物體間的相互作用第二章第3講受力分析共點(diǎn)力平衡【考綱解讀】共點(diǎn)力的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題是高考的熱點(diǎn)，主要考查平衡條件的應(yīng)用；高考中既有單獨(dú)考查，也有結(jié)合其他知識(shí)的綜合考查；復(fù)習(xí)時(shí)，要注意理解并掌握分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的幾種常用方法．欄目導(dǎo)航01知識(shí)梳理回顧03核心素養(yǎng)改造02考點(diǎn)各個(gè)擊破04配套訓(xùn)練知識(shí)梳理回顧11．定義：把指定物體(或研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都分析出來(lái)，并畫出物體________的示意圖的過(guò)程．2．受力分析的一般順序先分析________(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力)，再分析____________，最后分析其他力(一重二彈三摩擦四其他)．一受力分析受力

場(chǎng)力

接觸力

夯基題組1．(2019屆哈爾濱名校四模)如圖，物體在斜向上恒力F作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是(

)A．若水平面光滑，物體一定受三個(gè)力作用B．若水平面粗糙，物體一定受四個(gè)力作用C．若物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則一定受四個(gè)力作用D．若物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則一定受四個(gè)力作用【答案】C【解析】當(dāng)物體沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)豎直向上的分力等于重力時(shí)，地面對(duì)物體沒有支持力和摩擦力，不論水平面是光滑還是粗糙，物體只受兩個(gè)力：重力和拉力，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；若物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，地面對(duì)物體有支持力和摩擦力，物體受到重力、拉力、支持力和摩擦力四個(gè)力作用，選項(xiàng)C正確．1．共點(diǎn)力：物體同時(shí)受幾個(gè)力的作用，如果這幾個(gè)力都作用于_____________________，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力．2．平衡狀態(tài)：物體保持________或____________運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，物體就處于平衡狀態(tài)．3．共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件___________________________________.若采用正交分解法求平衡問(wèn)題，則其平衡條件：____________________.二共點(diǎn)力作用下的物體平衡物體的同一點(diǎn)

靜止

勻速直線

物體受到的合外力為零，即F合＝0

Fx合＝0，F(xiàn)y合＝0

4．兩個(gè)推論(1)當(dāng)物體受到三個(gè)非平行的共點(diǎn)力作用而平衡時(shí)，這三個(gè)力必____________________(三力匯交原理)；(2)物體受到N個(gè)共點(diǎn)力作用而處于平衡狀態(tài)時(shí)，取出其中的一個(gè)力，則這個(gè)力必與剩下的(N－1)個(gè)力的合力____________．共面且相交于一點(diǎn)

等大反向

夯基題組2．(多選)(2019年湖北八校聯(lián)考)如圖所示，A、B兩球質(zhì)量均為m，固定在輕彈簧的兩端，分別用細(xì)繩懸于O點(diǎn)，其中球A處在光滑豎直墻面和光滑水平墻面的交界處，已知兩球均處于平衡狀態(tài)，OAB恰好構(gòu)成一個(gè)正三角形，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．球A可能受到四個(gè)力的作用B．彈簧對(duì)球A的彈力大于對(duì)球B的彈力C．繩OB對(duì)球B的拉力大小一定等于mgD．繩OA對(duì)球A的拉力大小等于或小于1.5mg【答案】ACD【解析】對(duì)球B受力分析，據(jù)共點(diǎn)力平衡可知彈簧和繩對(duì)球B的作用力大小均為mg，選項(xiàng)C正確．對(duì)同一彈簧而言，產(chǎn)生的彈力處處相等，故彈簧對(duì)球A的彈力等于對(duì)球B的彈力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．對(duì)球A分析可知，一定受重力、彈簧的彈力、墻面的支持力作用，可能受地面的支持力和繩的拉力，地面的支持力和繩的拉力也可能有一個(gè)為0，當(dāng)?shù)孛鎸?duì)球A的支持力為0時(shí)，繩上的拉力最大，等于重力和彈簧豎直方向的分力之和，即1.5mg，故選項(xiàng)A、D正確．考點(diǎn)各個(gè)擊破21．受力分析的基本步驟(1)明確研究對(duì)象——即確定分析受力的物體，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)象從周圍的物體中隔離出來(lái)，分析周圍物體有哪些對(duì)它施加了力的作用．(3)畫受力示意圖——邊分析邊將力一一畫在受力示意圖上，準(zhǔn)確標(biāo)出力的方向，標(biāo)明各力的符號(hào)．考點(diǎn)1物體的受力分析2．受力分析的常用方法(1)整體法和隔離法(2)假設(shè)法：在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，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否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來(lái)判斷該力是否存在．整體法研究外力對(duì)物體系統(tǒng)的作用時(shí)，一般選用整體法．因?yàn)椴挥每紤]系統(tǒng)內(nèi)力，所以這種方法更簡(jiǎn)便．總之，能用整體法解決的問(wèn)題不用隔離法隔離法分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(各部分)間的相互作用時(shí)，需要選用隔離法，一般情況下隔離受力較少的物體例1

(多選)如圖所示，兩個(gè)相似的斜面體A、B在豎直向上的力F的作用下靜止靠在豎直粗糙墻壁上．關(guān)于斜面體A和B的受力情況，下列說(shuō)法正確的是(

)A．A一定受到四個(gè)力B．B可能受到四個(gè)力C．B與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D．A與B之間一定有摩擦力【答案】AD【解析】對(duì)A、B整體進(jìn)行受力分析，如圖甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡條件可知B與墻壁之間不可能有彈力，因此也不可能有摩擦力，故C錯(cuò)；對(duì)B進(jìn)行受力分析如圖乙所示，其受到重力、A對(duì)B的彈力及摩擦力而處于平衡狀態(tài)，故B只能受到三個(gè)力，B錯(cuò)；對(duì)A進(jìn)行受力分析，如圖丙所示，受到重力、推力、B對(duì)A的彈力和摩擦力，共四個(gè)力，A、D對(duì)．練1

