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1、高考物理大一轮复习课高考物理大一轮复习课件受力分析件受力分析-共点力平衡共点力平衡第第4讲受力分析共点力平衡讲受力分析共点力平衡一、受力分析一、受力分析1定定义义：把把指指定定物物体体(或或研研究究对对象象)在在特特定定的的物物理理环环境境中中受受到到的的所所有有外外力力都都分分析析出出来来，并并画画出出物物体体_的的示示意意图图的的过过程程2受力分析的一般顺序受力分析的一般顺序先先 分分 析析 _(重重 力力、电电 场场 力力、磁磁 场场 力力)，再再 分分 析析_，最后分析其他力，最后分析其他力(一重二弹三摩擦四其他一重二弹三摩擦四其他)受力受力 场力场力 接触力接触力【跟踪训练】【跟踪训
2、练】1(单单选选)(2013年年上上海海卷卷)如如图图241，质质量量mAmB的的两两物物体体A、B叠叠放放在在一一起起，靠靠着着竖竖直直墙墙面面让让它它们们由由静静止止释释放放，在在沿沿粗粗糙糙墙墙面面下下落过程中，物体落过程中，物体B的受力示意图是的受力示意图是()【答案】【答案】A【解解析析】两两物物体体A、B叠叠放放在在一一起起，在在沿沿粗粗糙糙墙墙面面下下落落过过程程中中，由由于于物物块块与与竖竖直直墙墙面面之之间间没没有有压压力力，没没有有摩摩擦擦力力，两两者者一一起起做做自自由由落落体体运运动动，AB之之间间没没有有弹弹力力作作用用，物物体体B的的受受力力示示意图是意图是A.二、
3、共点力作用下的物体平衡二、共点力作用下的物体平衡1共共点点力力：物物体体同同时时受受几几个个力力的的作作用用，如如果果这这几几个个力力都都作作用用于于_，或或者者它它们们的的作作用用线线相相交交于于同同一点，这几个力叫做共点力一点，这几个力叫做共点力2平平衡衡状状态态：物物体体保保持持_或或_运运动动状状态时，物体就处于平衡状态态时，物体就处于平衡状态3共共点点力力作作用用下下物物体体的的平平衡衡条条件件：_ _.若若采采用用正正交交分分解解法法求求平平衡衡问问题题，则其平衡条件：则其平衡条件：_.物体的同一点物体的同一点 静止静止 匀速直线匀速直线 物体受到的合外力物体受到的合外力为零，即为
4、零，即F合合0Fx合合0，Fy合合04两个推论两个推论(1)当当物物体体受受到到三三个个非非平平行行的的共共点点力力作作用用而而平平衡衡时时，这这三三个个力必力必_(三力汇交原理三力汇交原理)；(2)物物体体受受到到N个个共共点点力力作作用用而而处处于于平平衡衡状状态态时时，取取出出其其中中的的 一一 个个 力力，则则 这这 个个 力力 必必 与与 剩剩 下下 的的(N 1)个个 力力 的的 合合 力力_共面且相交于一点共面且相交于一点 等大反向等大反向【跟踪训练】【跟踪训练】2(单单选选)(2015年年广广西西模模拟拟)如如图图242所所示示为为节节日日里里悬悬挂挂灯灯笼笼的的一一种种方方式
5、式，A、B点点等等高高，O为为结结点点，轻轻绳绳AO、BO长长度度相相等等，拉拉力力分分别别为为FA、FB，灯灯笼笼受受到到的的重重力力为为G.下下列列表表述述正正确的是确的是()AFA一定小于一定小于GBFA与与FB大小相等大小相等CFA与与FB是一对平衡力是一对平衡力DFA与与FB大小之和等于大小之和等于G【答案】【答案】B【解解析析】由由题题意意可可知知FA与与FB的的合合力力大大小小等等于于灯灯笼笼受受到到的的重重力力G，FA与与FB大小相等，大小相等，FA可能大于可能大于G，所以选项，所以选项B正确正确在在常常见见的的几几种种力力中中，重重力力是是主主动动力力，而而弹弹力力、摩摩擦擦
6、力力是是被被动动力力，其其中中存存在在弹弹力力又又是是摩摩擦擦力力存存在在的的前前提提，所所以以分分析析受受力力时时应应按按重重力力、弹弹力力、摩摩擦擦力力的的顺顺序序去去分分析析物物体体的的受受力力情情况况要要与与其其运运动动情情况况相相符符，因因此此常常常常从从物物体体的的运运动动状状态态入入手手，去去分分析析某某个力是否存在个力是否存在物体的受力分析物体的受力分析 受力分析的方法步骤：受力分析的方法步骤：(单单选选)(2015年年黑黑龙龙江江模模拟拟)L形形木木板板P(上上表表面面光光滑滑)放放在在固固定定斜斜面面上上，轻轻质质弹弹簧簧一一端端固固定定在在木木板板上上，另另一一端端与与置
