《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件-第二章相互作用第3单元--受力分析---共点力的平.ppt

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,*,*,*,记一记,1定义,把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力图，这个过程就是受力分析。,2受力分析的一般顺序,先分析场力(重力、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力。,3受力分析的常用方法,(1)整体法和隔离法：,当物理情景中涉及物体较多时，就要考虑采用整体法和隔离法。,(2)假设法：,在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与不存在对物体运动状态是否产生影响来判断该力是否存在。,试一试,1.如图232所示，一小车的表面由一光滑,水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，,球与水平面的接触点为,a,，与斜面的接触,点为,b,。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是 (),A球在,a,、,b,两点处一定都受到支持力,B球在,a,点一定受到支持力，在,b,点处一定不受支持力,C球在,a,点一定受到支持力，在,b,点处不一定受到支持力,D球在,a,点处不一定受到支持力，在,b,点处也不一定受到,支持力,图232,记一记,1平衡状态,物体处于,或,的状态，即,a,0。,2共点力的平衡条件,或,F,x,0、,F,y,0,静止状态,匀速直线运动,F,合,0,3平衡条件的推论,(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小,，方向,。,(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小,，方向,；并且这三个力的矢量可以形成一个矢量,。,(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小,，方向,。,相等,相反,相等,相反,三角形,相等,相反,试一试,2图234为节日里悬挂灯笼的一种,方式，,A,、,B,点等高，,O,为结点，轻绳,AO,、,BO,长度相等，拉力分别为,F,A,、,F,B,，灯笼,受到的重力为,G,，下列表述正确的是 (),A,F,A,一定小于,G,B,F,A,与F,B,大小相等,C,F,A,与,F,B,是一对平衡力,D,F,A,与,F,B,大小之和等于,G,图234,解析：取结点,O,为研究对象，受力分析如图,所示，受,F,A,、,F,B,和结点下方细绳的拉力,F,C,的作用，因灯笼静止，故拉力,F,C,G,，结,点,O,处于静止状态，三力平衡，合力为零，拉力,F,A,、,F,B,的合力,F,合,必与,F,C,等值反向共线，因,A,、,B,点等高，,AO,、,BO,长度相等，设,F,A,、,F,B,与竖直方向的夹角均为,，由几何关系可知，必有,F,A,F,B,，当,60时，,F,A,F,B,G,，当,60时，,F,A,F,B,G,，当,60时，,FA,F,B,G,，只有选项B正确。,答案：B,物体的受力分析,1.受力分析的步骤,(1)明确研究对象：研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体的集合。,(2)隔离物体分析将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用。,(3)画出受力示意图，标明各力的符号。,(4)检查画出的每一个力能否找出它的施力物体，检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态，防止发生漏力、添力或错力现象。,2应注意的问题,(1)不要把研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力混淆。,(2)对于分析出的物体受到的每一个力，都必须明确其来源，即每一个力都应找出其施力物体不能无中生有。,(3)合力和分力不能重复考虑。,(4)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解。,(5)区分内力与外力：对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要在受力分析图中画出。,例1,如图235所示，物体,B,与竖直墙,面接触，在竖直向上的力,F,的作用下,A,、,B,均保,持静止，则物体,B,的受力个数为 (),A2个B3个,C4个 D5个,图235,尝试解题,物体,A,处于静止状态，其受到的合外力为零，受力分析如图甲所示；对物体,A,、,B,整体受力分析如图乙所示，竖直墙面对物体,B,没有弹力作用，则墙面也不会提供静摩擦力；对物体,B,受力分析如图丙所示，则物体,B,受到4个力的作用，选项C正确。,答案C,(1)物体的受力情况与物体的运动状态有关，分析物体受力时，要注意物体所处的状态。,(2)整体法和隔离体法灵活交叉使用。,图解法分析动态平衡问题,1.动态平衡问题,通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，在问题的描述中常用,“缓慢”等语言叙述。,2用图解法分析动态平衡问题的一般步骤,(1)选某一状态对物体进行受力分析；,(2)根据平衡条件画出平行四边形；,(3)根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化；,(4)确定未知量大小、方向的变化。,例2,(2012,新课标全国卷,),如图236所示，,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球,的压力大小为,N,1,，球对木板的压力大小为,N,2,。以,木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将,木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中 (),A,N,1,始终减小，,N,2,始终增大,B,N,1,始终减小，,N,2,始终减小,C,N,1,先增大后减小，,N,2,始终减小,D,N,1,先增大后减小，,N,2,先减小后增大,图236,审题指导,(1)小球缓慢移动过程中处于平衡状态。