(多選)(2019屆廣東名校一模)如圖所示，人和物處于靜止?fàn)顟B(tài)、當(dāng)人拉著繩向右跨出一步后，人和物仍保持靜止、不計(jì)繩與滑輪的摩擦，下列說(shuō)法正確的是(

)A．繩的拉力大小不變B．人所受的合外力增大C．地面對(duì)人的摩擦力增大D．人對(duì)地面的壓力減小【答案】AC【解析】物體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以繩子對(duì)物體的拉力始終等于mg，故A正確；人保持靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，故B錯(cuò)誤；對(duì)人受力分析并正交分解如圖．由平衡條件得N＋mgsinθ＝Mg、f＝mgcosθ，當(dāng)人拉著繩向右跨出一步后，θ將變小，所以f＝mgcosθ會(huì)變大，N＝Mg－mgsinθ也將變大，故C正確，D錯(cuò)誤．整體法和隔離法的應(yīng)用原則1．當(dāng)分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體整體的受力情況及分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí)，宜用整體法．2．在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體各部分)間的相互作用時(shí)常用隔離法．3．整體法和隔離法不是獨(dú)立的，對(duì)一些較復(fù)雜的問(wèn)題，通常需要多次選取研究對(duì)象，交替使用整體法和隔離法．解決共點(diǎn)力平衡問(wèn)題常用的4種方法考點(diǎn)2求解物體靜態(tài)平衡問(wèn)題的常用方法合成法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等，方向相反效果分解法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個(gè)力按力的效果分解，則其分力和其他兩個(gè)力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí)，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件力的三角形法對(duì)受三力作用而平衡的物體，將力的矢量圖平移使三力組成一個(gè)首尾依次相接的矢量三角形，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)求解未知力【答案】A甲

乙

1．動(dòng)態(tài)平衡：“動(dòng)態(tài)平衡”是指物體所受的力一部分是變力，是動(dòng)態(tài)力，力的大小和方向均要發(fā)生變化，但變化過(guò)程中的每一個(gè)狀態(tài)均可視為平衡狀態(tài)，所以叫動(dòng)態(tài)平衡．考點(diǎn)3物體的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題2．分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的方法方法步驟解析法(1)列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)系表達(dá)式(2)根據(jù)已知量的變化情況來(lái)確定未知量的變化情況圖解法(1)根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形邊、角的變化(2)確定未知量大小、方向的變化相似三角形法(1)根據(jù)已知條件畫出不同情況對(duì)應(yīng)的力的三角形和空間幾何三角形，確定對(duì)應(yīng)邊，利用三角形相似知識(shí)列出比例式(2)確定未知量大小的變化情況例3

(2019年天津名校模擬)如圖甲，筆記本電腦散熱底座一般設(shè)置有四個(gè)卡位用來(lái)調(diào)節(jié)角度．某同學(xué)將電腦放在散熱底座上，為了獲得更好的舒適度，由原卡位1調(diào)至卡位4(如圖乙)，電腦始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(

)A．電腦受到的支持力變小B．電腦受到的摩擦力變大C．散熱底座對(duì)電腦的作用力不變D．電腦受到的支持力與摩擦力兩力大小之和等于其重力【答案】C【解析】筆記本電腦受重力、支持力和靜摩擦力，如圖所示．根據(jù)平衡條件有N＝mgcosθ，f＝mgsinθ.由原卡位1調(diào)至卡位4，角度θ減小，支持力N增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由原卡位1調(diào)至卡位4，角度θ減小，靜摩擦力減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；散熱底座對(duì)電腦的作用力的合力是支持力和靜摩擦力的合力，與重力平衡，始終是不變的，選項(xiàng)C正確；電腦受到的支持力與摩擦力兩力的矢量和與重力平衡，但大小的和是變化的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的常見解題思路1．若已知一個(gè)力不變，另一個(gè)力F1方向不變大小變，則用三角形法(或圖解法)處理問(wèn)題，另一個(gè)力F2的最小值條件為F1⊥F2.2．若已知一個(gè)力不變，另一個(gè)力大小不變方向變，則用畫圖法處理問(wèn)題．恰當(dāng)?shù)剡x擇研究對(duì)象是解決物理問(wèn)題的首要環(huán)節(jié)，選擇好對(duì)象對(duì)于解題有很大的幫助.微講堂＋整體法和隔離法的應(yīng)用整體法隔離法概念將加速度相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來(lái)分析的方法將單個(gè)物體作為研究對(duì)象與周圍物體分隔開的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)整體的作用力或系統(tǒng)的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力注意問(wèn)題受力分析時(shí)不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力一般隔離受力較少的物體【答案】BC

練3

(2019屆鎮(zhèn)江名校一模)如圖所示，a、b兩個(gè)質(zhì)量相同的球用線連接，a球用線掛在天花板上，b球放在光滑斜面上，系統(tǒng)保持靜止，以下圖示哪個(gè)是正確的(

)【答案】BA

B

C

D

【解析】對(duì)b球進(jìn)行受力分析，受重力、斜面對(duì)其垂直斜面向上的支持力和細(xì)線的拉力，由于三力平衡時(shí)三個(gè)力中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值、反向、共線，故細(xì)線拉力向右上方，故A圖錯(cuò)誤；再對(duì)a、b兩個(gè)球整體進(jìn)行受力分析，受總重力、垂直斜面向上的支持力和上面細(xì)線的拉力，再次根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件判斷上面的細(xì)線的