高考物理總復(fù)習(xí) 第2章 第3講 受力分析、共點(diǎn)力作用下物體的平衡課件 新人教版.ppt

第二章相互作用 第三講受力分析 共點(diǎn)力作用下物體的平衡 知識(shí)點(diǎn)一受力分析1 定義 把指定物體 或研究對(duì)象 在特定的物理環(huán)境中把所有都分析出來(lái) 并畫(huà)出 這個(gè)過(guò)程就是受力分析 2 受力分析的順序先找 重力 電場(chǎng)力 磁場(chǎng)力 再找 彈力 摩擦力 最后分析其他力 外力 受力圖 場(chǎng)力 接觸力 1 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)的施力物體 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)生形變或改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 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 3 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) 進(jìn)而分析周圍物體有哪些對(duì)它施加了力的作用 3 畫(huà)受力示意圖 邊分析邊將力一一畫(huà)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) 1 2013 濟(jì)南檢測(cè) 如圖所示 物體a在豎直向上的拉力f的作用下能靜止在斜面上 關(guān)于a受力的個(gè)數(shù) 下列說(shuō)法中正確的是 a a一定受兩個(gè)力作用b a一定受四個(gè)力作用c a可能受三個(gè)力作用d a受兩個(gè)力或者四個(gè)力作用 解析 若f等于物體重力 a受重力和拉力f兩個(gè)力作用 若f小于物體重力 a受重力 拉力f 支持力和摩擦力四個(gè)力作用 選項(xiàng)d正確 答案 d 知識(shí)點(diǎn)二共點(diǎn)力的平衡1 共點(diǎn)力作用于物體的或力的相交于一點(diǎn)的力 2 平衡狀態(tài) 1 物體保持或的狀態(tài) 2 通過(guò)控制某些物理量 使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢變化的過(guò)程 動(dòng)態(tài)平衡 同一點(diǎn) 作用線 靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng) 0 0 0 相等 相反 平衡力 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) 其中任何一個(gè)力與其余兩個(gè)力的合力大小 方向 并且這三個(gè)力的矢量可以形成 3 多力平衡 如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài) 其中任何一個(gè)力與其余幾個(gè)力的合力大小 方向 相等 相反 一個(gè)封閉的矢量三角形 相等 相反 1 處理平衡問(wèn)題常用的方法 2 處理動(dòng)態(tài)平衡 臨界與極值問(wèn)題的常用方法 2 如圖所示 傾角為 的光滑斜面放在水平面上 斜面上用固定的豎直板擋住一個(gè)質(zhì)量為m的光滑小球 當(dāng)整個(gè)裝置沿水平面以速度v勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí) 以下說(shuō)法中正確的是 a 斜面對(duì)小球的彈力大小為mgcos b 豎直板對(duì)小球的彈力大小為mgtan c 豎直板對(duì)小球的彈力大小為0d 斜面和豎直板對(duì)小球的作用力的合力水平向左 答案 b 2011 山東高考 如圖所示 將兩相同的木塊a b置于粗糙的水平地面上 中間用一輕彈簧連接 兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁上 開(kāi)始時(shí)a b均靜止 彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài) 兩細(xì)繩均有拉力 a所受摩擦力ffa 0 b所受摩擦力ffb 0 現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷 則剪斷瞬間a ffa大小不變b ffa方向改變c ffb仍然為零d ffb方向向右 本題考查對(duì)彈簧和輕繩上彈力的分析 輕繩的彈力可以在瞬間突變 而彈簧的彈力發(fā)生變化需要一段時(shí)間 解析 彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài) 彈簧對(duì)物體施加的是拉力 先對(duì)物體b進(jìn)行受力分析 在輕繩未剪斷時(shí) b在水平方向上受到兩個(gè)力的作用 向左的彈簧的拉力和向右的繩的拉力 在突然剪斷細(xì)繩時(shí) 彈簧的拉力還沒(méi)有發(fā)生變化 即彈簧的長(zhǎng)度沒(méi)有變化 物體b具有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì) 所以要受到一個(gè)與彈簧拉力方向相反的摩擦力 c錯(cuò)誤 d正確 對(duì)物體a受力分析 在剪斷細(xì)繩前后 物體a的位置沒(méi)有發(fā)生變化 受到的彈簧拉力和細(xì)繩拉力沒(méi)有發(fā)生變化 故它所受到的摩擦力沒(méi)有發(fā)生變化 a正確 b錯(cuò)誤 答案 ad 受力分析的基本思路 變式訓(xùn)練 1 2013 