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1、第3單元受力分析共點(diǎn)力的平衡,,填一填,1定義 把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來(lái)，并畫(huà)出，這個(gè)過(guò)程就是受力分析 2受力分析的順序 先找，再找力(彈力、摩擦力)，最后分析靜電力、磁場(chǎng)力、其他力,受力圖,重力,接觸,1平衡狀態(tài)：物體處于靜止或狀態(tài),勻速直線運(yùn)動(dòng),3平衡條件的推論,【溫馨提示】 1在一些定性判斷平衡狀態(tài)的問(wèn)題中，采用共點(diǎn)力平衡的相關(guān)推論，可以使許多問(wèn)題簡(jiǎn)化 2物體在某一時(shí)刻速度為零時(shí)不一定處于平衡狀態(tài),練一練 1(2015江蘇省揚(yáng)州測(cè)試)質(zhì)量為m的長(zhǎng)方形木塊靜止在傾角為的斜面上，斜面對(duì)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

2、上 C沿斜面向上 D豎直向上,【解析】如圖所示，物體受重力mg、支持力FN、摩擦力F而處于靜止?fàn)顟B(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】D,,2.(2015清遠(yuǎn)市高三調(diào)研)如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)物體疊放在水平面上，用水平力F拉位于中間的物體乙，它們?nèi)员３朱o止?fàn)顟B(tài)，三個(gè)物體的接觸面均為水平，則乙物體受力的個(gè)數(shù)為() A3個(gè) B4個(gè) C5個(gè) D6個(gè),,【解析】以甲物體為研究對(duì)象，受重力和乙對(duì)它的支持力，共2個(gè)力的作用，甲、乙兩物體間無(wú)摩擦力作用；以乙物體為研究對(duì)象，受重力、甲對(duì)其壓力、外力F、丙對(duì)其支持力和丙對(duì)其向左的靜摩擦力共5個(gè)力的作用故正確選項(xiàng)為C. 【答案】C,3

3、如圖，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對(duì)斜劈的摩擦力(),,A等于零 B不為零，方向向右 C不為零，方向向左 D不為零，v0較大時(shí)方向向左，v0較小時(shí)方向向右 【解析】以斜劈和物塊整體為研究對(duì)象，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，合力為零所以地面對(duì)斜劈沒(méi)有水平方向的摩擦力的作用，故A正確 【答案】A,4.如圖所示，在某同學(xué)通過(guò)滑輪組將一重物緩慢吊起的過(guò)程中，該同學(xué)對(duì)繩的拉力將(滑輪與繩的重力及摩擦不計(jì))() A逐漸變大 B逐漸變小 C先變大后變小 D先變小后變大,,【解析】緩慢吊起即“勻速”吊起，由平衡條件知滑輪左、右兩側(cè)繩的拉力的合力等于重物的重

4、力(G不變)，隨重物的逐漸升高，兩側(cè)繩間夾角逐漸增大，故該同學(xué)對(duì)繩的拉力將逐漸變大，選項(xiàng)A正確 【答案】A,,考點(diǎn)一受力分析 考點(diǎn)梳理 1受力分析的思路,,(2)假設(shè)法 在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，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否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來(lái)判斷該力是否存在,典例應(yīng)用 如圖所示，A、B、C、D是四個(gè)完全相同的木塊，在圖甲中，水平力F作用于B上，A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖乙中，豎直彈簧作用于D上，C、D處于靜止?fàn)顟B(tài)，則關(guān)于A、B、C、D的受力情況，下列說(shuō)法不正確的是(),,,,A圖甲中A受五個(gè)力，圖乙中C受三個(gè)力 B圖乙中墻對(duì)C可能有摩擦力 C圖甲中墻對(duì)A

5、一定沒(méi)有摩擦力 D圖乙中D對(duì)C一定有向右上方的摩擦力 【課堂筆記】在圖甲中，A受重力、墻的支持力、B的支持力、墻的摩擦力(向上)，B的摩擦力(左下方)，共五個(gè)力，而圖乙中，墻對(duì)C沒(méi)有摩擦力和支持力，A正確，B錯(cuò)誤；選整體為研究對(duì)象，可知圖甲中，墻對(duì)A一定有向上的摩擦力，C錯(cuò)誤；而圖乙中，C處于靜止?fàn)顟B(tài)，一定受到D對(duì)其向右上方的摩擦力D正確 【答案】AD,【總結(jié)提升】受力分析“四注意” 1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 2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 3區(qū)分合力與分力：研究對(duì)象的受力圖，通常只畫(huà)出物體實(shí)際受到

6、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 4區(qū)分內(nèi)力與外力：對(duì)幾個(gè)物體的整體進(jìn)行受力分析時(shí)，這幾個(gè)物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力圖中出現(xiàn)；當(dāng)把某一物體單獨(dú)隔離分析時(shí)，原內(nèi)力變成外力，要在受力分析圖中畫(huà)出,如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的兩物塊A、B疊放在一起，若它們共同沿固定在水平地面上傾角為的斜面勻速下滑，則(),,,,AA、B間無(wú)摩擦力 BB與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)tan CA、B間有摩擦力，且B對(duì)A的摩擦力對(duì)A做負(fù)功 DB對(duì)斜面的摩擦力方向沿斜面向下 【解析】能一起勻速下滑，可得tan ，通過(guò)對(duì)物體A受力分析可知，B對(duì)A的摩擦力方向平行于接觸面向上，對(duì)A

