（全國通用版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 2.3 受力分析 共點(diǎn)力的平衡課件.ppt

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1、第3講 受力分析共點(diǎn)力的平衡,【知識導(dǎo)圖】,受力示意圖,已知力,重力,彈力,摩擦力,靜止,勻速直線運(yùn)動(dòng),相等,相反,【微點(diǎn)撥】 1.受力分析的四點(diǎn)注意: (1)只分析研究對象所受的力,不分析研究對象對其他物體的作用力。 (2)只分析外力,不分析內(nèi)力。 (3)只分析性質(zhì)力,不分析效果力。 (4)分力、合力不要重復(fù)分析。,2.記憶口訣: 力學(xué)問題方法多,整體隔離和假設(shè); 整體只需看外力,求解內(nèi)力隔離做; 狀態(tài)相同用整體,否則隔離用得多; 假設(shè)某力有或無,根據(jù)計(jì)算來定奪; 極限法抓臨界態(tài),程序法按順序做; 正交分解選坐標(biāo),軸上矢量盡量多。,【慧眼糾錯(cuò)】 (1)物體沿光滑斜面下滑時(shí),物體受到重力、支持

2、力和 下滑力的作用。 糾錯(cuò):____________________。 (2)對物體進(jìn)行受力分析時(shí)不用區(qū)分外力與內(nèi)力,兩者 都要同時(shí)分析。 糾錯(cuò):________________________________。,下滑力不存在,應(yīng)去掉,受力分析時(shí)只考慮外力,不考慮內(nèi)力,(3)速度等于零的物體一定處于平衡狀態(tài)。 糾錯(cuò):___________________________________________ _________________。 (4)物體在緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的狀態(tài)屬于不平衡狀態(tài)。 糾錯(cuò):___________________________________________ ______

3、_____。,合外力等于零時(shí)物體處于平衡狀態(tài),速度為零時(shí),,合外力不一定為零,緩慢運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為加速度為零,即合外力為零,應(yīng)屬,于平衡狀態(tài),(5)物體處于平衡狀態(tài)時(shí),其所受的作用力必定為共點(diǎn)力。 糾錯(cuò):___________________________________________ _________。 (6)三個(gè)力F1、F2、F3平衡,若將F1轉(zhuǎn)動(dòng)90,三個(gè)力的 合力大小為F1。 糾錯(cuò):_____________________________。,物體處于平衡狀態(tài),說明所受合力為零,但不一定,是共點(diǎn)力,此時(shí)三個(gè)力的合力大小應(yīng)為 F1,考點(diǎn)1受力分析 【典題探究】 (2018天水模擬)如圖所

4、示,矩形物塊A和楔形物塊B、C疊放在水平地面上,B物塊上表面水平。水平向左的力F作用在B物塊上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),則以下說法正確的是() 導(dǎo)學(xué)號04450035,A.物塊A的受力個(gè)數(shù)為4個(gè) B.物塊B的受力個(gè)數(shù)為4個(gè) C.地面對物塊C的支持力小于三者重力之和 D.地面對物塊C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,【解析】選D。對A進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件知A只 受重力和支持力2個(gè)力的作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;對B進(jìn)行受力 分析,有重力、壓力、C施加的垂直斜面斜向上的支持 力、拉力F,根據(jù)平衡條件還有C施加的平行斜面斜向上 的摩擦力,共5個(gè)力的作用,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;以A、B、C整體 為研究對象進(jìn)行受力分析

5、,根據(jù)平衡條件知地面對物塊,C的支持力等于三者重力之和,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;對A、B、C整體進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件知地面對物塊C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,選項(xiàng)D正確。,【通關(guān)秘籍】 1.受力分析的四個(gè)步驟:,2.受力分析的四種方法:,【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.(2018張掖模擬)如圖所示,桌面上固定一個(gè)光滑豎直擋板,現(xiàn)將一個(gè)長方形物塊A與截面為三角形的墊塊B疊放在一起,用水平外力F緩緩向左推動(dòng)B,使A緩慢升高,設(shè)各接觸面均光滑,則該過程中(),A.A和B均受三個(gè)力作用而平衡 B.B對桌面的壓力越來越大 C.A對B的壓力越來越小 D.推力F的大小恒定不變,【解析】選D。A受到重力、擋板的彈力和B 的

6、支持力三個(gè)力,B受到重力、A的壓力、地 面的支持力和推力F四個(gè)力,故A錯(cuò)誤;當(dāng)B向 左移動(dòng)時(shí),B對A的支持力和擋板對A的支持力方向均不 變,根據(jù)平衡條件知,這兩個(gè)力大小保持不變,則A對B的 壓力也保持不變,對整體受力分析如圖所示,由平衡條,件知,F=FN1,擋板對A的支持力FN1不變,則推力F不變,桌面對整體的支持力FN=G總,保持不變,則B對桌面的壓力不變,故B、C錯(cuò)誤,D正確。,2.(多選)如圖所示,質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩個(gè)楔形物體疊放在一起,B靠在豎直墻壁上,在水平力F的作用下,A、B靜止不動(dòng),則(),A.A物體受力的個(gè)數(shù)可能為3 B.B受到墻壁的摩擦力方向可能向上,也可能向下

