《创新设计》高考物理一轮复习-相互作用-第4讲-受力分析-共点力的平衡.pptx

单击此处编辑母版文本样式,梳理深化 强基固本,多维课堂 热点突破,思维建模 素养提升,第4讲受力分析共点力平衡,第1页,1,定义,把指定物体(研究对象)在特定物理环境中受到全部外力都找出来，并画出_示意图过程,2,受力分析普通次序,先分析场力(_、电场力、磁场力)，再分析接触力(弹力、_)，最终分析其它力.,受力分析,受力,重力,摩擦力,第2页,1.平衡状态,物体处于_状态或_状态,共点力平衡,(考纲要求),静止,匀速直线运动,第3页,3,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_，方向_,(2)三力平衡：假如物体在三个共点力作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力协力大小_，方向_；而且这三个力矢量能够形成一个封闭矢量_,(3)多力平衡：假如物体在多个共点力作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力协力大小_，方向_,相等,相反,相等,相反,三角形,相等,相反,第4页,判断正误，正确划,“,”,，错误划,“”,第5页,1,(江苏省扬州测试),(单项选择),质量为,m,长方形木块静止在倾角为,斜面上，斜面对木块支持力和摩擦力协力方向应该是(),A沿斜面向下B垂直于斜面向上,C沿斜面向上D竖直向上,基础自测,第6页,解析,如图所表示，物体受重力,mg,、支持力,F,N,、摩擦力,F,而处于静止状态，故支持力与摩擦力协力必与重力等大反向，D正确,答案,D,第7页,2,(重庆卷，1),(单项选择),如图241所表示，某人静躺在椅子上，椅子靠背与水平面之间有固定倾斜角,.若此人所受重力为,G,，则椅子各部分对他作用力协力大小为(),图241,A,G,B,G,sin,C,G,cos,D,G,tan,第8页,解析,利用力平衡条件，可求得椅子对人作用力选人为研究对象，人受到重力和椅子各部分对他作用力协力，依据力平衡条件可知，椅子对他作用力协力与重力等大、反向，故选项A正确,答案,A,第9页,3,(盐城模拟),(多项选择),如图242所表示，,A,、,B,两物体静止在粗糙水平面上，其间用一根轻弹簧相连，弹簧长度大于原长若再用一个从零开始迟缓增大水平力,F,向右拉物体,B,，直到,A,即将移动，此过程中，地面对,B,摩擦力,F,1,和对,A,摩擦力,F,2,改变情况是(),A,F,1,先变小后变大再不变,B,F,1,先不变后变大再变小,C,F,2,先变大后不变,D,F,2,先不变后变大,图242,第10页,解析,因在施加拉力,F,前，弹簧处于伸长状态，此时地面对,A,摩擦力水平向左，地面对,B,摩擦力水平向右，对,B,施加水平向右拉力后，伴随,F,增大，物体,B,受摩擦力先水平向右逐步减小，再水平向左逐步增大，当,B,相对地面向右运动后，物体,B,受地面摩擦力不再改变，而在物体,B,运动之前，物体,A,受地面摩擦力水平向左，大小不变，当,B,向右运动后，随弹簧弹力增大，物体,A,受到摩擦力逐步增大，总而言之，选项A、D正确，B、C错误,答案,AD,第11页,4,(清远市高三调研),(单项选择),如图243所表示，甲、乙、丙三个物体叠放在水平面上，用水平力,F,拉位于中间物体乙，它们仍保持静止状态，三个物体接触面均为水平，则乙物体受力个数为(),图243,A3个B4个,C5个D6个,第12页,解析,以甲物体为研究对象，受重力和乙对它支持力，共2个力作用，甲、乙两物体间无摩擦力作用；以乙物体为研究对象，受重力、甲对其压力、外力,F,、丙对其支持力和丙对其向左静摩擦力共5个力作用故正确选项为C.,答案,C,第13页5,(单项选择),如图244所表示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，假如把竖直挡板由竖直位置迟缓绕,O,点转至水平位置，则此过程中球对挡板压力,F,1,和球对斜面压力,F,2,改变情况是(),A,F,1,先增大后减小，,F,2,一直减小,B,F,1,先减小后增大，,F,2,一直减小,C,F,1,和,F,2,都一直减小,D,F,1,和,F,2,都一直增大,图244,第14页,解析,小球受力如图甲所表示，因挡板是迟缓移动，所以小球处于动态平衡状态，在移动过程中，此三力(重力,G,、斜面支持力N、挡板弹力,F,)组合成一矢量三角形改变情况如图乙所表示(重力大小方向均不变，斜面对其支持力方向一直不变)，由图可知此过程中斜面对小球支持力不停减小，挡板对小球弹力先减小后增大，再由牛顿第三定律知B对,答案,B,第15页,受力分析思绪和技巧,进行受力分析应注意以下几个方面：,(1)明确研究对象(能够是一个点、一个物体或一个系统等),(2)按次序找力(一,“,重,”,、二,“,弹,”,、三,“,摩擦,”,、四,“,其它,”,),(3)画好受力图后，要检验，预防多力和少力,热点一受力分析,第16页,(4)受力分析口诀：地球周围受重力，绕物一周找弹力，考虑有没有摩擦力，其它外力细分析，协力分力不重复，只画受力