,(2)墙对球的压力方向不变，而木板对球的压力方向改变。,尝试解题以小球为研究对象，画,出小球受力的矢量三角形，由力的矢量三,角形很直观地可看出：,N,1,始终减小，,N,2,始终减小，故选项B正确。,答案B,(1)图解法分析物体动态平衡问题时，一般物体只受三个力作用，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力的方向不变，第三个力大小、方向均变化。,(2)当大小方向均可改变的分力与方向不变、大小可变的分力垂直时，其中方向可变的分力存在最小值。,力平衡问题中整体法与隔离法的应用,例3,(2012,山东高考,),如图237所示，,两相同轻质硬杆,OO,1,、,OO,2,可绕其两端垂直,纸面的水平轴,O,、,O,1,、,O,2,转动，在,O,点悬挂,一重物,M,，将两相同木块,m,紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。,F,f,表示木块与挡板间摩擦力的大小，,F,N,表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止，且,O,1,、,O,2,始终等高，则 (),A,F,f,变小,B,F,f,不变,C,F,N,变小,D,F,N,变大,图237,审题指导,第一步：抓关键点,关键点,获取信息,两相同轻质硬杆可绕轴转动,两杆与竖直方向夹角相等且杆中张力沿杆的方向,两相同木块,两木块与挡板间的摩擦力、弹力大小相等,挡板间的距离稍许增大,两杆与竖直方向的夹角稍许增大,第二步找突破口,要确定木块与挡板间的摩擦力,F,f,的变化，应选整体为研究对象，利用平衡条件进行分析。而分析,F,N,的变化时，应隔离木块应用平衡条件进行分析,答案BD,对两个或两个以上的物体组成的简单的连接体问题，选择合适的研究对象可使受力分析和解题过程简化。当不涉及物体之间的相互作用时，把几个物体视为一个整体作为研究对象，只分析整体受的外力；当涉及物体之间的相互作用时，选择受力个数较少的物体为研究对象。,1临界问题,当某物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体所处的平衡状态,“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言。,2极值问题,平衡物体的极值一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。,超链接,3解决临界极值问题的常用方法,(1)图解法：当物体所受的力变化时，根据物体的受力特点进行受力分析，画出平行四边形或三角形，注意明确各个力的变化量和不变量，结合数学规律对比分析，使动态问题静态化、抽象问题形象化，问题将变得易于分析处理。,(2)解析法：分析研究对象的受力情况，将力按作用效果分解或正交分解，根据平衡条件列出方程，并推导出未知量的函数表达式，再根据已知量的变化情况结合函数关系确定未知量的大小或方向的变化情况。,典例,(2013,衡水模拟,),如图238所,示，三根长度均为,l,的轻绳分别连接于,C,、,D,两点，,A,、,B,两端被悬挂在水平天花板上，,相距2,l,。现在,C,点上悬挂一个质量为,m,的重物，为使,CD,绳保持水平，在,D,点上可施加力的最小值为 (),图238,图239,答案,C,题后悟道,(1)求解平衡中的临界问题和极值问题时，首先要正确地进行受力分析和变化过程分析，找出平衡的临界点和极值点。,(2)临界条件必须在变化中去寻找，不能停留在一个状态来研究临界问题，而是把某个物理量推向极端，即极大和极小，并依此做出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论。,如图2310所示，用轻绳吊一个重为,G,的小球，欲施一力,F,使小球在图示位置平衡,(,r,时，,R,越大，,r,越小，,B,对斜面的,压力越小B斜面倾角,一定，,R,r,时，两球之间的弹力最小,C斜面倾角,一定时，无论两球半径如何，,A,对挡板的压,力一定,D半径一定时，随着斜面倾角,逐渐增大，,A,受到挡板的,作用力先增大后减小,图6,解析：先对,A,、,B,整体受力分析，整体受到重力、斜面支持力和挡板对,A,的弹力三个力的作用，当斜面的倾角,不变时，不管两球的半径如何变化，这三个力都不变，C正确；斜面倾角,逐渐增大时，采用极限的思维，,A,受挡板的弹力最大为两者重力之和，则D错误；然后采用隔离法对,B,进行受力分析，,B,受三个力，重力不变，斜面对,B,的支持力方向不变，,A,对,B,的弹力方向和斜面的支持力垂直时，,A,和,B,之间的弹力最小，此时两球的半径相等，B正确；斜面倾角,一定，,R,r,时，,R,越大，,r,越小，斜面对,B,的弹力越大，则A错误。,答案：BC,6,(2013,苏州调研,),如图7所示，质量均为,m,的小球,A,、,B,用两根不可伸长的轻绳,连接后悬挂于,O,点，在外力,F,的作用,下，小球,A,、,B,处于静止状态。若要,使两小球处于静止状态且悬线,OA,与竖,直方向的夹角,保持30不变，则外力,F,的大小 (),图7,解析：取,A,、,B,两球为一整体，质量为2,m,，,悬线,OA,与竖直方向夹角为30，由图可以,看出，外力,F,与悬线,OA,垂直时为最小，,F,min,2,mg,sin,mg,，所以外力,F,应大于,或等于,mg,，选项B、C、D均正确。,答案：BCD,7半圆柱体,P,放在粗糙的水平地面上，其,右端有固定放置的竖直挡板,MN,。在,P,和,MN,之间放有一个光滑均匀的小圆柱体,Q,，,整个装置处于静止状态。如图8所示是这个装置的纵截,面图。若用外力使,MN,保持竖直，缓慢地向右移动，在,Q,落到地面以前，发现,P,始终保持静止。在此过程中，,下列说法中正确的是 (),A,MN,对,Q,的弹力逐渐减小,B地面对,P,的摩擦力逐渐增大,C,P,、,Q,间的弹力先减小后增大,D,Q,所受的合力逐渐增大,图8,解析：对圆柱体,Q,受力分析如图所示，,P,对,Q,的弹力为,F,，,MN,对,Q,的弹力为,F,N,，挡板,MN,向右运动时，,F,和竖直方向的夹角逐渐,增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小,不变，所以,F,和,F,N,的合力大小不变，故D选项错误；由图可知，,F,和,F,N,都在不断增大，故A、C两项都错；对,P,、,Q,整体受力分析知，地面对,P,的摩擦力大小就等于,F,N,，所以地面对,P,的摩擦力也逐渐增大。故选B。,答案：B,