7、做正功，所以A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤，B、D正確 【答案】BD,考點(diǎn)二解決平衡問(wèn)題的常用方法 考點(diǎn)梳理,【溫馨提示】 1物體受三個(gè)力平衡時(shí)，利用力的分解法或合成法比較簡(jiǎn)單 2解平衡問(wèn)題建立坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)使盡可能多的力與坐標(biāo)軸重合，需要分解的力盡可能少物體受四個(gè)以上的力作用時(shí)一般要采用正交分解法,典例應(yīng)用 如圖甲所示，一根粗細(xì)均勻的金屬棒AB，棒的A端用輕繩連接，輕繩的另一端固定在天花板上，在棒的B端施加水平拉力F使金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)輕繩與豎直方向的夾角為，金屬棒與豎直方向的夾角為，下列說(shuō)法正確的是(),,,,圖甲,Asin 2sin Bcos 2cos Ctan 2tan Dcot 2cot 【解題指導(dǎo)

8、】1.研究對(duì)象AB棒受繩的拉力、重力和水平拉力F三個(gè)力作用 2三個(gè)力作用點(diǎn)不在同一點(diǎn)上 3三個(gè)力的作用線相交于一點(diǎn) 4取三個(gè)力作用線的交點(diǎn)為研究對(duì)象,【答案】C,【總結(jié)提升】三力平衡的解題技巧 物體僅在非平行的三個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個(gè)力的作用線或作用線的延長(zhǎng)線必相交于一點(diǎn)，運(yùn)用這一規(guī)律再結(jié)合正交分解法、平行四邊形法、矢量三角形法等求解 若物體受到四個(gè)力的作用，其中兩個(gè)力的合力恒定(如平面支持力與滑動(dòng)摩擦力的合力)，則可以將這兩個(gè)力合成為一個(gè)力，相當(dāng)于物體只受三個(gè)力作用，也可以使用上述推論,如圖所示，一輕桿兩端分別固定著質(zhì)量為mA和mB的兩個(gè)小球A和B(均可視為質(zhì)點(diǎn))將其放在一個(gè)直角

9、形光滑槽中，已知輕桿與槽右壁成角，槽右壁與水平地面成角時(shí)，兩球剛好能平衡，且，則A、B兩小球的質(zhì)量之比為(),,,,【答案】D,考點(diǎn)三動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題分析 考點(diǎn)梳理 解決動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的常用方法,典例應(yīng)用,(2013天津理綜，5)如圖所示，小球用細(xì)繩系住，繩的另一端固定于O點(diǎn)現(xiàn)用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體，小球在斜面上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，細(xì)繩始終處于直線狀態(tài)，當(dāng)小球升到接近斜面頂端時(shí)細(xì)繩接近水平，此過(guò)程中斜面對(duì)小球的支持力FN以及繩對(duì)小球的拉力FT的變化情況是(),,,,AFN保持不變，F(xiàn)T不斷增大 BFN不斷增大，F(xiàn)T不斷減小 CFN保持不變，F(xiàn)T先增大后減小 DFN不斷增大，F(xiàn)T先減小后增大 【解題指導(dǎo)】

10、1.明確是以小球?yàn)檠芯繉?duì)象還是以斜面體為研究對(duì)象 2用水平力F緩慢推動(dòng)斜面體使懸線與水平面的夾角發(fā)生怎樣的變化 3懸線與水平面夾角的變化又導(dǎo)致小球所受各力發(fā)生怎樣的變化,【課堂筆記】解法一：圖解法以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖甲所示，在小球上升到接近斜面頂端的過(guò)程中，mg的大小和方向都不變，即FN與FT的合力Fmg不變FN的方向不變，F(xiàn)T與水平方向的夾角由大于斜面傾角的某一值逐漸減小至趨于零，由力的平行四邊形定則作圖可知，F(xiàn)T先減小，當(dāng)FT與FN垂直(即繩與斜面平行)時(shí)達(dá)到最小，然后開(kāi)始增大，F(xiàn)N不斷增大，D正確,,,【答案】D,將一傾角為、質(zhì)量為M的光滑斜面放在光滑的水平地面上，一質(zhì)量為m的

11、球固定在輕桿的一端，輕桿的另一端用鉸鏈固定在豎直的墻壁上，可繞鉸鏈無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將小球放置在斜面上，此時(shí)桿與豎直方向的夾角為，開(kāi)始<并且兩者夾角之和小于90.今用一水平向左的外力F作用在斜面體上，如圖甲所示，同時(shí)將小球釋放，為了讓光滑的斜面體向右保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列有關(guān)外力F以及小球?qū)p桿的作用力T的變化的說(shuō)法正確的是(),,,,圖甲,AF保持不變，T逐漸減小 BF逐漸增大，T先減小后增大 CF先減小后增大，T先增大后減小 DF逐漸減小，T逐漸減小,【答案】B,圖乙,,兩類(lèi)平衡問(wèn)題的處理方法 1臨界問(wèn)題 當(dāng)某物理量變化時(shí)，會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或