福建六校聯(lián)考 如圖所示 水平桌面上疊放著a b兩物體 b物體受力f作用 a b一起相對(duì)地面向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 則b物體的受力個(gè)數(shù)為 a 4個(gè)b 5個(gè)c 6個(gè)d 7個(gè) 解析 先用隔離法 選取a為研究對(duì)象 a必受到b對(duì)其施加的水平向左的摩擦力 所以a對(duì)b施加了水平向右的摩擦力 再運(yùn)用整體法 選取a和b組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象 系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng) 合力方向向后 即地面對(duì)系統(tǒng)或b物體施加了水平向左的摩擦力 最后再選取b為研究對(duì)象 其共受到6個(gè)力的作用 豎直向下的重力 a對(duì)其豎直向下的壓力和水平向左的摩擦力 地面對(duì)它豎直向上的支持力和水平向左的摩擦力以及水平拉力f 答案 c 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn) 1 a b一起向右勻速運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng)合力為零 2 a與桿間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力 3 風(fēng)對(duì)b球的風(fēng)力始終沿水平方向 解析 先取a b整體為研究對(duì)象受力分析如圖甲所示 由平衡條件得 fan ma mb g ffa f 可知桿對(duì)a的支持力與風(fēng)力f無(wú)關(guān) c正確 答案 c 整體法與隔離法是分析系統(tǒng)平衡 或動(dòng)態(tài)平衡 問(wèn)題的常用方法 分析系統(tǒng)外力時(shí) 優(yōu)先考慮整體法 分析系統(tǒng)內(nèi)力時(shí) 優(yōu)先考慮隔離法 有時(shí)即使分析系統(tǒng)外力 也必須采用隔離法先分析某些物理量及其變化 變式訓(xùn)練 2 2013 浙江四校聯(lián)考 如圖所示 物體a放在斜面體b上 a恰能沿斜面勻速下滑 而斜面體b靜止不動(dòng) 若沿斜面方向用力向下推此物體a 使物體a沿斜面加速下滑 則此時(shí)斜面體b受地面的摩擦力 a 方向水平向右b 方向水平向左c 大小為零d 無(wú)法判斷大小和方向 解析 根據(jù)物體a放在斜面體b上 a恰能沿斜面勻速下滑 把物體和斜面看作整體 可判斷出此時(shí)斜面體b受地面的摩擦力大小為零 此時(shí)斜面體b受a的滑動(dòng)摩擦力 沿斜面方向用力向下推此物體a 此時(shí)斜面體b受a的滑動(dòng)摩擦力不變 此時(shí)斜面體b受地面的摩擦力大小仍為零 選項(xiàng)c正確 答案 c 16分 物體a的質(zhì)量為2kg 兩根輕細(xì)繩b和c的一端連接于豎直墻上 另一端系于物體a上 在物體a上另施加一個(gè)方向與水平線成 角的拉力f 相關(guān)幾何關(guān)系如圖所示 60 若要使兩繩都能伸直 求拉力f的大小范圍 g取10m s2 本題可以利用解析法進(jìn)行分析 通過(guò)列出的平衡方程求出繩b和繩c的拉力表達(dá)式 若要使兩繩都伸直 則必須保證兩繩的拉力都大于或等于零 進(jìn)而求出f的極值 解決臨界極值問(wèn)題的常用方法1 圖解法 當(dāng)物體所受的力變化時(shí) 根據(jù)物體的受力特點(diǎn)進(jìn)行受力分析 畫(huà)出平行四邊形或三角形 注意明確各個(gè)力的變化量和不變量 結(jié)合數(shù)學(xué)規(guī)律對(duì)比分析 使動(dòng)態(tài)問(wèn)題靜態(tài)化 抽象問(wèn)題形象化 問(wèn)題將變得易于分析處理 2 解析法 分析研究對(duì)象的受力情況 將力按作用效果分解或正交分解 根據(jù)平衡條件列出方程 并推導(dǎo)出未知量的函數(shù)表達(dá)式 再根據(jù)已知量的變化情況結(jié)合函數(shù)關(guān)系確定未知量的大小或方向的變化情況 變式訓(xùn)練 3 如圖所示 兩個(gè)質(zhì)量均為m的小環(huán)套在一水平放置的粗糙長(zhǎng)桿上 兩根長(zhǎng)度均為l的輕繩一端系在小環(huán)上 另一端系在質(zhì)量為m的木塊上 兩個(gè)小環(huán)之間的距離也為l 小環(huán)保持靜止 試求 1 小環(huán)對(duì)桿的壓力 2 小環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 至少為多大 2012 新課標(biāo)全國(guó)高考 如圖所示 一小球放置在木板與豎直墻面之間 設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為n1 球?qū)δ景宓膲毫Υ笮閚2 以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸 將木板從圖示位置開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置 不計(jì)摩擦 在此過(guò)程中 a n1始終減小 n2始終增大b n1始終減小 n2始終減小c n1先增大后減小 n2始終減小d n1先增大后減小 n2先減小后增大 解析 取小球?yàn)檠芯繉?duì)象 小球受到重力g 豎直墻面對(duì)小球的壓力n1和木板對(duì)小球的支持力n2 大小等于n2 三個(gè)力作用 如圖所示 n1和n2 的合