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第一讲力与物体的平衡热点一物体的受力分析强化学思知能学有所思，思有深度一、理清一个“网络”，明晰“力”是根源二、受力分析中的“2分析” “2注意”1.“2分析”⑴只分析研究对象受的力，不分析研究对象给其他物体的力；(2)只分析性质力(六种常见力)，不分析效果力，如向心力等.2.“2注意”(1)合力与分力不可同时作为物体的受力；(2)物体的受力情况与运动情况相对应.三、命题规律1.该热点为历年高考的重点，主要考查力的有无和方向的判断，且常和共点力的平衡知识结合起来考査.2-考查的题型一般为选择题，在动力学中也常在计算题中被考查到.题组冲关调研范有所得，练有高度［范例调研］O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块〃•外力F向右上方拉b9整个系统处于静止状态.若F 方向不变，大小在一定范围内变化，物块方仍始终保持静止，则（BD）［例1］（多选）如图，光滑的轻滑轮用细绳OO）悬挂于A・绳OO‘的张力也在一定范围内变化B. 物块方所受到的支持力也在一定范围内变化C. 连接。
和方的绳的张力也在一定范围内变化D. 物块方与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化［关键点拨］以点为研究对象，由三力平衡分析绳oo f的张力变化情况；以物块〃为研究对象，用正交分解法列方程分析物块〃所受支持力及与桌面间摩擦力的变化情况.［解析］系统处于静止状态，连接a 和b的绳的张力大小八等于物块“的重力6, C项错误；以少点为研究对象，受力分析如图甲所示，右恒定，夹角〃不变，由平衡条件知，绳OO'的张力為恒定不变，A项错误；以方为研究对象，受力分析如图乙所示，贝!I甲乙F N+Ticos^+Fsina—G b=0 /+ T xsin^—Fcosa=0 F N、/均随F的变化而变化，故B、D项正确•［自主突破］1. （2018-滨州模拟妆口图所示，开口向下的“”形框架,两侧竖直杆光滑固定，上面水平横杆中点固定一定滑轮，两侧杆上套着的两滑块用轻绳绕过定滑轮相连，并处于静止状态，此时连接滑块A的绳与水平方向夹角为伏连接滑块B的绳与水平方向的夹角为2伏则B两滑块的质量之比为（A ）C ・ 2sin& 1D ・ 1 2sin 〃A. 1 2cos 〃■ B• 2cos 〃 1解析：设绳的拉力为Fn对两个滑块分别受力分析，如图所示，根据平衡条件得，加A^=Frsin伏m B g=F^Yn23,解得〒sin0 1gv 十迤=^n2O=2c^09选项A正确・FJ2. （2018•江西南昌面的夹角为«=15°,-个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上, 一根轻质细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙，且两端分别固定于直杆上的去B两点，小环甲和小环乙分居在小轻环c的两侧•设小环甲的质量为加1，小环乙的质量为加2,调节B间细线的长度，当系统处于静止状态时0=45。
力与物体的平衡专题定位 1.深刻理解各种性质力的特点，熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法；2.掌握匀变速直线运动的规律及运动图象问题；3.综合应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题；4.熟练掌握平抛、圆周运动的规律，熟悉解决天体运动问题的两条思路．第1讲力与物体的平衡[相关知识链接]1．受力分析的步骤明确研究对象→隔离物体分析→画受力示意图→验证受力合理性．2．分析受力的思路(1)先数研究对象有几个接触处，每个接触处最多有两个力(弹力和摩擦力)．(2)同时注意对场力的分析．(3)假设法是判断弹力、摩擦力是否存在及其方向的基本方法．3．注意(1)只分析研究对象受到的力．(2)只分析性质力，不分析效果力．(3)善于变换研究对象，分析不能直接判断的力．[规律方法提炼]1．整体法与隔离法在分析两个或两个以上的物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析；采用整体法进行受力分析时，要注意各个物体的运动状态必须相同．2．共点力平衡的常用处理方法(1)合成法：物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反．(2)效果分解法：物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件．(3)正交分解法：物体受到三个或三个以上共点力的作用而平衡，通过建立平面直角坐标系将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件．(4)力的三角形法：对受三个共点力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据数学知识求解未知力．例1(2019·浙南名校联盟期末)如图所示，一个质量为4kg的半球形物体A放在倾角为θ＝37°的斜面B 上静止不动．若用通过球心的水平推力F ＝10N 作用在物体上，物体仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g ＝10m/s 2，则( )A ．地面对斜面B 的弹力不变 B ．地面对斜面B 的摩擦力增加8NC ．物体A 受到斜面B 的摩擦力增加8ND ．