7、置于于木木板板上上表表面面的的滑滑块块Q相相连连，如如图图 243 所所示示若若P、Q一一起起沿沿斜斜面面匀匀速速下下滑滑，不不计计空空气气阻阻力力则则木木板板P的的受力个数为受力个数为()A3B4 C5D6解解析析 本本题题考考查查受受力力分分析析、研研究究对对象象的的选选取取及及平平衡衡问问题题解解题题方方法法在在它它们们一一起起沿沿斜斜面面匀匀速速下下滑滑的的过过程程中中，弹弹簧簧对对Q必必然然有有弹弹力力选选木木板板P为为研研究究对对象象，它它受受到到重重力力、斜斜面面的的支支持持力力、斜斜面面的的摩摩擦擦力力、Q对对它它的的压压力力及及弹弹簧簧对对它它的的向向下下的的弹弹力力5个个力
8、力的的作作用选项用选项C正确正确答案答案 C一一题题一一得得 解解决决与与静静摩摩擦擦力力相相关关的的力力学学问问题题，重重在在分分析析物物体体的的受受力力发发生生变变化化时时静静摩摩擦擦力力的的变变化化求求解解的的依依据据为为平平衡衡方方程程或或者牛顿运动定律者牛顿运动定律(单单选选)(2015年年江江苏苏模模拟拟)一一质质量量为为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向下的恒力直向下的恒力F，如图，如图244所示则物块所示则物块()A仍处于静止状态仍处于静止状态B沿斜面加速下滑沿斜面加速下滑C受到的摩擦力不变受到的摩擦力不变D受
9、到的合外力增大受到的合外力增大【答案】【答案】A【解解析析】本本题题考考查查物物体体的的受受力力分分析析与与平平衡衡及及应应用用基基本本规规律律解解题题的的能能力力最最大大静静摩摩擦擦力力大大小小近近似似等等于于滑滑动动摩摩擦擦力力，物物块块恰恰好好静静止止在在斜斜面面上上，则则mgsin mgcos ，当当施施加加竖竖直直向向下下的的恒恒力力F时时对对物物块块受受力力分分析析，可可得得(mgF)sin (mgF)cos ，物体的合力为零，物块仍处于静止状态，选项，物体的合力为零，物块仍处于静止状态，选项A正确正确1分分解解法法：物物体体受受到到几几个个力力的的作作用用，将将某某一一个个力力按
10、按力力的的效效果果进进行行分分解解，则则其其分分力力和和其其他他力力在在所所分分解解的的方方向向上上满满足足平平衡衡条件条件2合合成成法法：物物体体受受几几个个力力的的作作用用，通通过过合合成成的的方方法法将将它它们简化成两个力，这两个力满足平衡条件们简化成两个力，这两个力满足平衡条件3正正交交分分解解法法：将将处处于于平平衡衡状状态态的的物物体体所所受受的的力力分分解解为为相互正交的相互正交的2组，每一组的力都满足二力平衡条件组，每一组的力都满足二力平衡条件求解物体静态平衡问题的常用方法求解物体静态平衡问题的常用方法4力力的的矢矢量量三三角角形形法法：物物体体受受同同一一平平面面内内3个个互
11、互不不平平行行的的力力的的作作用用平平衡衡时时，这这3个个力力的的矢矢量量箭箭头头首首尾尾相相接接，构构成成一一个个矢矢量量三三角角形形；反反之之，若若3个个力力的的矢矢量量箭箭头头首首尾尾相相接接恰恰好好构构成成三三角角形形，则则这这3个个力力的的合合力力必必为为零零利利用用三三角角形形定定则则，根根据据正正弦弦定定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求解未知力理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求解未知力(单单选选)如如图图245所所示示，一一个个半半球球形形的的碗碗放放在在桌桌面面上上，碗碗口口水水平平，O点点为为其其球球心心，碗碗的的内内表表面面及及碗碗口口是是光光滑滑的的一一根根细细
12、线线跨跨在在碗碗口口上上，线线的的两两端端分分别别系系有有质质量量为为m1和和m2的的小小球球当当它它们们处处于于平平衡衡状状态态时时，质质量量为为m1的的小小球球与与O点点的的连连线线与与水水平平线线的的夹夹角角为为90，质质量量为为m2的的小小球球位位于于水水平平地地面面上上，设设此此时时质质量量为为m2的的小小球球对对地地面面压压力力大大小小为为FN，细线的拉力大小为细线的拉力大小为FT，则，则()解解析析 分分析析小小球球m1的的受受力力情情况况，由由物物体体的的平平衡衡条条件件可可得得，绳绳的的拉拉力力FT0，故故C、D均均错错误误；分分析析m2受受力力，由由平平衡衡条条件件可可得：
