物体的平衡-PPT课件.ppt

第一单元力与运动第一单元力与运动1知识网络构建知识网络构建第一单元第一单元 知识网络构建知识网络构建 2第一单元第一单元 知识网络构建知识网络构建 3第一单元第一单元 知识网络构建知识网络构建 4考情分析预测考情分析预测第一单元第一单元 考情分析预测考情分析预测 本本单单元元包包括括物物体体在在共共点点力力作作用用下下的的平平衡衡、牛牛顿顿运运动动定定律律与与直直线线运运动动、曲曲线线运运动动、万万有有引引力力与与天天体体运运动动四四部部分分，是是整整个个高高中中物物理理最最重重要要的的主主干干知知识识之之一一，且且这这部部分分知知识识和和生生产产、生生活活实实际际、近近代代科科技技紧紧密密联联系系，因因而而成成为为近近几几年年新新课课标标区区高高考考的的必必考考点点物物体体在在共共点点力力作作用用下下的的平平衡衡专专题题包包括括物物体体受受力力分分析析、力力的的合合成成与与分分解解、物物体体的的平平衡衡条条件件等等，涉涉及及的的知知识识点点有有重重力力、弹弹力力、摩摩擦擦力力、电电场场力力、磁磁场场力力作作用用下下的的平平衡衡问问题题，以以及及共共点点力力的的合合成与分解等成与分解等5第一单元第一单元 考情分析预测考情分析预测 在在受受力力分分析析的的基基础础上上，应应用用牛牛顿顿运运动动定定律律求求解解力力与与直直线线运运动动结结合合的的实实际际问问题题，是是牛牛顿顿运运动动定定律律与与直直线线运运动动的的考考查查重重点点，直直线线运运动动规规律律的的应应用用、运运动动图图象象的的理理解解和和应应用用、牛牛顿顿第第二二定定律律的的应应用用(加加速速度度在在受受力力和和运运动动结结合合问问题题中中的的桥桥梁梁作作用用)是是考考查查热热点点曲曲线线运运动动专专题题的的考考查查重重点点是是运运动动的的合合成成与与分分解解、平平抛抛运运动动和和圆圆周周运运动动可可将将抛抛体体运运动动、圆圆周周运运动动、直直线线运运动动等等多多种种运运动动形形式式组组合合，也也可可与与电电场场、磁磁场场知知识识综综合合，以以运运动动为为线线索索，从从力力和能量的角度进行命题和能量的角度进行命题6第一单元第一单元 考情分析预测考情分析预测 万万有有引引力力与与天天体体运运动动专专题题的的考考查查热热点点是是应应用用万万有有引引力力定定律律解解决决天天体体运运动动和和变变轨轨问问题题考考查查重重点点包包括括应应用用万万有有引引力力定定律律比比较较不不同同天天体体圆圆周周运运动动中中的的线线速速度度、加加速速度度、周周期期问问题题，以以及及卫卫星星发发射射、回回收收和和变变轨轨过过程程中中相相关关物物理理量量的的变变化化及及功功能能转转化化问问题题预预测测2012年年高高考考涉涉及及运运动动和和力力的的考考题题主主要要表表现现为为以以下下几几种种形式：形式：1有有关关物物体体受受力力分分析析和和平平衡衡条条件件在在生生活活、生生产产的的实实际际应应用用的选择题；的选择题；7第一单元第一单元 考情分析预测考情分析预测 2有有关关牛牛顿顿运运动动定定律律与与运运动动结结合合的的选选择择题题，注注意意与与运运动动图图象问题的结合；象问题的结合；3有有关关应应用用万万有有引引力力定定律律解解决决天天体体圆圆周周运运动动和和椭椭圆圆运运动动中中的变轨问题的选择题；的变轨问题的选择题；4抛抛体体运运动动、圆圆周周运运动动、直直线线运运动动组组合合情情景景下下的的运运动动问问题题、受力问题与功能问题综合的力学计算题受力问题与功能问题综合的力学计算题8近年高考纵览近年高考纵览第一单元第一单元 近年高考纵览近年高考纵览9大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点10第一单元第一单元 近年高考纵览近年高考纵览11第一单元第一单元 近年高考纵览近年高考纵览12第一单元第一单元 近年高考纵览近年高考纵览13专题一专题一 物体的平衡物体的平衡 专题一物体的平衡专题一物体的平衡14主干知识整合主干知识整合专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 一、几种常见力的比较一、几种常见力的比较15专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 16专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 