《2020高考物理總復習 教師用書 2-3受力分析　共點力的平衡 必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高考物理總復習 教師用書 2-3受力分析　共點力的平衡 必修1（17頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3講受力分析共點力的平衡 共點力的平衡(考綱要求)1.共點力的平衡共點力力的作用點在物體上的同一點或力的延長線交于一點 的幾個力叫做共點力平衡狀態(tài)物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)(該狀態(tài)下物體的加速度為零)平衡條件物體受到的合外力為零，即F合0或2.平衡條件的推論(1)二力平衡如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等，方向相反，為一對平衡力(2)三力平衡如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等、方向相反(3)多力平衡如果物體受多個力作用處于平衡狀態(tài)，其中任何一個力與其余力的合力大小相等，方向相反3受力分析(1)

2、定義：把指定物體(研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來，并畫出受力圖，這個過程就是受力分析(2)受力分析的一般順序：先分析場力(重力、電場力、磁場力)，再分析接觸力(彈力、摩擦力)，最后分析其他力(3)受力分析的步驟明確研究對象：研究對象可以是某一個物體，也可以是保持相對靜止的若干個物體的集合隔離物體分析將研究對象從周圍的物體中隔離出來，進而分析周圍物體有哪些對它施加了力的作用畫出受力示意圖，標明各力的符號檢查畫出的每一個力能否找出它的施力物體，檢查分析結(jié)果能否使研究對象處于題目所給的運動狀態(tài)，防止發(fā)生漏力、添力或錯力現(xiàn)象1.圖231(2020濟南模擬)如圖231所示，獵人非法獵

3、猴，用兩根輕繩將猴子懸于空中，猴子處于靜止狀態(tài)以下相關(guān)說法正確的是()A猴子受到的三個力不是共點力B繩拉猴子的力和猴子拉繩的力相互平衡C地球?qū)镒拥囊εc猴子對地球的引力是一對作用力和反作用力D人將繩子拉得越緊，猴子受到的合力越大答案C2.圖232如圖232所示，一物體在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做勻速直線運動，則下列說法正確的是()A物體可能只受兩個力作用B物體可能受三個力作用C物體可能不受摩擦力作用D物體一定受四個力作用解析本題考查根據(jù)物體的運動狀態(tài)分析物體的受力，摩擦力產(chǎn)生的條件等知識點物體做勻速直線運動，則受力平衡，將拉力F在水平方向和豎直方向上分解，則物體一定要受到滑動

4、摩擦力的作用再根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件知，一定有彈力因此物體一定會受到四個力的作用答案D3.圖233如圖233所示，放在斜面上的物體受到垂直于斜面向上的力F作用而物體始終保持靜止當力 F 逐漸減小，則物體受到斜面的摩擦力()A保持不變B逐漸減小C逐漸增大D以上三種均有可能解析本題考查物體受力平衡、靜摩擦力的特點物體靜止在斜面上，受四個力的作用：重力、斜面的支持力N、力F及靜摩擦力f，由受力平衡得：fmgsin ，因此F變化，f不變，A項正確答案A4(2020江蘇省揚州測試)質(zhì)量為m的長方形木塊靜止在傾角為的斜面上，斜面對木塊的支持力和摩擦力的合力方向應(yīng)該是()A沿斜面向下 B垂直于斜面向上C沿斜面

5、向上D豎直向上解析如圖所示，物體受重力mg、支持力N、摩擦力f而處于靜止狀態(tài)，故支持力與摩擦力的合力必與重力等大反向，D正確答案D5.圖234超市中小張沿水平方向推著質(zhì)量為m的購物車乘勻速上升的自動扶梯上樓，如圖234所示假設(shè)小張、購物車、自動扶梯間保持相對靜止，自動扶梯的傾角為30，小張的質(zhì)量為M，小張與扶梯間的摩擦因數(shù)為，小車與扶梯間的摩擦忽略不計則()A小張對扶梯的壓力大小為Mgcos 30，方向垂直于斜面向下B小張對扶梯的摩擦力大小為(Mm)gsin 30，方向沿斜面向下C扶梯對小張的摩擦力大小為(Mm)gcos 30，方向沿斜面向上D小張對車的推力和車對小張的推力大小必相等，這是因為

