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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,物理,课标版,第4讲受力分析共点力平衡,1/27,考点一受力分析,1.受力分析是把指定物体(或研究对象)在特定物理环境中受到,全部外力都分析出来,并画出物体,受力,图过程。,2.受力分析普通次序,先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最,后分析其它力。,2/27,3.受力分析步骤,(1)明确,研究对象,即确定分析受力物体。,(2)隔离物体分析将研究对象从周围物体中,隔离,出来,进而,分析周围有哪些物体对它施加了力作用。,(3)画出受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标,出,力方向,。,(4)检验画出每一个力能否找出它,施力物体,检验分析结果,能否使研究对象处于题目所给运动状态,不然,必定发生了漏力、添,力或错力现象。,3/27,(1)对物体受力分析时,只能画该物体受到力,其它物体受到力不能,画在该物体上。,(),(2)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力作用。,(),答案,(1)(2),4/27,1.受力分析时,应注意以下几点,(1)只分析依据性质命名力,不要把按效果命名、分解或合成力,分析进去,受力图完成后再进行力合成或分解;,(2)找不到施力物体力一定不存在;,(3)受力情况与运动状态必须满足牛顿运动定律;,(4)对几个物体组成系统进行受力分析时,只分析外力,不分析系统内,物体之间内力。,5/27,2.受力分析惯用方法,(1)整体法和隔离法,研究系统外物体对系统整体作用力时,通惯用整体法。,研究系统内部各物体之间相互作用力时,通惯用隔离法。,(2)假设法,在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在,假设,然后再就该力存在是否对物体运动状态影响来判断该力是否,存在。,6/27,1-1(湖北沙市中学)在恒力,F,作用下,a,、,b,两物体一起沿粗糙竖直,墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况说法正确是,(),A.,a,一定受到4个力,B.,b,可能受到4个力,C.,a,与墙壁之间一定有弹力和摩擦力,D.,a,与,b,之间不一定有摩擦力,7/27,答案,A对物体,b,受力分析,受重力、支持力和摩擦力,处于三力平衡,状态,故B、D错误;对物体,a,、,b,整体受力分析,受重力、推力,F,若墙壁对,整体有弹力,水平方向不能平衡,故墙壁对整体没有弹力,故也没有摩擦,力;最终对物体,a,受力分析,受推力、重力、物体,b,对其压力和静摩擦,力,即物体,a,共受4个力,故A正确,C错误。,8/27,1-2,(内蒙古集宁一中月考)如图所表示,A,和,B,两物块接触面是水,平,A,与,B,保持相对静止一起沿固定粗糙斜面匀速下滑,在下滑过程中,B,受力个数为,(),A.3B.4C.5D.6,9/27,答案,B先以,A,为研究对象,分析受力情况:受重力、,B,对,A,竖直向上,支持力,B,对,A,没有摩擦力,不然,A,不会匀速运动。再对,B,研究,B,受到重,力、,A,对,B,竖直向下压力,斜面支持力和滑动摩擦力,共4个力,B正,确。,10/27,从力概念判断,寻找对应施力物体,从力性质判断,寻找产生原因,从力效果判断,寻找是否发生形变或改变物体运动状态(即是否产生了加速度),从力相互性判断,从力反作用角度去寻找,方法指导,在受力分析时碰到不能确定力,可用以下方法进行判断。,11/27,考点二解答平衡问题基本方法,一、共点力平衡,1.平衡状态:物体处于,静止,或,匀速直线运动,状态。,2.共点力平衡条件:,F,合,=,0,或,12/27,二、平衡条件推论,1.二力平衡,假如物体在两个共点力作用下处于平衡状态,这两个力必定大小,相等,方向,相反,为一对,平衡力,。,2.三力平衡,(1)假如物体在三个共点力作用下处于平衡状态,其中任意两个力,协力一定与第三个力大小,相等,、方向,相反,。,(2)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,表示这三个力有向线,段经过平移可组成封闭三角形。,(3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,如图所表示,则有:,=,13/27,=,。,3.多力平衡,假如物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力协力,大小,相等,方向,相反,。,14/27,(1)速度等于零物体一定处于平衡状态。,(),(2)物体平衡状态是指物体处于静止或速度等于零状态。,(),(3)物体处于平衡状态时,加速度等于零。,(),(4)二力平衡时,这两个力必定等大反向。,(),(5)若物体受到三个力,F,1,、,F,2,、,F,3,作用而平衡,将,F,1,转动90,时,三个力,协力大小为,F,1,。,(),(6)多个共点力平衡时,其中任何一个力与其余各力协力大小相等、,方向相反。