩子。如圖乙所表示,將F2分解在這

兩個方向上,結協(xié)力平衡等知識得:

答案

BD

解法一:(合成法)由平行四邊形定則,作出F1、F2協(xié)力F12,如圖甲所表示,又考慮到F12=mg,21/27F1=F2'=

,F2=

=

。顯然,也能夠按F3(或F1)產(chǎn)生效果分解F3(或F1)來求解此題。解法三:(正交分解法)將O點受力沿水平方向、豎直方向正交分解,如圖丙所表示。由力平

衡條件得F2cosθ-F1=0,F2sinθ-mg=0,解得F2=

,F1=

。

解法四:(力三角形法)結點O受到F1、F2和F3作用處于平衡狀態(tài),畫出受力分析圖,再將三個力22/27矢量平移到一個三角形中,三力組成首尾依次相接封閉三角形,如

圖丁所表示。

丁則由直角三角形知識可知:F1=

,F2=

。解法五:(拉密定理法)23/27對O點受力分析,如圖戊所表示,依據(jù)拉密定理有:

戊

=

=

則F1=

mg=

F2=

mg=

24/272-3

(課標Ⅰ,19,6分)(多項選擇)如圖,一光滑輕滑輪用細繩OO'懸掛

于O點;另一細繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙

桌面上物塊b。外力F向右上方拉b,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。若F方

向不變,大小在一定范圍內改變,物塊b仍一直保持靜止,則?()

A.繩OO'張力也在一定范圍內改變B.物塊b所受到支持力也在一定范圍內改變C.連接a和b繩張力也在一定范圍內改變D.物塊b與桌面間摩擦力也在一定范圍內改變25/27答案

BD系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),連接a和b繩張力大小T1一直等于

物塊a重力Ga,C項錯誤;以O'點為研究對象,受力分析如圖甲所表示,T1恒

定,夾角θ不變,由平衡條件知,繩OO'張力T2恒定不