物体A 对斜面B 的作用力增加10N 答案 A解析 对A 、B 整体分析，力F 是水平的，竖直方向地面对B 的弹力不变，地面对B 的摩擦力增加10N ，故A 项正确，B 项错误；对物体A 分析，加力F 前，斜面B 对物体A 的摩擦力F f ＝mg sin θ＝24N ，加力F 后，F f ′＋F cos θ＝mg sin θ，F f ′＝16N ，故减小8N ，选项C 错误；加F 前A 对B 的作用力大小等于A 的重力，即40N ，加F 后，A 对B 的作用力大小为F 2＋G 2＝102＋402N ＝1017N ，故D 项错误．拓展训练1 (2019·绍兴市3月选考)如图所示，攀岩者仅凭借鞋底和背部的摩擦停留在竖直的岩壁间，鞋子、背部与岩壁间的动摩擦因数分别为0.80和0.60.为了节省体力，他尽可能减小身体与岩壁间的正压力，使自己刚好不下滑．假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列判断正确的是( )A ．攀岩者受到三个力的作用B ．鞋子受到的静摩擦力方向竖直向下C ．岩壁对鞋子的支持力大于岩壁对背部的支持力D ．攀岩者背部受到的静摩擦力支撑了体重的37答案 D解析 对攀岩者分析，受重力、鞋与岩壁间弹力和摩擦力、背部与岩壁间弹力和摩擦力共五个力作用；重力方向竖直向下，鞋子和背部受到的静摩擦力方向竖直向上，故水平方向上两支持力大小相等，方向相反，F N1＝F N2，又据平衡μ1F N1＋μ2F N2＝G ，可得F f2＝μ2F N2＝37G .拓展训练2 (多选)(2019·全国卷Ⅰ·19)如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N ，另一端与斜面上的物块M 相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止，则在此过程中( )A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加答案BD解析对N进行受力分析如图所示，因为N的重力与水平拉力F的合力和细绳的拉力F T是一对平衡力，从图中可以看出水平拉力F的大小逐渐增大，细绳的拉力F T也一直增大，选项A 错误，B正确；M的质量与N的质量的大小关系不确定，设斜面倾角为θ，由分析可知F Tmin＝m N g，故若m N g≥m M g sinθ，则M所受斜面的摩擦力大小会一直增大，若m N g<m M g sinθ，则M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大，选项D正确，C错误．1．基本思路化“动”为“静”，“静”中求“动”．2．两种方法(1)解析法：物体受到三个以上的力，且某一夹角发生变化时，将力进行正交分解，两个方向上列平衡方程，用三角函数表示各个作用力与变化角之间的关系，从而判断各力的变化．(2)图解法：物体一般受三个共点力作用；其中有一个大小、方向都不变的力；还有一个方向不变的力．画受力分析图，作出力的平行四边形或矢量三角形，依据某一参数的变化，分析各边变化从而确定力的大小及方向的变化情况．例2(2019·江苏省模拟)如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B，在B与竖直墙之间放置一光滑小球A，整个装置处于静止状态．现用水平力F拉动B 缓慢向右移动一小段距离后，它们仍处于静止状态，在此过程中，下列判断正确的是( )A．小球A对物体B的压力逐渐增大B．小球A对物体B的压力逐渐减小C．墙面对小球A的支持力逐渐减小D．墙面对小球A的支持力先增大后减小答案 A解析解法1 以A球为研究对象，分析受力情况：受重力G、墙面支持力F N、B的弹力F N B，由平衡条件知F N与F N B的合力与G大小相等，方向相反，将B缓慢向右移动，F N方向不变，F N B 沿逆时针方向缓慢转动，作出转动过程三个位置力的合成图如图甲所示，由图可知，F N逐渐增大，F N B逐渐增大，由牛顿第三定律知小球A对物体B的压力逐渐增大，故A正确，B、C、D错误．解法2 对A球受力分析如图乙，得：竖直方向：F N B cosθ＝G水平方向：F N＝F N B sinθ解得：F N B＝G cosθF N＝G tanθB缓慢向右移动一小段距离，A缓慢下落，则θ增大，所以F N B增大，F N增大，由牛顿第三定律知小球A对物体B的压力逐渐增大，故A正确，B、C、D错误．拓展训练3(2019·广东省“六校”第三次联考)为迎接新年，小明同学给家里墙壁粉刷涂料，涂料滚由滚筒与轻杆组成，示意图如图所示．小明同学缓缓向上推涂料滚(轻杆与墙壁夹角变小)，不计轻杆的重力以及滚筒与墙壁的摩擦力．轻杆对涂料滚筒的推力为F1，墙壁对涂料滚筒的支持力为F 2，以下说法中正确的是( )A ．F 1增大B ．F 1先减小后增大C ．F 2增大D ．F 2减小答案 D解析 以涂料滚为研究对象，分析受力情况，如图，F 1与F 2的合力与重力G 总是大小相等、方向相反．小明缓缓向上推涂料滚，F 1与竖直方向夹角减小，由图可知F 1逐渐减小，F 2逐渐减小，故选D.拓展训练4 (2019·温州市联考)2018年9月2号的亚运会中，中国队包揽了跳水项目的全部10金．图示为跳水运动员在走板时，从跳板的a 端缓慢地走到b 端，跳板逐渐向下弯曲，在此过程中，该运动员对跳板的( )A ．摩擦力不断增大B ．作用力不断减小C ．作用力不断增大D ．压力不断增大答案 A解析 运动员对跳板的作用力等于重力，故大小不变；摩擦力等于重力沿跳板面方向的分力，不断增大，压力等于重力垂直于跳板方向的分力，不断减小，故A 正确．[相关知识链接] 电场力(1)大小：F ＝Eq ，F ＝kq 1q 2r 2. (2)方向：正电荷受电场力的方向与电场强度的方向相同；负电荷受电场力的方向与电场强度的方向相反． [规律方法提炼]。