二、力的合成与分解二、力的合成与分解1常常用用方方法法：合合成成法法、分分解解法法(按按力力的的实实际际作作用用效效果果分分解解)、正交分解法正交分解法2合力与分力的关系：等效替代合力与分力的关系：等效替代3平平行行四四边边形形定定则则适适用用于于所所有有矢矢量量的的合合成成和和分分解解，如如位位移移、速度、加速度等速度、加速度等三、共点力作用下物体三、共点力作用下物体(或系统或系统)的平衡的平衡1平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态2平衡条件：平衡条件：F0(正交分解：正交分解：Fx0，Fy0)17专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 四、物体受力分析四、物体受力分析1受力分析的步骤受力分析的步骤(1)明明确确研研究究对对象象：研研究究对对象象可可以以是是一一个个点点、一一个个物物体体或或物物体系等体系等(2)按按顺顺序序找找力力：先先分分析析是是否否受受重重力力；分分析析接接触触力力：接接触触力力中中先先分分析析弹弹力力，后后分分析析摩摩擦擦力力，应应逐逐个个分分析析研研究究对对象象跟跟其其他物体接触处的弹力和摩擦力；他物体接触处的弹力和摩擦力；分析电场力、磁场力等分析电场力、磁场力等(3)画出受力图：每个力都要标明表示力的符号画出受力图：每个力都要标明表示力的符号(4)检检查查受受力力图图，防防止止多多力力和和漏漏力力：检检查查画画出出的的每每个个力力能能否否找找到到施施力力物物体体，如如果果没没有有施施力力物物体体，则则该该力力不不存存在在；检检查查在在受受力力分分析析的的基基础础上上，能能否否使使物物体体处处于于题题目目给给定定的的运运动动状状态态(静止、匀速运动、变速运动静止、匀速运动、变速运动)18专题一专题一 主干知识整合主干知识整合 2受力分析的注意事项受力分析的注意事项(1)只只分分析析研研究究对对象象受受到到的的力力(即即研研究究对对象象以以外外的的物物体体对对研研究究对象施加的力对象施加的力)，而不分析研究对象对其他物体施加的力，而不分析研究对象对其他物体施加的力(2)只只分分析析性性质质力力，如如重重力力、弹弹力力、摩摩擦擦力力、电电场场力力(包包括括静静电电力力即即库库仑仑力力)、磁磁场场力力(洛洛伦伦兹兹力力和和安安培培力力)等等，不不分分析析效效果果力力，如向心力等如向心力等(3)分分析析物物体体受受力力时时，应应关关注注力力的的产产生生条条件件、物物体体运运动动状状态态(例如物体的平衡、加速运动与减速运动例如物体的平衡、加速运动与减速运动)、力的反作用力、力的反作用力19要点热点探究要点热点探究专题一专题一 要点热点探究要点热点探究探究点一三力平衡问题探究点一三力平衡问题1 1共点力作用下物体的平衡条件共点力作用下物体的平衡条件物物体体处处于于平平衡衡状状态态(静静止止或或匀匀速速直直线线运运动动)时时，作作用用在在物物体体上的所有力的合力为零上的所有力的合力为零2 2三力平衡三力平衡如如果果物物体体仅仅受受三三个个力力作作用用而而处处于于平平衡衡状状态态，则则其其中中任任意意两两个个力力的的合合力力与与第第三三个个力力大大小小相相等等、方方向向相相反反可可根根据据平平行行四四边边形形定定则则，利利用用直直角角三三角角形形、相相似似三三角角形形(或或正正、余余弦弦定定理理)等等知知识识，采采用用合合成成法法、分分解解法法、三三角角形形法法、正正交交分分解解法法、封封闭闭三三边边形法等方法求解形法等方法求解20专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例1201112011江苏卷江苏卷 如图如图1 11 11 1所示，石拱桥的正中央有所示，石拱桥的正中央有一质量为一质量为m m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为，重，重力加速度为力加速度为g g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为受弹力的大小为()21专题一专题一 要点热点探究要点热点探究22专题一专题一 要点热点探究要点热点探究20112011安安徽徽卷卷 一一质质量量为为m m的的物物块块恰恰好好静静止止在在倾倾角角为为的的斜斜面面上上现现对对物物块块施施加加一一个个竖竖直直向向下下的的恒恒力力F F，如如图图1 11 12 2所示，则物块所示，则物块()A A仍处于静止状态仍处于静止状态B B沿斜面加速下滑沿斜面加速下滑C C受到的摩擦力不变受到的摩擦力不变D D受到的合外力增大受到的合外力增大23专题一专题一 要点热点探究要点热点探究例例1 变变式式题题A【解解析析】以以物物块块为为研研究究对对象象，当当没没有有施施加加恒恒力力F时时，物物块块恰恰好好静静止止对对物物块块受受力力分分析析，物物块块受受重重力力、支支持持力力、最最大大静静摩摩擦擦力力作作用用，由由平平衡衡条条件件得得：mgsinmgcos，即即tan；当当对对物物块块施施加加一一竖竖直直向向下下的的恒恒力力F时时，物物块块受受重重力力、支支持持力力、摩摩擦擦力力和和恒恒力力F，假假设设物物块块仍仍恰恰好好处处于于静静止止状状态态，则则有有：(mgF)sin(mgF)cos，同同样样得得到到tan.