抛施力,(5)在受力分析过程中，要注意题目给出物理条件(如光滑不计摩擦；轻物重力不计；运动时空气阻力忽略等),(6)只分析依据性质命名力(如重力、弹力、摩擦力等)，不分析按效果命名力(以下滑力、动力、阻力等),第17页,【典例1】,如图245所表示，两个相同斜面体,A,、,B,在竖直向上力,F,作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上关于斜面体,A,和,B,受力情况，以下说法正确是(),A,A,一定受到四个力,B,B,可能受到四个力,C,B,与墙壁之间一定有弹力和摩擦力,D,A,与,B,之间一定有摩擦力,图245,第18页,解析,对,A,、,B,整体受力分析，如图甲所表示，受到向下重力和向上推力,F,，由平衡条件可知,B,与墙壁之间不可能有弹力，所以也不可能有摩擦力，故C错；对,B,受力分析如图乙所表示，其受到重力、,A,对,B,弹力及摩擦力而处于平衡状态，故,B,只能受到三个力，B错；对,A,受力分析，如图丙所表示，受到重力、推力、,B,对,A,弹力和摩擦力，共四个力，A、D对,第19页,答案,AD,第20页,反思总结,受力分析基本思绪,第21页,【跟踪短训】,1,(江西联考),用一轻绳将小球,P,系于光滑墙壁上,O,点，在墙壁和球,P,之间夹有一矩形物块,Q,，如图246所表示,P,、,Q,均处于静止状态，则以下相关说法正确是 (),A,P,受4个力,B,Q,受3个力,C若绳子变长，绳子拉力将变小,D若绳子变短，,Q,受到静摩擦力将增大,图246,第22页,解析,先研究Q,，水平方向上,Q,受墙壁和小球,P,弹力而平衡，竖直方向上,Q,受重力和,P,对它竖直向上摩擦力而平衡，故,Q,受到静摩擦力一直等于其重力，选项B、D错误；再研究,P,，,P,受重力、绳子拉力、,Q,对它支持力和竖直向下摩擦力作用，选项A正确；以,P,、,Q,整体为研究对象，设绳子与墙壁之间夹角为,，若绳子变长，,将变小，依据平衡条件在竖直方向上有：,F,cos,G,总,，则绳子拉力将变小，选项C正确,答案,AC,第23页,1,研究对象选取方法,热点二共点力平衡问题,第24页,2,处理平衡问题惯用方法,方法,内容,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,对受三力作用而平衡物体，将力矢量图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,第25页,第26页,解析,这是经典平衡模型，解题关键点是对两小球进行受力分析、列平衡方程，若取两小球作为一个整体来研究会更方便,方法1：,分别对两小球受力分析，如图所表示,F,A,sin 30,F,B,sin,0,F,B,sin,F,C,0，,F,B,F,B,得,F,A,2,F,C,，即弹簧,A,、,C,伸长量之比为2,1，选项D正确,第27页,答案,D,第28页,反思总结,求共点力作用下物体平衡问题普通步骤,第29页,【跟踪短训】,2,(安徽名校联考，14),如图248所表示，用平行于斜面体,A,斜面轻弹簧将物块,P,拴接在挡板,B,上，在物块,P,上施加沿斜面向上推力,F,，整个系统处于静止状态以下说法正确是(),A物块,P,与斜面之间一定存在摩擦力,B弹簧弹力一定沿斜面向下,C地面对斜面体,A,摩擦力水平向左,D若增大推力，则弹簧弹力一定减小,图248,第30页,解析,对物块,P,受力分析可知，若推力,F,与弹簧弹力协力平衡了物块重力沿斜面向下分力，则无摩擦力，A错误；弹簧处于拉伸或压缩状态物块,P,均可能保持静止，B错误；由整体法可知地面对斜面体,A,静摩擦力平衡了推力,F,水平向右分力，C正确；增大推力,F,若物块保持静止则弹簧弹力不变，D错误,答案,C,第31页,3,(云南三校统考，16),一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力,F,作用于小球上，使其迟缓地由实线位置运动到虚线位置，铁架台一直保持静止，则在这一过程中(),A细线拉力逐步增大,B铁架台对地面压力逐步增大,C铁架台对地面压力逐步减小,D铁架台所受地面摩擦力逐步增大,图249,第32页,第33页,答案,AD,第34页1,动态平衡,“,动态平衡,”,是指物体所受力一部分是变力，是动态力，力大小和方向均要发生改变，但改变过程中每一个定态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中一类难题处理这类问题普通思绪是：把,“,动,”,化为,“,静,”,，,“,静,”,中求,“,动,”,热点三动态平衡问题分析,第35页,2,分析动态平衡问题两种方法,方法,步骤,解析法,(1)列平衡方程求出未知量与已知量关系表示式,(2)依据已知量改变情况来确定未知量改变情况,图解法,(1)依据已知量改变情况，画出平行四边形边、角改变,(2)确定未知量大小、方向改变,第36页,【典例3】,(天津卷，5),如图2410所表示，小球用细绳系住，绳另一端固定于,O,点现用水平力,F,迟缓推进斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳一直处于直线状态，当小球升到靠近斜面顶端时细绳靠近水平，此过程中斜面对小球支持力,F,N,以及绳对小球拉力,F,T,改变情况是(),A,F,N,保持不变，,F,T,不停增大,B,F,N,不停增大，,F,T,不停减小,C,F,N,保持不变，,F,T,先增大后减小,D,F,N,不停增大，,F,T,先减小后增大,图2410,第37页,解析,推进斜面时，小球一直处于平衡状态，依据共点力平衡条件处理问题,选小球为研究对象，其受力情况如图所表示，用平行四边形定则作出对应,“,力三角形,OAB,”,，其中,OA,大小、方向均不变，,AB,方向不变，推进斜面时，,F,T,逐步趋于水平，,B,点向下转动，可知,F,T,先减小后增大，,F,N,不停增大，选项D正确,答案,D,第38页,【跟踪短训】,4如图2411所表示，一光滑小球静止放置在光滑半球面底端，用竖直放置光滑挡板水平向右迟缓地推进小球，则在小球运动过程中(该过程小球未脱离球面)，木板对小球推力,F,1,、半球面对小球支持力,F,2,改变情况正确是(),A,F,1,增大，,F,2,减小,B,F,1,增大，,F,2,增大,C,F,1,减小，,F,2,减小,D,F,1,减小，,F,2,增大,图2411,第39页,解析,作出球在某位置时受力分析图，如图所表示，在小球运动过程中，,F,1,方向不变，,F,2,与竖直方向夹角逐步变大，画力动态平行四边形，由图可知,F,1,、,F,2,均增大，选项B正确,答案,B,第40页,1,临界问题,当某物理量改变时，会引发其它几个物理量改变，从而使物体所处平衡状态,“,恰好出现,”,或,“,恰好不出现,”,，在问题描述中惯用,“,刚好,”,、,“,刚能,”,、,“,恰好,”,等语言叙述,处理临界问题思维方法,假设推理法,思想方法,4.共点力平衡中临界与极值问题处理方法,第41页,第42页,第43页,审题指导,正确解答本题需要从以下几个角度分析：(1)水平地面上物体受几个力作用？,(2)三个以上力平衡问题用什么方法求解？,(3)求平衡极值问题有几个方法？分别要用到什么知识？,第44页,解析,因为物体在水平面上做匀速直线运动，伴随拉力与水平方向夹角,不一样，物体与水平面间弹力不一样，因而滑动摩擦力也不一样而拉力在水平方向分力与摩擦力相等以物体为研究对象，受力分析如图所表示，因为物体处于平衡,第45页,答案,B,第46页,即学即练,(苏州调研),如图2412所表示，质量均为,m,小球,A,、,B,用两根不可伸长轻绳连接后悬挂于,O,点，在外力,F,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,与竖直方向夹角,保持30不变，则外力,F,大小(),图2412,第47页,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，由图能够看出，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,第48页,附：对应高考题组,1,(江苏卷，1),如图所表示，石拱桥正中央有一质量为,m,对称楔形石块，侧面与竖直方向夹角为,，重力加速度为,g,.若接触面间摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力大小为(),第49页,答案,A,第50页,2,(上海卷，8),如图所表示，光滑斜面固定于水平面，滑块,A,、,B,叠放后一起冲上斜面，且一直保持相对静止，,A,上表面水平，则在斜面上运动时，,B,受力示意图为,(),第51页,解析,A,、,B,整体沿斜面向下加速度,a,可沿水平方向和竖直方向分解为加速度,a,和,a,，如图所表示，以,B,为研究对象，,B,滑块必须受到水平向左力来产生加速度,a,.所以,B,受到三个力作用，即：重力、,A,对,B,支持力、,A,对,B,水平向左静摩擦力，故只有选项A正确,答案,A,第52页,3,(山东卷，17),如图所表示，两相同轻质硬杆,OO,1,、,OO,2,可绕其两端垂直纸面水平轴,O,、,O,1,、,O,2,转动，在,O,点悬挂一重物,M,，将两相同木块,m,分别紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止,F,f,表示木块与挡板间摩擦力大小，,F,N,表示木块与挡板间正压力大小若挡板间距离稍许增大后，系统仍静止且,O,1,、,O,2,一直等高，则(),A,F,f,变小B,F,f,不变,C,F,N,变小D,F,N,变大,第53页,甲,第54页,第55页,答案,BD,第56页,4,(上海卷，8),如图所表示，质量,m,A,m,B,两物体,A,、,B,叠放在一起，靠着竖直墙面让它们由静止释放，在沿粗糙面下落过程中，物体,B,受力示意图是(),第57页,解析,两物体,A,、,B,叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，因为物块与竖直墙面之间没有压力，没有摩擦力，二者一起做自由落体运动，,AB,之间没有弹力作用，物体,B,受力示意图是图A.,答案,A,第58页,