,(),答案,(1),(2),(3)(4)(5)(6),15/27,合成法,物体受三个共点力作用而平衡,则任意两个力协力一定与第三个力大小相等,方向相反,分解法,物体受三个共点力作用而平衡,将某一个力按力效果分解,则其分力和其它两个力满足平衡条件,正交分,解法,物体受到三个或三个以上力作用时,将物体所受力分解为相互垂直两组,每组力都满足平衡条件,力三,角形法,对受三个力作用而平衡物体,将力平移使三力组成一个首尾依次相接矢量三角形,依据正弦定理、余弦定理或相同三角形等数学知识求解未知力,拉密定,理法,物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,如图所表示,则有(拉,密定理):=。,1.求解平衡问题惯用方法,16/27,2.惯用数学工具,(1)力三角形为直角三角形:三角函数,勾股定理等。,(2)力三角形为斜三角形:三角形相同,正、余弦定理等。,17/27,2-1,(课标,17,6分)如图,两个轻环,a,和,b,套在位于竖直面内一段,固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为,m,小球。在,a,和,b,之间细线上悬挂一小物块。平衡时,a,、,b,间距离恰好等于圆弧半,径。不计全部摩擦。小物块质量为,(),A.,B.,m,C.,m,D.2,m,18/27,答案,C因为物块经过挂钩悬挂在线上,细线穿过圆环且全部摩擦都,不计,可知线上各处张力都等于小球重力,mg,。如图所表示,由对称性可,知,a,、,b,位于同一水平线上,物块处于圆心,O,点正上方,则1=2,3=,4,1=5。因圆弧对轻环弹力沿圆弧半径方向,且轻环重力不计,由,平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称,则5=6,由几何关系得,1=2=5=6=30,3=4=60,。再由物块受力平衡有,mg,cos 60,+,mg,cos 60,=,Mg,故有,M,=,m,C正确。,19/27,2-2,(多项选择)如图所表示,重物质量为,m,轻细绳,AO,和,BO,A,端、,B,端是固,定。平衡时,AO,是水平,BO,与水平方向夹角为,。,AO,拉力,F,1,和,BO,拉力,F,2,大小是,(),A.,F,1,=,mg,cos,B.,F,1,=,C.,F,2,=,mg,sin,D.,F,2,=,20/27,解直角三角形得,F,1,=,F,2,=,故选项B、D正确。,解法二:(分解法),用效果分解法求解。,F,2,共产生两个作用效果,一个是水平方向沿,A,O,拉绳子,AO,另一个是拉着竖直方向绳子。如图乙所表示,将,F,2,分解在这,两个方向上,结协力平衡等知识得:,答案,BD解法一:(合成法),由平行四边形定则,作出,F,1,、,F,2,协力,F,12,如图甲所表示,又考虑到,F,12,=,mg,21/27,F,1,=,F,2,=,F,2,=,=,。,显然,也能够按,F,3,(或,F,1,)产生效果分解,F,3,(或,F,1,)来求解此题。,解法三:(正交分解法),将,O,点受力沿水平方向、竖直方向正交分解,如图丙所表示。由力平,衡条件得,F,2,cos,-,F,1,=0,F,2,sin,-,mg,=0,解得,F,2,=,F,1,=,。,解法四:(力三角形法),结点,O,受到,F,1,、,F,2,和,F,3,作用处于平衡状态,画出受力分析图,再将三个力,22/27,矢量平移到一个三角形中,三力组成首尾依次相接封闭三角形,如,图丁所表示。,丁,则由直角三角形知识可知:,F,1,=,F,2,=,。,解法五:(拉密定理法),23/27,对,O,点受力分析,如图戊所表示,依据拉密定理有:,戊,=,=,则,F,1,=,mg,=,F,2,=,mg,=,24/27,2-3,(课标,19,6分)(多项选择)如图,一光滑轻滑轮用细绳,OO,悬挂,于,O,点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块,a,另一端系一位于水平粗糙,桌面上物块,b,。外力,F,向右上方拉,b,整个系统处于静止状态。若,F,方,向不变,大小在一定范围内改变,物块,b,仍一直保持静止,则(),A.绳,OO,张力也在一定范围内改变,B.物块,b,所受到支持力也在一定范围内改变,C.连接,a,和,b,绳张力也在一定范围内改变,D.物块,b,与桌面间摩擦力也在一定范围内改变,25/27,答案,BD系统处于静止状态,连接,a,和,b,绳张力大小,T,1,一直等于,物块,a,重力,G,a,C项错误;以,O,点为研究对象,受力分析如图甲所表示,T,1,恒,定,夹角,不变,由平衡条件知,绳,OO,张力,T,2,恒定不变,A项错误;以,b,为,研究对象,受力分析如图乙所表示,则,F,N,+,T,1,cos,+,F,sin,-,G,b,=0,f,+,T,1,sin,-,F,cos,=0,F,N,、,f,均随,F,改变而改变,故B、D项正确。,26/27,方法指导,分析三力平衡问题时,通常采取合成法,假如包括力三角形不,是直角三角形,可考虑用三角形相同、正弦定理等伎俩进行定量计算;,对于多力平衡问题,通常采取正交分解法。,27/27,
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