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1、专题07 受力分析 共点力的平衡1.学会进行受力分析的一般步骤与方法.2.掌握共点力的平衡条件及推论.3.掌握整体法与隔离法，学会分析动态平衡问题和极值问题1受力分析(1)概念把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的示意图，这个过程就是受力分析(2)受力分析的一般顺序先分析重力，然后分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力(电磁力、浮力等)2共点力作用下物体的平衡(1)平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态(2)共点力的平衡条件：F合0或者3共点力平衡的几条重要推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向
2、相反(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，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反(3)多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反 考点一物体的受力分析1受力分析的基本步骤(1)明确研究对象即确定分析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统(2)隔离物体分析将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用(3)画受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出力的方向，标明各力的符号2受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法研究系统外的物体对系统整体的作用力；研究系
3、统内部各物体之间的相互作用力(2)假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在重点归纳受力分析（1）受力分析的基本思路（2）受力分析的思路和技巧进行受力分析应注意以下几个方面：明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等)按顺序找力(一“重”、二“弹”、三“摩擦”、四“其他”)画好受力图后，要检查，防止多力和少力受力分析口诀：地球周围受重力，绕物一周找弹力，考虑有无摩擦力，其他外力细分析，合力分力不重复，只画受力抛施力在受力分析的过程中，要注意题目给出的物理条件(如光滑不计摩擦；轻物重力不计；运动
4、时空气阻力忽略等)只分析根据性质命名的力(如重力、弹力、摩擦力等)，不分析按效果命名的力(如下滑力、动力、阻力等)典型案例如图所示，A和B两物块的接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定粗糙斜面匀速下滑，在下滑过程中B的受力个数为： （ ）A3个B4个C5个D6个【答案】B【解析】先以A为研究对象，分析受力情况：重力、B的竖直向上的支持力，B对A没有摩擦力，否则A不会匀速运动再对B研究，B受到重力、A对B竖直向下的压力，斜面的支持力和滑动摩擦力，共4个力，B正确【名师点睛】受力分析：把指定物体（研究对象）在特定物理情景中所受外力找出来，并画出受力图，这就是受力分析受力分析通常要按照确定的顺
5、序，以防止漏力、多力第一步，锁定目标；第二步，列表：看看被分析物体周围有哪些物体；第三步，画出重力；第四步，考虑直接接触力，包括弹力和摩擦力；第五步，分析间接接触的力如电场力、磁场力等针对练习1如图，质量mAmB的两物体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的受力示意图是： （ ） A B C D【答案】A【解析】【名师点睛】本题关键先对整体受力分析，得到整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A与B间无弹力，最后再对B受力分析，得到其只受重力。针对练习2如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜连接A与天花板之间的细绳沿竖直方向关
6、于两木块的受力，下列说法正确的（： （ ）AA、B之间一定存在摩擦力作用 B木块A可能受三个力作用C木块B可能受到地面的摩擦力作用 DB受到地面的支持力一定大于木块B的重力【答案】B【解析】【名师点睛】本题考查共点力的平衡及受力分析，解题关键在于能明确物体受力的各种可能性，从而全面分析得出结果。考点二平衡问题的常用处理方法平衡问题是指当物体处于平衡状态时，利用平衡条件求解力的大小或方向的问题处理方法常有力的合成法、正交分解法、三角形法则重点归纳1、整体法与隔离法在平衡问题中的应用（1）对整体法和隔离法的理解整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法，整体法的优点在于只需要分析整个系统与外
7、界的关系，避开了系统内部繁杂的相互作用隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体的方法，隔离法的优点在于能把系统内各个物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚（2）整体法和隔离法的使用技巧当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法2、共点力作用下物体平衡的一般解题思路3、共点力平衡中的临界与极值问题的处理方法（1）临界问题当某物理量变化时，会引起其他几个物理量
8、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：两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0(主要体现为两物体间的弹力为0)；绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值；绳子绷紧与松驰的临界条件为绳中张力为0；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（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典型案例所受重力G18 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上。PA偏离竖直方向37角，PB在水平
9、方向，且连在所受重力为G2100 N的木块上，木块静止于倾角为37的斜面上，如图所示，试求：（sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)（1）木块与斜面间的摩擦力；（2）木块所受斜面的弹力。【答案】【解析】 可求得：【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解，针对练习1截面为直角三角形的木块A质量为M，放在倾角为的斜面上，当=37时，木块恰能静止在斜面上现将改为30，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆
10、柱体B，如图乙，（sin37=0.6，cos37=0.8）则： （ ）AA、B仍一定静止于斜面上B若M=2m，则A受到的摩擦力为mgC若M=8m，则A受到斜面的摩擦力为mgD以上说法都不对【答案】C【解析】若，则而因，A滑动，A受到斜面的滑动摩擦力，大小为，故B错误；若，则；而；因，A不滑动，A受到斜面的静摩擦力，大小为：，故C正确，D错误；【名师点睛】考查对研究对象进行受力分析，掌握受力平衡方程，理解滑动摩擦力与静摩擦力的大小计算，注意会判定物体是否在斜面上滑动是解题的关键。针对练习2如图所示，A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于0 点， A球固定在0点正下方，且O
11、、A间的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、 B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2则 F1与F2大小之间的关系为： （ ）AF1F2BF1F2CF1=F2D无法确定【答案】C【解析】【名师点睛】本题的解题关键是运用几何知识分析绳子的拉力与小球重力的关系作出力图是解题的基础，要正确分析受力情况，规范地作图，由图可以看出力的大致关系。考点三用图解法进行动态平衡的分析1动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题2基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动”3基本方法：图解
12、法和解析法重点归纳解析动态平衡问题的常用方法方法步骤解析法(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式(2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况图解法(1)根据已知量的变化情况，画出平行四边形边、角的变化(2)确定未知量大小、方向的变化典型案例（多选）如下图所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦均忽略不计，衣服处于静止状态，如果保持绳子A端、B端在杆上位置不变，将右侧杆平移到虚线位置，稳定后衣服仍处于静止状态则： （ ）AB端移到B1位置，且杆位置不变时，绳子张力不变BB端移到B2位置，且杆位置不变时，绳子张力变小CB端在杆上位置不
13、动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大DB端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小【答案】AD【解析】【名师点睛】在解析力的动态平衡问题时，一般有两种方法，一种是根据受力分析，列出力和角度三角函数的关系式，根据角度变化进行分析解题，一种是几何三角形相似法，这种方法一般解决几个力都在变化的情况，列出力与三角形对应边的等式关系，进行解题分析针对练习1将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持=30，则F达到最小值时Oa绳上的拉力为： （ ）Amg Bmg Cmg Dmg【答案】A【解析】
14、【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解，针对练习2（多选）如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑，小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过光滑定滑块，通过控制细线使小球沿斜面缓慢下移一段距离，斜面体始终静止，移动过程中，下列说法正确的是： （ ）A细线对小球的拉力变大B斜面对小球的支持力变大C斜面体对地面的压力变大D地面对斜面体的摩擦力变大【答案】BCD【解析】【名师点睛】在解析力的动态平衡问题时，一般有两种方法，一种是根据受力分析，列出力和角度三角函数的关系式，根据角度变化进行分析解题，一种是几何三角形相似法，这种方法一般解决几个力都在变化的情况，列出力与三角形对应边的等式关系，进行解题分析