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1、相互作用,第二章,第3讲受力分析共点力的平衡,知识梳理自测,1受力分析把研究对象(指定物体)在特定的物理环境中受到的所有力都找出来，并画出_的过程。,知识点1,受力分析,受力示意图,2受力分析的一般顺序若物体A在水平推力F作用下沿粗糙斜面上滑，则物体受力分析的顺序应如图乙所示。(1)先画出_(2)其次分析_(3)再分析_(4)最后分析_特别提醒：弹力、摩擦力的产生条件之一都是接触，因此在分析这两种力时先找接触面，在每个接触面上逐一分析这两种力。,重力,弹力,摩擦力,电磁力,知识点2,共点力的平衡,静止,匀速直线,FG0,F1Ff0,F2FNG0,3平衡条件的推论(1)二力平衡：如果物体在两个共
2、点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定_。(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_大小相等，方向相反。(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_大小相等，方向相反。思考：速度等于零的物体一定处于平衡状态吗？为什么？答案物体速度等于零，合外力不一定等于零。合外力等于零时物体才处于平衡状态。,大小相等，方向相反,其余两个力的合力,其余几个力的合力,1(2018四川成都二诊)如图所示，在水平晾衣杆(可视为光滑杆)上晾晒床单时，为了尽快使床单晾干，可在床单间支撑轻质细杆。随着细杆位置的不同，晾衣杆两侧床单间夹角(150)将不同。设床
3、单重力为G，晾衣杆所受压力大小为N，下列说法正确的是(),D,2(2018浙江温州模拟)如图所示，建筑装修中工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为，斜壁与竖直方向的夹角为，则磨石受到的摩擦力是(),A,3(2018河北定州中学调研)如图所示，两个相同的物体A、B叠在一起放在粗糙的水平桌面上，连在物体B上的轻绳通过定滑轮与空箱C相连，箱内放有一小球与箱内壁右侧接触，整个系统处于静止状态，已知A、B的质量均为m、C的质量为M，小球的质量为m0，物体B与桌面的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计滑轮摩擦和空
4、气阻力，下列说法中正确的是()A物体A受到三个力的作用B小球受到三个力的作用C桌面受到物体的摩擦力大小为2mgD桌面受到物体的摩擦力大小为(Mm0)g,D,4(2018贵州贵阳一模)如图所示，用完全相同的轻质弹簧1、2、3将两个相同的小球连接并悬挂，小球静止时，弹簧3水平，弹簧1与竖直方向的夹角30，弹簧1的弹力大小为F，则(),B,核心考点突破,1受力分析的四个方法,考点一,2.受力分析的四个步骤,特别提醒：受力分析时注意以下四点(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体的作用力。(2)只分析外力，不分析内力。(3)只分析性质力，不分析效果力。(4)分力、合力不要重复分析。,(2
5、017湖南六校联考)(多选)如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且F0，则B的受力个数可能为()A3个B4个C5个D6个,例1,BC,解析先对A、B整体受力分析，受重力、推力、支持力；当推力平行斜面向上的分力大于重力的下滑分力时，有上滑趋势；当推力平行斜面向上的分力小于重力的下滑分力时，有下滑趋势；当推力平行斜面向上的分力等于重力的下滑分力时，无滑动趋势；再对A受力分析，受推力、重力、支持力和向左的静摩擦力，共4个力；最后对B受力分析，受重力、A对B的压力和向右的静摩擦力、斜面对B的支持力，若B物体相对斜面有滑动趋势，则还要受到斜面的静摩擦力，若相对斜面无滑动
6、趋势，则不受斜面的静摩擦力，即物体B可能受4个力，也可能受5个力。故选B、C。,规律总结：受力分析的三个常用判据1条件判据：不同性质的力产生条件不同，进行受力分析时最基本的判据是根据其产生条件。2效果判据：有时候是否满足某力产生的条件是很难判定的，可先根据物体的运动状态进行分析，再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力，也可应用“假设法”。(1)物体平衡时合外力必定为零。,(2018河南豫北十校联考)两相同的楔形木块A、B叠放后分别以图甲、乙两种方式在水平外力F1和竖直外力F2作用下保持静止状态，则在这两种方式中，木块B受力个数分别为()A4；4B4；3C5；3D5；4,类题演练1,C,解析图甲
7、中，根据整体法可知，木块B除了重力外，一定受到墙面水平向右的弹力和竖直向上的静摩擦力，隔离B分析，其一定还受到A的弹力(垂直于接触面向左上方)，隔离A分析，A受到重力、水平向左的推力、B对其垂直于接触面向右下的弹力，这样的三个力不可能使A平衡，所以A一定还要受到B对其沿接触面斜向右上的静摩擦力才能平衡，可知B一定受到A沿接触面斜向左下的静摩擦力，故B共受5个力的作用；图乙中，据整体法可知B与墙面间既无弹力也无摩擦力，所以B受重力、A的弹力和摩擦力共3个力的作用，C正确。,处理平衡问题的常用方法,共点力作用下的静态平衡,考点二,(2018河南南阳一中月考)将一横截面为扇形的物体B放在水平面上，一
8、小滑块A放在物体B上，如图所示，除了物体B与水平面间的摩擦力之外，其余接触面的摩擦均可忽略不计，已知物体B的质量为M、滑块A的质量为m，重力加速度为g，当整个装置静止时，A、B接触面的切线与竖直的挡板之间的夹角为。则下列选项正确的是(),例2,B,方法技巧：整体法与隔离法的选用技巧整体法是以几个物体构成的系统为研究对象进行求解的方法，在许多问题中用整体法比较方便，但用整体法不能求解系统内力；隔离法是把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行分析。若分析外力对系统的作用时，用整体法；若分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。通常解答问题时，需要多次选取研究对象，即整体法与隔离
9、法交替使用。,类题演练2,C,1动态平衡：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分析动态平衡问题的常用方法(1)解析法：将力直接合成或者正交分解，列出平衡方程，写出所要分析的力与变化角度的关系式，然后判断各力的变化趋势。(2)图解法：应用于三力平衡，且其中一个力大小、方向均不变，另一个力方向不变。依据第三个力的变化，在同一图中作出若干状态下的平衡图来分析力的变化，此法也常用来求极值问题。(3)相似三角形：应用于三力平衡，其中一个力大小、方向均不变，另两个力方向都变，找到力的三角形和长度三角形相似。,