7、C.力F增大(A、B仍靜止),A對B的壓力也增大 D.力F增大(A、B仍靜止),墻壁對B的摩擦力也增大,【解析】選A、C。隔離A物體,若A、B間沒有靜摩擦力,則A受重力、B對A的支持力和水平力F三個(gè)力作用,選項(xiàng)A正確;將A、B看作一個(gè)整體,整體在豎直方向上受到重力和摩擦力,所以墻對B的摩擦力方向只能向上,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若F增大,則F在垂直B斜面方向的分力增大,所以A對B的壓力增大,選項(xiàng)C正確;對A、B整體受力分析,由平衡條件知,豎直方向上有Ff=GA+GB,因此當(dāng)水平力F增大時(shí),墻壁對B的摩擦力不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,【加固訓(xùn)練】 (2018吉林模擬) 如圖所示,兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上,A

8、、B之間的接觸面傾斜。A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上,關(guān)于兩木塊的受力,下列說法正確的是(),A.A、B之間一定存在摩擦力作用 B.木塊A可能受三個(gè)力作用 C.木塊A一定受四個(gè)力作用 D.木塊B受到地面的摩擦力一定向右,【解析】選B。如果A受到重力、墻面對它的彈力和B對它的支持力,這三個(gè)力恰好平衡,則A、B之間沒有摩擦力,故A、C錯(cuò)誤,B正確;以A、B整體為研究對象,同理可得D錯(cuò)誤。,考點(diǎn)2共點(diǎn)力的平衡 【典題探究】 【典例2】(2016全國卷)如圖,兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上:一細(xì)線穿過兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為m的小球。在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊。平衡時(shí),a、b間

9、的距離恰好等于圓弧的半徑。不計(jì)所有摩擦。小物塊的質(zhì)量為(),A. B. C.mD.2m,【解析】選C。設(shè)小物塊的質(zhì)量為m1。 如圖,由細(xì)線上的張力處處相等知F1= F2=mg,由平衡時(shí)a、b間的距離恰好等 于圓弧的半徑,結(jié)合幾何知識知1=2=3=30, =120;結(jié)點(diǎn)受力F1、F2、m1g,由平衡條件得m1g= F1=F2=mg,故m1=m。選項(xiàng)C正確。,【通關(guān)秘籍】 解決平衡問題的基本思路,【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.(2018大連模擬)如圖所示,開口向 下的“”形框架,兩側(cè)豎直桿光滑 固定,上面水平橫桿中點(diǎn)固定一定滑輪, 兩側(cè)桿上套著的兩滑塊用輕繩繞過定滑輪相連,并處于,靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)連接滑塊A的繩

10、與水平方向夾角為,連接滑塊B的繩與水平方向的夾角為2,則A、B兩滑塊的質(zhì)量之比為 導(dǎo)學(xué)號04450036() A.12cosB.2cos1 C.2sin1D.12sin,【解析】選A。設(shè)繩的拉力為FT,對兩個(gè)滑塊分別受力 分析,如圖所示,根據(jù)平衡條件得,mAg=FTsin,mBg= FTsin2,解得 ,選項(xiàng)A正確。,2.如圖所示,質(zhì)量為m的光滑球體夾在 豎直墻和斜面體之間靜止,斜面體質(zhì) 量也為m,傾角=45,斜面體與水 平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(0.5<<1),斜面體與地面 間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,若增加球體的質(zhì)量, 且使斜面體靜止不動(dòng),則可增加的最大質(zhì)量為(),A.mB. m

11、 C. mD. m,【解析】選C。對整體受力分析如圖甲所示,斜面體與 地面間的最大靜摩擦力為Ffm=2mg,對球體受力分析 如圖乙所示,則F1=mgtan45,由以上可知斜面體與地 面間的靜摩擦力Ff=mgtan45,增加球體的質(zhì)量,要使 斜面體靜止不動(dòng),則(m+m)gtan45(2m+m)g, 解得m m,選項(xiàng)C正確。,【加固訓(xùn)練】 (2018濰坊模擬)如圖所示,傾角=30的光滑斜面上固定有豎直光滑擋板P,質(zhì)量相同的橫截面為直角三角形的兩物塊A、B疊放在斜面與擋板之間,且A與B間的接觸面水平,則A對B的壓力與B對斜面的壓力之比應(yīng)為(),A.21B. 2C. 1D. 4,【解析】選D。設(shè)A