6、人和車均處于平衡狀態(tài)解析對購物車進行受力分析，購物車受到的人的推力Fmgtan ，對人進行受力分析，人受到的摩擦力fMgsin Fcos (Mm)gsin ，沿斜面向上，人受到的彈力NMgcos Fsin Mgcos mgsin tan ，A、C錯，B對；小張對車的推力和車對小張的推力是一對作用力與反作用力，大小相等方向相反，D錯答案B考點一物體的受力分析受力分析時的注意事項(1)養(yǎng)成按“一重力、二彈力、三摩擦、四其他”的順序分析受力的習慣(2)明確研究對象(可以是一個點、一個物體或一個系統(tǒng)等)(3)分析彈力、摩擦力這些接觸力時，按一定的繞向圍繞研究對象一周，對接觸面逐一分析，在彈力和摩擦力不

7、確定時，可結(jié)合產(chǎn)生條件和受力分析的結(jié)果與題中物體狀態(tài)是否相符來判斷(4)區(qū)分研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力【典例1】(2020山東泰安模擬)圖235如圖235所示，在斜面上，木塊A與B的接觸面是水平的，繩子呈水平狀態(tài)，兩木塊均保持靜止則關(guān)于木塊A和木塊B的受力個數(shù)不可能的是()A2個和4個 B3個和4個C4個和4個 D4個和5個解析(1)若繩子的拉力為零以A、B為研究對象，確定B和斜面之間一定有靜摩擦力，A、B的受力圖如右圖，所以選項A正確(2)若繩子上有拉力，對A、B分別畫受力圖可知，A受到重力、B對A的支持力、繩子的拉力和B對A的摩擦力而平衡，B受到重力、A對B的壓力、斜面對

8、B的支持力和A對B的摩擦力，斜面對B的摩擦力可有可無，所以選項C、D正確答案B受力分析的基本思路【變式1】(2020遼寧沈陽二測)圖236如圖236所示，兩個等大、反向的水平力F分別作用在物體A和B上，A、B兩物體均處于靜止狀態(tài)若各接觸面與水平地面平行，則A、B兩物體各受幾個力()A3個、4個 B4個、4個C4個、5個 D4個、6個解析對物體A受力分析，豎直方向上受兩個力：重力和支持力；水平方向上受兩個力：水平力F和B對A的摩擦力，即物體A共受4個力作用；對物體B受力分析，豎直方向上受3個力作用：重力、地面的支持力、A對B的壓力；水平方向上受兩個力作用：水平力F和A對B向右的摩擦力，即物體B共

9、受5個力的作用，故答案C正確答案C考點二靜態(tài)平衡問題的分析【典例2】如圖237所示，圖237在傾角為的斜面上，放一質(zhì)量為m的小球，小球被豎直的木板擋住，不計摩擦，則球?qū)醢宓膲毫κ?)Amgcos Bmgtan C. Dmg解析法一(正交分解法)：對小球受力分析如圖甲所示，小球靜止，處于平衡狀態(tài)，沿水平和豎直方向建立坐標系，將N2正交分解，列平衡方程為N1N2sin ，mgN2cos 可得：球?qū)醢宓膲毫1N1mgtan ，所以B正確法二(力的合成法)：如上圖乙所示，小球處于平衡狀態(tài)，合力為零N1與N2的合力一定與mg平衡，即等大反向解三角形可得：FN1mgtan ，所以，球?qū)醢宓膲毫1

