2016版紅對勾講與練高三物理人教版總復(fù)習(xí)第二章相互作用3節(jié)受力分析物體平衡

第二章相互作用第3節(jié) 受力分析 物體的平衡課堂效果檢測課前知識梳理課堂考點(diǎn)演練課前知識梳理01自主回顧·打基礎(chǔ)受力分析2．受力分析的一般順序先分析

(重力、電場力、磁場力)，再分析

(彈力、摩擦力)，最后分析其他力．3．受力分析的常用方法(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

和

．①整體法研究外力對物體系統(tǒng)的作用各物體運(yùn)動狀態(tài)相同同時(shí)滿足上述兩個條件即可采用整體法．②隔離法分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(各部分)間相互作用各物體運(yùn)動狀態(tài)不相同物體必須從系統(tǒng)中

出來，獨(dú)立地進(jìn)行

分析，列出方程．(2)假設(shè)法在未知某力是否存在時(shí)，可先對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物體運(yùn)動狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在．答案1．外力 受力圖

2.場力 接觸力3．(1)整體法 隔離法 隔離 受力解析：設(shè)斜面傾角為θ，小球質(zhì)量為m，假設(shè)輕彈簧P對小球的拉力大小恰好等于mg，則小球受二力平衡；假設(shè)輕彈簧Q對小球的拉力等于mgsinθ，小球受到重力、彈簧Q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；如果兩個彈簧對小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保證小球受力平衡，即四力平衡；小球只受單個力的作用，合力不可能為零，小球不可能處于靜止?fàn)顟B(tài)．答案：A共點(diǎn)力作用下物體的平衡3．共點(diǎn)力的平衡條件

或Fx＝0、Fy＝04．平衡條件的推論二力平衡：如果物體在兩個共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小

，方向

．三力平衡：如果物體在三個共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余兩個力的合力大小

，方向

；并且這三個力的矢量可以形成一個矢量

．(3)多力平衡：如果物體在多個共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余幾個力的合力大小

，方向

．答案勻速直線運(yùn)動1．靜止?fàn)顟B(tài)3．F合＝04．(1)相等相反

(2)相等

相反

三角形

(3)相等相反解析：本題考查受力分析，意在考查考生對力的平衡條件、隔離法和整體法的運(yùn)用能力．根據(jù)力的平衡條件，可知木塊受到的靜摩擦力為mgsinα，木塊對斜面的壓力為

mgcosα，則A、B項(xiàng)錯誤；由整體法知，桌面對斜面體的摩擦力為0，支持力為(M＋m)g，則C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確．答案：D課堂考點(diǎn)演練02課堂互動·提能力受力分析畫出受力示意圖，標(biāo)明各力的符號．檢查畫出的每一個力能否找出它的施力物體，檢查分析結(jié)果能否使研究對象處于題目所給的運(yùn)動狀態(tài)，防止發(fā)生漏力、添力或錯力現(xiàn)象．2．受力分析應(yīng)注意的五個問題不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆．對于分析出的物體受到的每一個力，都必須明確其來源，即每一個力都應(yīng)找出其施力物體，不能無中生有．合力和分力不能重復(fù)考慮．區(qū)分性質(zhì)力與效果力：研究對象的受力圖，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．總結(jié)提能關(guān)于受力分析的兩點(diǎn)提醒特別注意運(yùn)動狀態(tài)的分析，物體的受力情況與物體的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)，分析物體受力時(shí)，要注意物體所處的狀態(tài).整體法與隔離法的靈活應(yīng)用，一般先選取整體分析運(yùn)動狀態(tài)，再選取隔離體分析相互作用的內(nèi)力，對于復(fù)雜問題整體法和隔離法要靈活交叉使用.A．細(xì)繩一定對小球有拉力的作用B．輕彈簧一定對小球有彈力的作用

C．細(xì)繩不一定對小球有拉力的作用，但是輕彈簧對小球一定有彈力D．細(xì)繩不一定對小球有拉力的作用，輕彈簧對小球也不一定有彈力解析：本題考查物體的受力分析，意在考查考生的推理能力．若小球與小車一起勻速運(yùn)動，則細(xì)繩對小球無拉力；若小球與小車有向右的加速度a＝gtanα，則輕彈簧對小球無彈力，D正確．答案：D共點(diǎn)力的平衡方法內(nèi)容合成法物體受到幾個力的作用，通過合成的方法將它們簡化成兩個力，這兩個力滿足二力平衡條件：大小相等，方向相反正交分解法將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力，分解在互相垂直的兩個方向上，每一個方向上的力都滿足平衡條件方法內(nèi)容矢量三角形法物體受到同一平面內(nèi)三個互不平行的力的作用，若物體受力平衡，則這三個力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個矢量三角形；若三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個力的合力必定為零，利用矢量三角形法，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識可求得未知力2.兩類典型的平衡問題靜態(tài)平衡問題①靜態(tài)平衡：是指物體或物體系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡；②解題步驟：應(yīng)首先分析物體的受力情況，根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解方程并對結(jié)果進(jìn)行討論．動態(tài)平衡問題①動態(tài)平衡：通過控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個過程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)，在問題的描述中常用“緩慢”等語言敘述；②解題步驟：動態(tài)平衡問題一般應(yīng)用圖解法求解，步驟如下：a．選某一狀態(tài)對物體進(jìn)行受力分析；