13、得：FNm2g，故，故A错误，错误，B正确正确答案答案 B一一题题一一得得 一一个个物物体体在在共共点点力力的的作作用用下下，如如果果保保持持静静止止或或匀匀速速直直线线运运动动，这这个个物物体体就就处处于于平平衡衡状状态态，处处于于平平衡衡状状态态的的物物体体所所受受合合力力为为0.处处理理静静态态平平衡衡问问题题常常用用3种种方方法法：(1)力力的的合合成成法法，物物体体受受3个个力力作作用用而而平平衡衡时时，其其中中任任意意2个个力力的的合合力力必必跟跟第第3个个力力等等值值反反向向；(2)力力的的分分解解法法，物物体体受受3个个力力作作用用而而平平衡衡时时，根根据据力力产产生生的的效效
14、果果，分分解解其其中中1个个力力，从从而而可可求求得得另另外外2个个力力；(3)正正交交分分解解法法，同同一一平平面面上上的的共共点点力力的的合合力力为为零零时时，各各力力在在x轴轴、y轴上的分量的代数和均为零轴上的分量的代数和均为零(2015年年重重庆庆模模拟拟)如如图图246所所示示，由由两两种种材材料料制制成成的的半半球球面面固固定定在在水水平平地地面面上上，右右侧侧面面是是光光滑滑的的，左左侧侧面面是是粗粗糙糙的的，O点点为为球球心心，A、B是是两两个个相相同同的的小小物物块块(可可视视为为质质点点)，小小物物块块A静静止止在在左左侧侧面面上上，小小物物块块B在在图图示示水水平平力力F
15、作作用用下下静静止止在在右右侧侧面面上上，A、B处处在在同同一一高高度度，AO、BO与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角均均为为，则则A、B对对球球面面的的压压力力大大小小之之比比为为()Asin2 1Bcos2 1Csin 1Dcos 1【答案】【答案】A动动态态平平衡衡问问题题是是指指通通过过控控制制某某些些变变量量，使使物物体体发发生生缓缓慢慢地地变变化化，而而这这个个过过程程中中物物体体始始终终处处于于平平衡衡状状态态通通常常有有两两种种方方法法分析动态平衡问题：图解法和解析法分析动态平衡问题：图解法和解析法.物体的动态平衡问题物体的动态平衡问题图图解解法法根据物体的平衡条件作出力的矢量图
16、，如只受根据物体的平衡条件作出力的矢量图，如只受3个力，则这个力，则这3个力构成封闭矢量三角形，然后根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据矢量图进行动态分析，确定最大值和最小值此法简便、直观此法简便、直观解解析析法法根据物体的平衡条件列方程，在解方程时运用数根据物体的平衡条件列方程，在解方程时运用数学知识求极值通常用到的数学知识有二次函数、学知识求极值通常用到的数学知识有二次函数、均分定理、讨论分式、三角函数等均分定理、讨论分式、三角函数等(多多选选)如如图图247所所示示，重重为为G的的光光滑滑小小球球静静止止在在固固定定斜斜面面和和竖竖直直挡挡板板之之间
17、间若若挡挡板板逆逆时时针针缓缓慢慢转转到到水水平平位位置置，在在该该过过程程中中，挡挡板板和和斜斜面面对对小小球球的的弹弹力力的的大小大小F1、F2的变化情况是的变化情况是()AF1增大增大BF1先减小后增大先减小后增大CF2增大增大DF2减小减小解解析析 取取球球为为研研究究对对象象，球球受受重重力力G、斜斜面面支支持持力力F2、挡挡板板支支持持力力F1.因因为为球球始始终终处处于于平平衡衡状状态态，故故3个个力力的的合合力力始始终终为为零零，3个个力力构构成成封封闭闭的的三三角角形形挡挡板板逆逆时时针针转转动动时时，F1的的方方向向也也逆逆时时针针转转动动，F2的的方方向向不不变变，作作出
18、出如如图图248所所示示的的动动态态矢矢量量三三角角形形由由图图可可知知F1先先减减小小后后增增大大，F2随随的的增增大大而而减减小小，所所以选项以选项B、D正确正确答案答案 BD一一题题一一得得 图图解解法法可可以以定定性性地地分分析析物物体体受受力力的的变变化化，适适用用于于三三力力作作用用时时物物体体的的平平衡衡此此时时有有一一个个力力(如如重重力力)大大小小和和方方向向都都恒恒定定，另另一一个个力力方方向向不不变变，第第三三个个力力大大小小和和方方向向都都改改变变，用用图图解解法法即即可可判判断断两两力力大大小小变变化化的的情情况况若若一一个个力力的的大大小小和和方方向向不不变，而另外