10、N1mgtan .所以B正確法三(三角形法則)：如右圖所示，小球處于平衡狀態(tài)，合力為零，所受三個力經(jīng)平移首尾順次相接，一定能構(gòu)成封閉三角形由三角形解得：N1mgtan ，故擋板受壓力N1N1mgtan .所以B正確答案B共點力作用下物體平衡的一般解題思路【變式2】如圖238所示，圖238固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的小孔，質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上，一根細線的下端系著小球，上端穿過小孔用力F拉住，繩與豎直方向夾角為，小球處于靜止狀態(tài)設(shè)小球受支持力為N，則下列關(guān)系正確的是()AF2mgcos BFmgcos CN2mg DN2mgcos 解析本題考查共點力平衡問題對小球受力分析利用

11、幾何關(guān)系可知Nmg，選項C錯誤、D錯誤；此時F2mgcos ，選項A正確、B錯誤答案A考點三動態(tài)平衡問題的分析“動態(tài)平衡”是指物體所受的力一部分是變力，是動態(tài)力，力的大小和方向均要發(fā)生變化，但變化過程中的每一個定態(tài)均可視為平衡狀態(tài)，所以叫動態(tài)平衡，這是力平衡問題中的一類難題解決這類問題的一般思路是：把“動”化為“靜”，“靜”中求“動”【典例3】如圖239所示，圖239兩根等長的繩子AB和BC吊一重物靜止，兩根繩子與水平方向夾角均為60.現(xiàn)保持繩子AB與水平方向的夾角不變，將繩子BC逐漸緩慢地變化到沿水平方向，在這一過程中，繩子BC的拉力變化情況是()A增大 B先減小，后增大C減小 D先增大，后

12、減小解析法一圖解法對力的處理(求合力)采用合成法，應(yīng)用合力為零求解時采用圖解法(畫動態(tài)平行四邊形法)作出力的平行四邊形，如圖甲所示由圖可看出，F(xiàn)BC先減小后增大法二解析法對力的處理(求合力)采用正交分解法，應(yīng)用合力為零求解時采用解析法如圖乙所示，將FAB、FBC分別沿水平方向和豎直方向分解，由兩方向合力為零分別列出：FABcos 60FB Csin ，F(xiàn)ABsin 60FB Ccos FB，聯(lián)立解得FBCsin(30)，顯然，當60時，F(xiàn)BC最小，故當變大時，F(xiàn)BC先變小后變大答案B解決動態(tài)平衡問題的常用方法方法步驟解析法(1)列平衡方程求出未知量與已知量的關(guān)系表達式(2)根據(jù)已知量的變化情況

13、來確定未知量的變化情況圖解法(1) 根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形的邊角變化(2) (2)確定未知量大小、方向的變化【變式3】如圖2310所示，圖2310用一根細線系住重力為G、半徑為R的球，其與傾角為的光滑斜面劈接觸，處于靜止狀態(tài)，球與斜面的接觸面非常小，當細線懸點O固定不動，斜面劈緩慢水平向左移動直至繩子與斜面平行的過程中，下述正確的是()A細繩對球的拉力先減小后增大B細繩對球的拉力先增大后減小C細繩對球的拉力一直減小D細繩對球的拉力最小值等于G解析以小球為研究對象，其受力分析如圖所示，因題中“緩慢”移動，故小球處于動態(tài)平衡，由圖知在題設(shè)的過程中，F(xiàn)一直減小，當繩子與斜面平行時，F(xiàn)與

14、N垂直，F(xiàn)有最小值，且FminGsin ，故選項C正確答案C6.共點力作用下物體的平衡閱卷教師揭秘(1)命題分析共點力作用下物體的平衡是高考的常考熱點，主要考查對物體(或系統(tǒng))的受力分析運用整體法、隔離法、圖解法、正交分解法等分析和解決問題、例如2020海南3題，2020山東17題，2020江蘇1題等(2)主要題型：選擇題(3)卷面錯因不能正確運用整體法或隔離法靈活選取研究對象受力分析時出現(xiàn)漏力分不清物體處于動態(tài)平衡時的恒力和變力(4)解決方法用整體法和隔離法確定研究對象對研究對象受力分析(不能多力也不能少力)若是三個共點力平衡要采取力的合成法與分解法a分解法：將其中一個力沿另外兩個力的反方向