12、“恰好不出現(xiàn)”，在問(wèn)題的描述中常用“剛好”、“剛能”、“恰好”等語(yǔ)言敘述 處理臨界問(wèn)題的思維方法假設(shè)推理法 2極值問(wèn)題 平衡物體的極值，一般指在力的變化過(guò)程中的最大值和最小值問(wèn)題一般用圖解法或解析法進(jìn)行分析,處理極值問(wèn)題的兩種基本方法 (1)解析法：根據(jù)物體的平衡條件列方程，通過(guò)數(shù)學(xué)知識(shí)求極值的方法此法思維嚴(yán)謹(jǐn)，但有時(shí)運(yùn)算量比較大，相對(duì)來(lái)說(shuō)較復(fù)雜，而且還要依據(jù)物理情境進(jìn)行合理的分析討論 (2)圖解法：根據(jù)物體的平衡條件作出力的矢量三角形，然后由圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，確定極值的方法此法簡(jiǎn)便、直觀,一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物體放在粗糙的水平地面上，今用最小的拉力拉它，使之做勻速運(yùn)動(dòng)，已知這個(gè)最小拉力為6 N

13、，g10 m/s2，則下列關(guān)于物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，最小拉力與水平方向的夾角，正確的是(),,,,【答案】B,將兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b用細(xì)線相連后，再用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，如圖所示用力F拉小球b，使兩個(gè)小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，且細(xì)線OA與豎直方向的夾角保持30，則F的最小值為(),,,,【解析】以a、b為整體，整體受重力2mg、懸繩OA的拉力FT及拉力F三個(gè)力而平衡，如圖所示，三力構(gòu)成的矢量三角形中，當(dāng)力F垂直于懸繩拉力FT時(shí)有最小值，且最小值F2mgsin mg，B項(xiàng)正確,,【答案】B,模擬題組 1.(2015東莞市質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為m的物體A在豎直向上的力F作用下靜止于斜面上則物體受力

14、個(gè)數(shù)為() A2個(gè)B3個(gè) C4個(gè) D5個(gè),,【解析】若Fmg，則物體A只受重力和拉力F兩個(gè)力作用，A對(duì)；若Fmg，則物體A受重力、支持力、摩擦力和拉力F四個(gè)力作用，故C對(duì) 【答案】AC,2(2015冀州模擬)如圖所示，將球用細(xì)繩系住放在傾角為的光滑斜面上，當(dāng)細(xì)繩由水平方向緩慢向上偏移至豎直方向的過(guò)程中，細(xì)繩上的拉力將(),,A逐漸增大 B逐漸減小 C先增大后減小 D先減小后增大 【解析】球的重力有兩個(gè)效果，即拉細(xì)繩和壓斜面，用圖解法分析該題，作出力的分解圖示如圖所示由圖可知，當(dāng)細(xì)繩由水平方向逐漸向上偏移至豎直方向時(shí)，細(xì)繩上的拉力F2將先減小后增大，當(dāng)F2和F1的方向垂直時(shí)，F(xiàn)2有極小值，而球

15、壓斜面的力F1逐漸減小故選項(xiàng)D正確 【答案】D,,高考題組 3.(2014山東理綜，14)如圖，用兩根等長(zhǎng)輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點(diǎn)，制成一簡(jiǎn)易秋千某次維修時(shí)將兩輕繩各剪去一小段，但仍保持等長(zhǎng)且懸掛點(diǎn)不變，木板靜止時(shí)，F(xiàn)1表示木板所受合力的大小，F(xiàn)2表示單根輕繩對(duì)木板拉力的大小，則維修后(),,AF1不變，F(xiàn)2變大 BF1不變，F(xiàn)2變小 CF1變大，F(xiàn)2變大 DF1變小，F(xiàn)2變小,【答案】A,4.(2014全國(guó)新課標(biāo)卷，17)如圖，用橡皮筋將一小球懸掛在小車(chē)的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)使小車(chē)從靜止開(kāi)始向左加速，加速度從零開(kāi)始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內(nèi))，與穩(wěn)定在豎直位置時(shí)相比，小球的高度(),,A一定升高 B一定降低 C保持不變 D升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定,,【答案】A,新題快遞 5.重力為G的圓柱體A被平板B夾在板與墻壁之間，平板B與底座C右端的鉸鏈相連，左端由液壓器調(diào)節(jié)高度，以改變平板B與水平底座C間的夾角，B、C及D總重力也為G，底座C與水平地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為(0.5<<1)，平板B的上表面及墻壁是光滑的底座C與地面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是(),,【答案】CD,課時(shí)作業(yè)(六),本小節(jié)結(jié)束 請(qǐng)按ESC鍵返回,