故故物物块块仍仍恰恰好好处处于于静静止止状状态态，此此时时所所受受的的合合力力为为零零，摩擦力增大，选项摩擦力增大，选项A正确，选项正确，选项B、C、D错误错误24专题一专题一 要点热点探究要点热点探究探究点二多力平衡问题探究点二多力平衡问题1 1求解共点力平衡问题的一般思路求解共点力平衡问题的一般思路 2 2多力平衡问题多力平衡问题如如果果物物体体受受n n个个作作用用力力而而处处于于平平衡衡状状态态，则则其其中中任任意意一一个个力力与其余与其余(n(n1)1)个力的合力大小相等、方向相反个力的合力大小相等、方向相反25专题一专题一 要点热点探究要点热点探究当当物物体体受受四四个个及及以以上上共共点点力力的的作作用用而而平平衡衡时时，一一般般采采用用正正交交分分解解法法求求解解，即即把把物物体体受受到到的的各各个个力力沿沿互互相相垂垂直直的的两两个个方方向向分分解解，当当物物体体处处于于平平衡衡状状态态时时，有有：F Fx x合合0 0，F Fy y合合0.0.如如果果物物体体在在某某一一方方向向上上做做匀匀速速运运动动或或者者静静止止，则则这这个个物物体体在在此此方方向的合力为零向的合力为零26专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例2 2 如如图图1 11 13 3所所示示，A A、B B为为竖竖直直墙墙壁壁上上等等高高的的两两点点，AOAO、BOBO为为长长度度相相等等的的两两根根轻轻绳绳，COCO为为一一根根轻轻杆杆，转转轴轴C C在在ABAB中中点点D D的的正正下下方方，AOBAOB在在同同一一水水平平面面上上，AOBAOB9090，CODCOD60.60.若若在在O O点点处处用用轻轻绳绳悬悬挂挂一一个个质质量量为为m m的的物物体体，则则平平衡衡后后绳绳AOAO所受拉力的大小为所受拉力的大小为()27专题一专题一 要点热点探究要点热点探究28专题一专题一 要点热点探究要点热点探究29专题一专题一 要点热点探究要点热点探究30专题一专题一 要点热点探究要点热点探究【点点评评】选选取取O O点点为为研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析，利利用用等等效效替替代代的的物物理理方方法法，将将O O点点受受到到的的不不在在同同一一平平面面的的多多力力平平衡衡问问题题转转化化为为水水平平面面和和竖竖直直面面内内的的平平衡衡问问题题，并并用用力力的的分分解解的的方方法法求求解解，这这是是解解答答本本题题的的有有效效方方法法下下面面的的变变式式题题则则是是应应用用正正交交分分解解法法解平衡问题解平衡问题31专题一专题一 要点热点探究要点热点探究20102010课课标标全全国国卷卷 如如图图1 11 14 4所所示示，一一物物块块置置于于水水平平地地面面上上当当用用与与水水平平方方向向成成6060角角的的力力F F1 1拉拉物物块块时时，物物块块做做匀匀速速直直线线运运动动当当改改用用与与水水平平方方向向成成3030角角的的力力F F2 2推推物物块块时时，物物块块仍仍做做匀匀速速直直线线运运动动若若F F1 1和和F F2 2的的大大小小相相等等，则则物物块块与地面之间的动摩擦因数为与地面之间的动摩擦因数为()32专题一专题一 要点热点探究要点热点探究33专题一专题一 要点热点探究要点热点探究例例2 变变式式题题B【解解析析】物物体体受受重重力力mg、支支持持力力FN、摩摩擦擦力力f、F1或或F2的的作作用用而而处处于于平平衡衡状状态态，将将各各力力沿沿水水平平、竖竖直直方方向向分分解解，根根据据力力的的平平衡衡条条件件有有F1cos60(mgF1sin60)，F2cos30(mgF2sin30)，联立解得，联立解得2 .34专题一专题一 