2016版紅對(duì)勾講與練高三物理人教版總復(fù)習(xí)第二章相互作用3節(jié)受力分析物體平衡

第二章相互作用第3節(jié) 受力分析 物體的平衡課堂效果檢測(cè)課前知識(shí)梳理課堂考點(diǎn)演練課前知識(shí)梳理01自主回顧·打基礎(chǔ)受力分析2．受力分析的一般順序先分析

(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力)，再分析

(彈力、摩擦力)，最后分析其他力．3．受力分析的常用方法(1)整體法和隔離法當(dāng)物理情景中涉及物體較多時(shí)，就要考慮采用

和

．①整體法研究外力對(duì)物體系統(tǒng)的作用各物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件即可采用整體法．②隔離法分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(各部分)間相互作用各物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同物體必須從系統(tǒng)中

出來(lái)，獨(dú)立地進(jìn)行

分析，列出方程．(2)假設(shè)法在未知某力是否存在時(shí)，可先對(duì)其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與不存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來(lái)判斷該力是否存在．答案1．外力 受力圖

2.場(chǎng)力 接觸力3．(1)整體法 隔離法 隔離 受力解析：設(shè)斜面傾角為θ，小球質(zhì)量為m，假設(shè)輕彈簧P對(duì)小球的拉力大小恰好等于mg，則小球受二力平衡；假設(shè)輕彈簧Q對(duì)小球的拉力等于mgsinθ，小球受到重力、彈簧Q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；如果兩個(gè)彈簧對(duì)小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保證小球受力平衡，即四力平衡；小球只受單個(gè)力的作用，合力不可能為零，小球不可能處于靜止?fàn)顟B(tài)．答案：A共點(diǎn)力作用下物體的平衡3．共點(diǎn)力的平衡條件

或Fx＝0、Fy＝04．平衡條件的推論二力平衡：如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定大小

，方向

．三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余兩個(gè)力的合力大小

，方向

；并且這三個(gè)力的矢量可以形成一個(gè)矢量

．(3)多力平衡：如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余幾個(gè)力的合力大小

，方向

．答案勻速直線運(yùn)動(dòng)1．靜止?fàn)顟B(tài)3．F合＝04．(1)相等相反

(2)相等

相反

三角形

(3)相等相反解析：本題考查受力分析，意在考查考生對(duì)力的平衡條件、隔離法和整體法的運(yùn)用能力．根據(jù)力的平衡條件，可知木塊受到的靜摩擦力為mgsinα，木塊對(duì)斜面的壓力為

mgcosα，則A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；由整體法知，桌面對(duì)斜面體的摩擦力為0，支持力為(M＋m)g，則C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．答案：D課堂考點(diǎn)演練02課堂互動(dòng)·提能力受力分析畫(huà)出受力示意圖，標(biāo)明各力的符號(hào)．檢查畫(huà)出的每一個(gè)力能否找出它的施力物體，檢查分析結(jié)果能否使研究對(duì)象處于題目所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，防止發(fā)生漏力、添力或錯(cuò)力現(xiàn)象．2．受力分析應(yīng)注意的五個(gè)問(wèn)題不要把研究對(duì)象所受的力與研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力混淆．對(duì)于分析出的物體受到的每一個(gè)力，都必須明確其來(lái)源，即每一個(gè)力都應(yīng)找出其施力物體，不能無(wú)中生有．合力和分力不能重復(fù)考慮．區(qū)分性質(zhì)力與效果力：研究對(duì)象的受力圖，通常只畫(huà)出按性質(zhì)命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析進(jìn)去，受力圖完成后再進(jìn)行力的合成或分解．總結(jié)提能關(guān)于受力分析的兩點(diǎn)提醒特別注意運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，物體的受力情況與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，分析物體受力時(shí)，要注意物體所處的狀態(tài).整體法與隔離法的靈活應(yīng)用，一般先選取整體分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再選取隔離體分析相互作用的內(nèi)力，對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題整體法和隔離法要靈活交叉使用.A．細(xì)繩一定對(duì)小球有拉力的作用B．輕彈簧一定對(duì)小球有彈力的作用

C．細(xì)繩不一定對(duì)小球有拉力的作用，但是輕彈簧對(duì)小球一定有彈力D．細(xì)繩不一定對(duì)小球有拉力的作用，輕彈簧對(duì)小球也不一定有彈力解析：本題考查物體的受力分析，意在考查考生的推理能力．若小球與小車(chē)一起勻速運(yùn)動(dòng)，則細(xì)繩對(duì)小球無(wú)拉力；若小球與小車(chē)有向右的加速度a＝gtanα，則輕彈簧對(duì)小球無(wú)彈力，D正確．答案：D共點(diǎn)力的平衡方法內(nèi)容合成法物體受到幾個(gè)力的作用，通過(guò)合成的方法將它們簡(jiǎn)化成兩個(gè)力，這兩個(gè)力滿足二力平衡條件：大小相等，方向相反正交分解法將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力，分解在互相垂直的兩個(gè)方向上，每一個(gè)方向上的力都滿足平衡條件方法內(nèi)容矢量三角形法物體受到同一平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力的作用，若物體受力平衡，則這三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接，構(gòu)成一個(gè)矢量三角形；若三個(gè)力的矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形，則這三個(gè)力的合力必定為零，利用矢量三角形法，根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)可求得未知力2.兩類典型的平衡問(wèn)題靜態(tài)平衡問(wèn)題①靜態(tài)平衡：是指物體或物體系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)的平衡；②解題步驟：應(yīng)首先分析物體的受力情況，根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解方程并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論．動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題①動(dòng)態(tài)平衡：通過(guò)控制某些物理量，使物體的狀態(tài)發(fā)生緩慢的變化，而在這個(gè)過(guò)程中物體又始終處于一系列的平衡狀態(tài)，在問(wèn)題的描述中常用“緩慢”等語(yǔ)言敘述；②解題步驟：動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題一般應(yīng)用圖解法求解，步驟如下：a．選某一狀態(tài)對(duì)物體進(jìn)行受力分析；