12、、B的質(zhì)量都為m,A處于靜止?fàn)顟B(tài),對A進(jìn)行受力分析可知,B對A的支持力等于A的重力,結(jié)合牛頓第三定律可知,A對B的壓力FN=mg,把AB看成一個(gè)整體,對整體受力分析可知:整體受到重力2mg,斜面的支持力FN1,擋板的壓力FN2,根據(jù)平衡條件得:cos 30=,,解得FN1= mg,所以B對斜面的壓力FN1= mg,則 。故選D。,考點(diǎn)3動(dòng)態(tài)平衡及其臨界和極值問題 【典題探究】 【典例3】(多選)(2017全國卷)如圖,柔 軟輕繩ON的一端O固定,其中間某點(diǎn)M拴一重 物,用手拉住繩的另一端N。初始時(shí),OM豎直 且MN被拉直,OM與MN之間的夾角為 ( )?，F(xiàn)將,重物向右上方緩慢拉起,并

13、保持夾角不變。在OM由豎直被拉到水平的過程中() 導(dǎo)學(xué)號04450037 A.MN上的張力逐漸增大 B.MN上的張力先增大后減小 C.OM上的張力逐漸增大 D.OM上的張力先增大后減小,【解題探究】 (1)解答本題有哪些物理方法? 提示:本題可以用解析法、圖解法進(jìn)行求解。 (2)在此過程中,哪個(gè)物理量沒有發(fā)生變化? 提示:重力是不變的。,【解析】選A、D。以重物為研究對象, 它受三個(gè)力即重力mg 、繩OM段的拉力 FO、 NM段的拉力FN的作用處于平衡狀 態(tài)。考慮到力mg不變,FO與FN的夾角不變,當(dāng)FO由豎直向 上變?yōu)樗较蜃髸r(shí),作出如圖所示的力矢量圖,由圖可 知:FN一直變大,FO先變大后

14、減小。,【通關(guān)秘籍】 1.解決動(dòng)態(tài)平衡的“兩種”常用方法: (1)解析法:利用物體受力平衡寫出未知量與已知量的關(guān)系表達(dá)式,根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況,利用臨界條件確定未知量的臨界值。,(2)圖解法:根據(jù)已知量的變化情況,畫出平行四邊形的邊角變化,確定未知量大小、方向的變化,確定未知量的臨界值。,2.解決極值和臨界問題的三種方法:,【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.如圖所示,用兩根等長輕繩將木板懸 掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn),制成一簡 易秋千,某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一 小段,但仍能保持等長且懸掛點(diǎn)不變。木板靜止時(shí),F1 表示木板所受合力的大小,F2表示單根輕繩對木板拉力 的大小,則維修后(),A

15、.F1不變,F2變大B.F1不變,F2變小 C.F1變大,F2變大D.F1變小,F2變小,【解析】選A。對木板受力分析如圖所示,木板靜止,所 受合力為零,即F1不變;將兩輕繩各減去一小段,木板再 次靜止,兩繩之間的夾角變大,由2F2cos =mg,知 F2= ,則F2變大,A正確。,2.如圖所示,一光滑小球靜置在光滑半球面上,被豎直放置的光滑擋板擋住。現(xiàn)水平向右緩慢地移動(dòng)擋板,則在小球運(yùn)動(dòng)的過程中(該過程小球未脫離球面且球面始終靜止),擋板對小球的推力F、半球面對小球的支持力FN的變化情況是(),A.F增大,FN減小B.F增大,FN增大 C.F減小,FN減小D.F減小,FN增大,【解析】選B

16、。某時(shí)刻小球的受力情況如圖所示,設(shè)小 球與半球面的球心連線與豎直方向的夾角為,則 F=mgtan ,FN= ,隨著擋板向右移動(dòng),角越來 越大,則F和FN都要增大。故選項(xiàng)B正確。,3.(2018保定模擬)如圖所示,斜面頂 端固定有半徑為R的輕質(zhì)滑輪,用不可 伸長的輕質(zhì)細(xì)繩將半徑為r的球沿斜面 緩慢拉升。不計(jì)各處摩擦,且Rr。設(shè)繩對球的拉力為F,斜面對球的支持力為FN,則關(guān)于F和FN的變化情況,下列說法正確的是導(dǎo)學(xué)號04450038(),A.F一直增大,FN一直減小 B.F一直增大,FN先減小后增大 C.F一直減小,FN保持不變 D.F一直減小,FN一直增大,【解析】選A。小球受到三個(gè)力作用,重

17、力G為恒力,斜面的支持力FN方向垂直斜面向上,當(dāng)球沿斜面上升時(shí),細(xì)繩的拉力F與豎直方向的夾角減小,畫出受力的矢量三角形如圖所示,則FN減小,F增大,A正確。,【加固訓(xùn)練】 (2016全國卷)質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O,如圖所示。用T表示繩OA段拉力的大小,在O點(diǎn)向左移動(dòng)的過程中(),A.F逐漸變大,T逐漸變大 B.F逐漸變大,T逐漸變小 C.F逐漸變小,T逐漸變大 D.F逐漸變小,T逐漸變小,【解析】選A。用水平向左的力F緩慢拉動(dòng)繩的中點(diǎn)O向 左移動(dòng)的過程中,作O點(diǎn)受力分析圖如圖所示,根據(jù)物體 的平衡條件可得:F=mgtan,T= 。由于O點(diǎn)向左移 動(dòng),角不斷增大,所以F和T都逐漸變大,選項(xiàng)A正確。,