要点热点探究要点热点探究探究点三物体组的平衡问题探究点三物体组的平衡问题求解物体组求解物体组(连接体连接体)平衡问题的方法平衡问题的方法(1)(1)整整体体法法：选选取取几几个个物物体体组组成成的的整整体体为为研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析的的方方法法当当只只涉涉及及系系统统外外力力而而不不涉涉及及系系统统内内部部物物体体之之间间的的内内力力以以及及加加速速度度问问题题时时，通通常常选选取取整整个个系系统统为为研研究究对对象象，不不必必对对系系统统内内部部物物体隔离分析体隔离分析(2)(2)隔隔离离法法：把把研研究究对对象象从从周周围围物物体体中中隔隔离离出出来来进进行行受受力力分分析析的的方方法法当当涉涉及及系系统统内内各各物物体体之之间间的的作作用用力力或或加加速速度度时时，通通常常选选取取隔隔离离体体为为研研究究对对象象隔隔离离法法不不仅仅能能求求出出其其他他物物体体对对整整体体的的作作用用力力，而而且还能求出整体内部物体之间的作用力且还能求出整体内部物体之间的作用力同一题目中，若采用隔离法，往往先用整体法，再用隔离法同一题目中，若采用隔离法，往往先用整体法，再用隔离法35专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例3 3 20112011海海南南卷卷 如如图图1 11 15 5所所示示，粗粗糙糙的的水水平平地地面面上上有有一一斜斜劈劈，斜斜劈劈上上一一物物块块正正在在沿沿斜斜面面以以速速度度v v0 0匀匀速速下下滑滑，斜斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()A A等于零等于零B B不为零，方向向右不为零，方向向右C C不为零，方向向左不为零，方向向左D D不为零，不为零，v v0 0较大时方向向左，较大时方向向左，v v0 0较小时方向向右较小时方向向右36专题一专题一 要点热点探究要点热点探究 例例3A【解解析析】取取斜斜劈劈和和物物块块组组成成的的整整体体为为研研究究对对象象，因因物物块块沿沿斜斜面面匀匀速速下下滑滑、斜斜劈劈静静止止，故故说说明明系系统统水水平平方方向向加加速速度度为为零零，由由牛牛顿顿第第二二定定律律可可知知，水水平平方方向向合合外外力力为为零零，故故地地面面与与斜斜劈间没有摩擦力，劈间没有摩擦力，A选项正确选项正确【点点评评】本本题题也也可可应应用用隔隔离离法法求求解解，即即分分别别物物块块和和斜斜劈劈进进行行受受力力分分析析，结结合合平平衡衡条条件件和和牛牛顿顿第第三三定定律律求求解解物物体体组组整整体体以以共共同同的的加加速速度度一一起起运运动动和和整整体体处处于于平平衡衡状状态态情情况况下下均均可可应应用用整整体体法法解题物体组各部分运动的加速度不同时，可应用隔离法求解解题物体组各部分运动的加速度不同时，可应用隔离法求解37专题一专题一 要点热点探究要点热点探究如如图图116所所示示，在在水水平平传传送送带带上上有有三三个个质质量量分分别别为为m1、m2、m3的的木木块块1、2、3，木木块块1和和2及及2和和3间间分分别别用用原原长长为为L、劲劲度度系系数数为为k的的轻轻弹弹簧簧连连接接起起来来，木木块块与与传传送送带带间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为.现现用用水水平平细细绳绳将将木木块块1固固定定在在左左边边的的墙墙上上，传传送送带带按按图图示示方方向向匀匀速速运运动动，当当三三个个木木块块达达到到平平衡衡后后，1、3两木块之间的距离是两木块之间的距离是()38专题一专题一 要点热点探究要点热点探究39专题一专题一 要点热点探究要点热点探究例例3 变变式式题题B【解解析析】当当三三木木块块达达到到平平衡衡状状态态后后，对对木木块块3进进行行受受力力分分析析，可可知知木木块块2和和3间间弹弹簧簧的的弹弹力力等等于于木木块块3所所受受的的滑滑动动摩摩擦擦力力，即即m3gkx3，解解得得木木块块2和和3间间弹弹簧簧伸伸长长量量为为x3；同同理理以以木木块块2为为研研究究对对象象，可可得得：kx2kx3m2g，即即木木块块1和和2间间弹弹簧簧的的伸伸长长量量为为x2，1、3两两木木块块之之间间的的距距离离等等于于弹弹簧簧的的原原长长加加上上伸伸长长量量，即即2L，选项选项B正确正确40专题一专题一 教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题41专题一专题一 教师备用习题教师备用习题42专题一专题一 教师备用习题教师备用习题43专题一专题一 教师备用习题教师备用习题44专题一专题一 教师备用习题教师备用习题45专题一专题一 教师备用习题教师备用习题46