15、分解，將三力變四力構(gòu)成兩對平衡力；b合成法：將某兩個力進行合成，三力變二力，組成一對平衡力c正交分解法：物體受多個(三個以上)作用力平衡時，常用正交分解法注意整體法與隔離法不是相互對立的，一般問題的求解中，隨著研究對象的轉(zhuǎn)化，往往兩種方法交叉運用，相輔相成所以，兩種方法的取舍并無絕對的界限，必須具體分析，靈活運用無論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量(即中間未知量的出現(xiàn)，如非待求的力，非待求的中間狀態(tài)或過程等)的出現(xiàn)為原則【典例】 (上海高考)圖2311有一個直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑AO上面套有小環(huán)P，OB上面套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量

16、可忽略、不可伸展的細繩相連，并在某一位置平衡(如圖2311所示)現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對P環(huán)的支持力N和細繩上的拉力T的變化情況是()AN不變，T變大BN不變，T變小CN變大，T變大DN變大，T變小解析法一隔離法法二整體法和隔離法答案B一、對受力分析的考查(低頻考查)1.圖2312(2020安徽理綜，19)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖2312所示若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力則木板P的受力個數(shù)為()A3 B4 C5 D6解析對木板P進行

17、受力分析：木板P受重力、斜面的支持力、滑塊Q的彈力、彈簧的彈力和與斜面間的摩擦力共5個力的作用答案C二、物體的平衡(高頻考查)2(2020海南)圖2313兩剛性球a和b的質(zhì)量分別為ma和mb、直徑分別為da和db(dadb)將a、b兩球依次放入一豎直放置、內(nèi)徑為d(daddadb)的平底圓筒內(nèi)，如圖2313所示設(shè)a、b兩球靜止時對圓筒側(cè)面的壓力大小分別為f1和f2，筒底所受的壓力大小為F.已知重力加速度大小為g.若所有接觸面都是光滑的，則()AF(mamb)g，f1f2BF(mamb)g，f1f2CmagF(mamb)g，f1f2DmagF(mamb)g，f1f2解析以a、b整體為研究對象，其

18、重力方向豎直向下，而側(cè)壁產(chǎn)生的壓力水平，故不能增大對底部的擠壓，所以F(mamb)g；由于物體處于平衡，所以受力也是平衡的，因此水平方向，力的大小是相等的，即f1f2，故正確答案為A.答案A3.圖2314(2020山東理綜，17)如圖2314所示，質(zhì)量分別為m1，m2的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動(m1在地面上，m2在空中)，力F與水平方向成角則m1所受支持力FN和摩擦力Ff正確的是()FNm1gm2gFsin FNm1gm2gFcos FfFcos FfFsin A B C D解析將m1、m2、彈簧看做整體，受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件得FfFcos

19、FNFsin (m1m2)gFN(m1m2)gFsin 故選項正確答案C4(2020江蘇卷)圖2315如圖2315所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為，重力加速度為g.若接觸面間的摩擦力忽略不計，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為()A. B.C.mgtan D.mgcos 解析以石塊為研究對象，其受力分析如圖所示，因為石塊靜止，則兩側(cè)面分別對石塊的彈力N的合力F與石塊的重力大小相等，即2Nsin mg，解得N，A正確答案A5.圖2316(2020海南卷，4)如圖2316所示，墻上有兩個釘子a和b，它們的連線與水平方向的夾角為45，兩者的高度差為l.一條不可伸長的輕質(zhì)細繩一端固定于a點，另一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物在繩子距a端的c點有一固定繩圈若繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼，平衡后繩的ac段正好水平，則重物和鉤碼的質(zhì)量比為()A. B2 C. D.解析平衡后設(shè)繩的bc段與水平方向成角，則：tan 2，sin .對節(jié)點c受力分析，節(jié)點c受三個力作用而平衡，在豎直方向上有：m2gm1gsin ，得：，選C.答案C