19、两个力的方向都变，则采用相似三角形法变，而另外两个力的方向都变，则采用相似三角形法(单单选选)(2012年年全全国国卷卷)如如图图249所所示示，一一小小球球放放置置在在木木板板与与竖竖直直墙墙面面之之间间设设墙墙面面对对球球的的压压力力大大小小为为N1，球球对对木木板板的的压压力力大大小小为为N2.以以木木板板与与墙墙连连接接点点所所形形成成的的水水平平直直线线为为轴轴，将将木木板板从从图图示示位位置置开开始始缓缓慢慢地地转转到到水水平位置不计摩擦，在此过程中平位置不计摩擦，在此过程中()AN1始终减小，始终减小，N2始终增大始终增大BN1始终减小，始终减小，N2始终减小始终减小CN1先增大
20、后减小，先增大后减小，N2始终减小始终减小DN1先增大后减小，先增大后减小，N2先减小后增大先减小后增大【答案】【答案】B题题后后反反思思(1)图图解解法法分分析析物物体体动动态态平平衡衡问问题题时时，一一般般物物体体只只受受三三个个力力作作用用，且且其其中中一一个个力力大大小小、方方向向均均不不变变，另另一一个个力力的方向不变，第三个力大小、方向均变化的方向不变，第三个力大小、方向均变化(2)当当大大小小方方向向均均可可改改变变的的分分力力与与方方向向不不变变、大大小小可可变变的的分分力垂直时，其中方向可变的分力存在最小值力垂直时，其中方向可变的分力存在最小值恰恰当当的的选选择择研研究究对对
21、象象是是解解决决物物理理问问题题的的首首要要环环节节，选选择择好好对象对于解题有很大的帮助对象对于解题有很大的帮助.整体法和隔离法在受力分析中的应用整体法和隔离法在受力分析中的应用 整体法整体法隔离法隔离法概念概念将加速度相同的几个物体作将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法为一个整体来分析的方法将单个物体作为研将单个物体作为研究对象与周围物体究对象与周围物体分隔开的方法分隔开的方法选用选用原则原则研究系统外的物体对系统整研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统的加速度体的作用力或系统的加速度研究系统内物体之研究系统内物体之间的相互作用力间的相互作用力注意注意问题问题受力分析时不要再考
22、虑系统受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用力内物体间的相互作用力一般隔离受力较少一般隔离受力较少的物体的物体(多多选选)(2012年年山山东东卷卷)如如图图2410所所示示，两两相相同同轻轻质质硬硬杆杆OO1，OO2可可绕绕其其两两端端垂垂直直纸纸面面的的水水平平轴轴O，O1，O2转转动动，在在O点点悬悬挂挂一一重重物物M，将将两两相相同同木木块块m紧紧压压在在竖竖直直挡挡板板上上，此此时时整整个个系系统统保保持持静静止止Ff表表示示木木块块与与挡挡板板间间摩摩擦擦力力的的大大小小，FN表表示示木木块块与与挡挡板板间间正正压压力力的的大大小小若若挡挡板板间间的的距距离离稍稍许许增增大大后
23、后，系系统统仍仍静静止止，且且O1，O2始始终终等等高高，则则()AFf变小变小BFf不变不变CFN变小变小DFN变大变大答案答案 BD题题后后反反思思 对对两两个个或或两两个个以以上上的的物物体体组组成成的的简简单单的的连连接接体体问问题题，选选择择合合适适的的研研究究对对象象可可使使受受力力分分析析和和解解题题过过程程简简化化当当不不涉涉及及物物体体之之间间的的相相互互作作用用时时，把把几几个个物物体体视视为为一一个个整整体体作作为为研研究究对对象象，只只分分析析整整体体受受的的外外力力；当当涉涉及及物物体体之之间间的的相相互互作作用用时时，选择受力个数较少的物体为研究对象选择受力个数较少的物体为研究对象(多多选选)(2015年年河河源源质质检检)如如图图2412所所示示，质质量量分分别别为为m1、m2的的两两个个物物体体通通过过轻轻弹弹簧簧连连接接，在力在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动动(m1在在地地面面，m2在在空空中中)，力力F与与水水平平方方向向的的夹夹角角为为.则则m1所受支持力所受支持力FN和摩擦力和摩擦力f正确的是正确的是()AFNm1gm2gFsin BFNm1gm2gFcos CfFcos DfFsin 【答案】【答案】AC结束结束