b．根據(jù)平衡條件畫(huà)出力的平行四邊形或矢量三角形；

c．根據(jù)已知量的變化情況，畫(huà)出平行四邊形或矢量三角形的邊角變化；d．確定未知量大小、方向的變化．總結(jié)提能關(guān)于圖解法的兩點(diǎn)提醒適用類型：圖解法分析物體動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題時(shí)，一般物體只受三個(gè)力作用，且其中一個(gè)力大小、方向均不變，另一個(gè)力的方向不變，第三個(gè)力大小、方向均變化.最值分析：當(dāng)大小方向均可改變的分力與方向不變、大小可變的分力垂直時(shí)，其中方向可變的分力存在最小值.若左端繩子下移到A1點(diǎn)，重新平衡后繩子上的拉力將變大若左端繩子下移到A1點(diǎn)，重新平衡后繩子上的拉力將不變?nèi)粲叶死K子下移到B1點(diǎn)，重新平衡后繩子上的拉力將變大若右端繩子下移到B1點(diǎn)，重新平衡后繩子上的拉力將不變解析：設(shè)繩子長(zhǎng)度為L(zhǎng)，A、B間水平距離為d，繩子與豎直方向的夾角為α，繩子拉力為T(mén)，物塊重力為G，根據(jù)平衡條件可得2Tcosα＝G，且由幾何關(guān)系可得Lsinα＝d，左端繩子下移到A1點(diǎn)，重新平衡后，考慮到d不變，L不變，故依然滿足Lsinα＝d，繩子與豎直方向的夾角不變，繩子上的拉力不變，故B對(duì)；右端繩子下移到B1點(diǎn)，重新平衡后，考慮到d變大，L不變，故繩子與豎直方向的夾角α將增大，根據(jù)力的合成知識(shí)可知，等大的兩個(gè)分力的合力不變時(shí)，夾角越大分力越大，故C對(duì)．答案：BC共點(diǎn)力平衡的臨界和極值問(wèn)題2．極值問(wèn)題平衡物體的極值，一般是指在力的變化過(guò)程中的最大值和最小值問(wèn)題．球A

在豎直方向的平衡方程為GA＝FNsin45°三角形劈的平衡方程為Ffm＝FN′sin45°FNB＝G＋FN′cos45°N另有

F

′＝μG22

(1－μ)N

N，F(xiàn)

＝F

′A代入可得

G

＝μ1－μG總結(jié)提能解決臨界極值問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)求解平衡中的臨界問(wèn)題和極值問(wèn)題時(shí)，首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過(guò)程分析，找出平衡的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn).(2)臨界條件必須在變化中去尋找，不能停留在一個(gè)狀態(tài)來(lái)研究臨界問(wèn)題，而是把某個(gè)物理量推向極端，即極大和極小，并依此做出科學(xué)的推理分析，從而給出判斷或?qū)С鲆话憬Y(jié)論.在△OTBT中，∠TOTB＝90°－α又∠OTTB＝∠TOA＝β，故∠OTBT＝180°－(90°－α)－β＝90°＋α－βsinβ由正弦定理得TB

＝Tsin(90°＋α－β)②B聯(lián)立①②解得T

＝

Gsinβ

cos(α－β)因β不變，故當(dāng)α＝β＝30°時(shí)，TB最小，且TB＝Gsinβ＝G/2.答案：30°G22．整體法和隔離法的使用技巧當(dāng)分析相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體整體的受力情況及分析外力對(duì)系統(tǒng)的作用時(shí)，宜用整體法；而在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(或一個(gè)物體各部分)間的相互作用時(shí)常用隔離法．整體法和隔離法不是獨(dú)立的，對(duì)一些較復(fù)雜問(wèn)題，通常需要多次選取研究對(duì)象，交替使用整體法和隔離法．A．A對(duì)地面的壓力等于(M＋m)gB．A對(duì)地面的摩擦力方向向左C．B對(duì)A的壓力大小為R＋rRmgRD．細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為r

mg名師點(diǎn)睛整體法和隔離法的選用技巧當(dāng)物理情境中涉及物體較多時(shí)，就要考慮采用整體法和隔離法．(1)整體法研究外力對(duì)物體系統(tǒng)的作用各物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件即可采用整體法．(2)隔離法分析系統(tǒng)內(nèi)各物體、各部分間的相互作用各物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同或不同均可必須將物體從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，單獨(dú)地進(jìn)行受力分析，列出方程．(3)整體法和隔離法的交替運(yùn)用對(duì)于一些復(fù)雜問(wèn)題，比如連接體問(wèn)題，通常需要多次選用研究對(duì)象，這樣整體法和隔離法要交替使用.A．A

與B

之間一定存在摩擦力B．B與地面之間一定存在摩擦力C．B

對(duì)A

的支持力一定小于mgD．地面對(duì)B

的支持力的大小一定等于(M＋m)g解析：以A

為研究對(duì)象，若力F

沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力，則A

與B

之間不存在摩擦力，選項(xiàng)

A

錯(cuò)誤．若力F

和A

的重力mg

在垂直斜面方向的分力之和大于mg，則由牛頓第