b．根據(jù)平衡條件畫出力的平行四邊形或矢量三角形；

c．根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形或矢量三角形的邊角變化；d．確定未知量大小、方向的變化．總結(jié)提能關(guān)于圖解法的兩點(diǎn)提醒適用類型：圖解法分析物體動態(tài)平衡問題時(shí)，一般物體只受三個力作用，且其中一個力大小、方向均不變，另一個力的方向不變，第三個力大小、方向均變化.最值分析：當(dāng)大小方向均可改變的分力與方向不變、大小可變的分力垂直時(shí)，其中方向可變的分力存在最小值.若左端繩子下移到A1點(diǎn)，重新平衡后繩子上的拉力將變大若左端繩子下移到A1點(diǎn)，重新平衡后繩子上的拉力將不變?nèi)粲叶死K子下移到B1點(diǎn)，重新平衡后繩子上的拉力將變大若右端繩子下移到B1點(diǎn)，重新平衡后繩子上的拉力將不變解析：設(shè)繩子長度為L，A、B間水平距離為d，繩子與豎直方向的夾角為α，繩子拉力為T，物塊重力為G，根據(jù)平衡條件可得2Tcosα＝G，且由幾何關(guān)系可得Lsinα＝d，左端繩子下移到A1點(diǎn)，重新平衡后，考慮到d不變，L不變，故依然滿足Lsinα＝d，繩子與豎直方向的夾角不變，繩子上的拉力不變，故B對；右端繩子下移到B1點(diǎn)，重新平衡后，考慮到d變大，L不變，故繩子與豎直方向的夾角α將增大，根據(jù)力的合成知識可知，等大的兩個分力的合力不變時(shí)，夾角越大分力越大，故C對．答案：BC共點(diǎn)力平衡的臨界和極值問題2．極值問題平衡物體的極值，一般是指在力的變化過程中的最大值和最小值問題．球A

在豎直方向的平衡方程為GA＝FNsin45°三角形劈的平衡方程為Ffm＝FN′sin45°FNB＝G＋FN′cos45°N另有

F

′＝μG22

(1－μ)N

N，F(xiàn)

＝F

′A代入可得

G

＝μ1－μG總結(jié)提能解決臨界極值問題時(shí)應(yīng)注意的問題(1)求解平衡中的臨界問題和極值問題時(shí)，首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析，找出平衡的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn).(2)臨界條件必須在變化中去尋找，不能停留在一個狀態(tài)來研究臨界問題，而是把某個物理量推向極端，即極大和極小，并依此做出科學(xué)的推理分析，從而給出判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論.在△OTBT中，∠TOTB＝90°－α又∠OTTB＝∠TOA＝β，故∠OTBT＝180°－(90°－α)－β＝90°＋α－βsinβ由正弦定理得TB

＝Tsin(90°＋α－β)②B聯(lián)立①②解得T

＝

Gsinβ

cos(α－β)因β不變，故當(dāng)α＝β＝30°時(shí)，TB最小，且TB＝Gsinβ＝G/2.答案：30°G22．整體法和隔離法的使用技巧當(dāng)分析相互作用的兩個或兩個以上物體整體的受力情況及分析外力對系統(tǒng)的作用時(shí)，宜用整體法；而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個物體各部分)間的相互作用時(shí)常用隔離法．整體法和隔離法不是獨(dú)立的，對一些較復(fù)雜問題，通常需要多次選取研究對象，交替使用整體法和隔離法．A．A對地面的壓力等于(M＋m)gB．A對地面的摩擦力方向向左C．B對A的壓力大小為R＋rRmgRD．細(xì)線對小球的拉力大小為r

mg名師點(diǎn)睛整體法和隔離法的選用技巧當(dāng)物理情境中涉及物體較多時(shí)，就要考慮采用整體法和隔離法．(1)整體法研究外力對物體系統(tǒng)的作用各物體運(yùn)動狀態(tài)相同同時(shí)滿足上述兩個條件即可采用整體法．(2)隔離法分析系統(tǒng)內(nèi)各物體、各部分間的相互作用各物體的運(yùn)動狀態(tài)同或不同均可必須將物體從系統(tǒng)中隔離出來，單獨(dú)地進(jìn)行受力分析，列出方程．(3)整體法和隔離法的交替運(yùn)用對于一些復(fù)雜問題，比如連接體問題，通常需要多次選用研究對象，這樣整體法和隔離法要交替使用.A．A

與B

之間一定存在摩擦力B．B與地面之間一定存在摩擦力C．B

對A

的支持力一定小于mgD．地面對B

的支持力的大小一定等于(M＋m)g解析：以A

為研究對象，若力F

沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力，則A

與B

之間不存在摩擦力，選項(xiàng)

A

錯誤．若力F

和A

的重力mg

在垂直斜面方向的分力之和大于mg，則由牛頓第