10、共点力作用下的动态平衡,考点三,(2018山东枣庄八中月考)如图所示，斜面与水平面、斜面与挡板间的夹角均为30，一小球放置在斜面与挡板之间，挡板对小球的弹力为FN1，斜面对小球的弹力为FN2，以挡板与斜面连接点所形成的水平直线为轴，将挡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()AFN1始终减小，FN2始终增大BFN1始终增大，FN2始终减小CFN1始终减小，FN2先减小后增大DFN1先减小后增大，FN2始终减小,例3,D,一力不变，两力方向都变的三力动态平衡把一光滑圆环固定在竖直平面内，在光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，如图所示。质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着
11、小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢下移。在小球移动过程中手对细线的拉力F和圆环对小球的弹力FN的大小变化情况是()AF不变，FN增大BF不变，FN减小CF减小，FN不变DF增大，FN不变,类题演练3,D,一力不变，两力方向都变但两力大小相等的三力动态平衡有两根完全相同的轻绳，分别按如图甲、乙的方式固定在A、B和D、E两点。将一挂有质量为m的重物的光滑轻质动滑轮挂于轻绳上，当滑轮静止后，设图甲、乙中绳子的张力大小分别为T1、T2。现将图甲中绳子的B端缓慢向下移动至C点，图乙中绳子的E端缓慢向右移动至F点，在两绳移动的过程中，下列说法正确的是()AT1、T2都变大BT1变大，
12、T2变小CT1、T2都不变DT1不变，T2变大,类题演练3,D,一力不变，两力方向都变但两力夹角不变的三力动态平衡(2018云南师大附中月考)如图所示，柔软轻绳ON的一端O固定，在其上某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N将重物向右上方缓慢拉起。初始时，OM竖直，OMMN。保持OM与MN夹角不变，在OM由竖直被拉到水平的过程中()AOM上的张力逐渐增大BOM上的张力先增大后减小CMN上的张力逐渐增大DMN上的张力先增大后减小,类题演练5,C,解析OM和MN的拉力的合力与重力大小相等，方向相反，受力分析如图甲所示。设OM与竖直方向夹角为，画等效圆如图乙所示，有FMNGsin，FOMGcos，可知，
13、随着的增大，MN上的张力逐渐增大，OM上的张力逐渐减小，故C正确，A、B、D错误。,阶段培优微专题,平衡中的临界与极值问题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”等语言叙述。常见的临界状态有：(1)两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为O(主要体现为两物体间的弹力为0)；(2)绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值；绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中张力为0；,(3)存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大。研究的基本思维方法：假设推理法
14、。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。一般用图解法或解析法进行分析。3策略方法(1)做好受力分析的基础上，搞清各力夹角。(2)难以确定方向和是否存在的力，用假设法分析看各力变化趋势，判断可能情况。,(3)正交分解列方程，写出解析式。(4)根据题中隐含的条件“恰好”“最大”“最小”，用数字方法结合物理实际讨论其临界和极值的情况。,(2018福建质检)课堂上，老师准备了“”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木，要将三个积木按如图所示(截面图)的方式堆放在木板上，则木板与水平面夹角的最大值为()A30B45C60D90,例4,A,方法总结：突破临界问
15、题的三种方法(1)解析法根据物体的平衡条件列方程，在解方程时采用数学知识求极值。通常用到的数学知识有二次函数求极值、讨论分式求极值、三角函数求极值以及几何法求极值等。(2)图解法根据平衡条件作出力的矢量图，如只受三个力，则这三个力构成封闭矢量三角形，然后根据矢量图进行动态分析，确定最大值和最小值。,(3)极限法极限法是一种处理临界问题的有效方法，它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端(“极大”、“极小”、“极右”、“极左”等)，从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来，使问题明朗化，便于分析求解。,类题演练6,C,2年高考模拟,AD,2(2017天津卷)(多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳
16、两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()A绳的右端上移到b，绳子拉力不变B将杆N向右移一些，绳子拉力变大C绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移,AB,3(2018山东省潍坊市高三上学期期末试题)(多选)如图所示，光滑圆圈竖直固定，A为最高点，橡皮条上端固定在A点，下端连接一套在圆圈上的轻质小环，小环位于B点，AB与竖直方向夹角为30，用光滑钩拉橡皮条中点，将橡皮条中点拉至C点时，钩的拉力大小为F。为保持小环静止于B点，需给小环施加一作用力F，下列说法正确的是(),AD,4(2018山东省实验中学二诊)如图，质量分别为M、m的两个木块A、B通过轻弹簧连接，木块A放在水平桌面上，木块B用轻绳通过定滑轮在力F的作用下整体恰好处于静止状态，绳与水平方向成角。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮与绳间的摩擦。则不能求下列哪些量()A木块A对桌面的压力B弹簧与水平方向的夹角C木块A与桌面之间的动摩擦因数D弹簧的形变量,D,练案6,考案2,