高考(2017年)物理总复习共点力作用下物体的平衡(课件)

[题6]物体m放在粗糙的斜面上保持静止，现用水平力F推物 体m，在力F由零逐渐增加而物体m仍静止的过程中，物体m 所受的（ ）。 A、静摩擦力逐渐减小到零； B、静摩擦力的方向可能改变； C、合外力逐渐增大； D、斜面支持力增大。
作业点评
0≤≤90三角函数动态变化：
sinθ y ; r
cosθ x ; r
由平行四边形确定两分力的大小。
0
FOB
FOA F
FOA
F； sinα
FOB
Fctg α。
[课课练p.72题11]如图所示，汽缸内可燃气体点燃后膨胀，对 活塞的推力F=1100N，连杆AB与竖直方向间的夹角为=30，则 这时活塞对连杆AB的推力F1和对汽缸壁的压力F2分别为多大？
解析：由活塞挤压效果确定F两分力方向；
F合y=0。
F合 F合x2 F合y 2； F合 0，即 F合x 0和F合y 0。
3、运用共点力平衡条件时的注意事项： ①正确分析物体的受力情况。 ②合理运用力的合成或分解方法，将不在同一直 线上的力化为同一直线上的力。
③运用平衡条件列出方程，求得所需结果。
二、课堂示例
[示例1]用弹簧测力计沿着光滑斜面的方向将一块所
[题3]竖直墙上有一重为G的物块，在与竖直方 向成角的斜向上的推力F作用下匀速向上运动， 求：墙与物块间的动摩擦因数。
[题4]一重为G的物块放在倾角为的斜面 上正好能向下匀速运动。求：物块与斜面 间的动摩擦因数。
[题5]一重为G的物块放在倾角为的 斜面上在水平恒力F作用下，处于： ⑴静止状态；⑵向上匀速运动状态。 求：以上两种情况下的摩擦力。
G
[情景3] 返回舱返回地 球带着主降落伞匀速下 降受的力。
[情景4] 返回舱在进行

FOA
物体受力如右上图，取水平方向为x轴， 竖直方向为y轴，将FOA分别沿x轴，y 轴方向进行分解，如右下图所示，由平 衡条件可知，在x轴y轴方向上的合力分 别等于零，即：
x: Fx=FOB - FOASin θ=0
FOA
y: Fy=FOACos θ – G=0
解得：FOA=
G CosA
FOB= G tan θ
（3）一个物体受到几个力的作用而处于平衡状态， 这几个力的合力一定为零。其中的一个力必定与余 下的（n－1）个力的合力等值反向，撤去这个力， 余下的（n－1）个的合力失去平衡力。物体的平衡 状态被打破，获得加速度
小结：
在相互平衡的几个共点力中，其中 任何一个力一定与其他几个力的合 力大小相等，方向相反，作用在同 一直线上，即共点力的平衡都由多 个力的合成转换到二力平衡。
（A ）
A．F
mg
tan
B．F＝mgtanθ
O θ
C．FN
mg
tan
D．FN=mgtanθ
FP
解见下页
三力平衡的求解
解：
对小滑块受力分析如图所示，根据三角形定 则可得
F mg
tan
mg
FN sin
FN mg
F θ
所以A正确。
提示：支持力的方向垂直于接触面，即指向 圆心。
9、苏北四市2010届第二次调研考试3 5.如图为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，
解析：(1)经对小孩和雪橇整体受力分析 得：竖直方向：Fsinθ＋FN＝mg
解得FN＝mg－Fsinθ＝340N 雪橇对地面压力F′N是地面对雪橇支持力 FN的反作用力，所以雪橇对地面压力： FN′＝FN＝340N
(2)水平方向：Fcosθ－Ff＝0 Ff＝μFN 由上式解得：μ＝4/17＝0.24

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►基础梳理◄
解决物体的平衡问题遵循的基本规律则是共点 力作用下物体的平衡条件：F合＝0. ►疑难详析◄
求解平衡问题的一般解题步骤
1．选取研究对象
根据题目要求，选取某物体(整体或局部)作为研
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究对象，在平衡问题中，研究对本象资料常由书有利华三教育种网（情又名数理
质量可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置
平衡，如图1所示，现将P环向左移一小段距离，两
环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来
的平衡状态比较，AO杆与P环的支持力FN和细绳上
14的拉力F的变化情况是
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A．FN不变，F变大
B．FN不变，F变小
5．矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平 行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接 恰好构成一个封闭的三角形，即这三个力的合力必 为零，由此求得未知力．
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题型一 隔离法和整体法的应用
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图1
[例1] 有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面 粗糙，OB竖直向下，表面光滑．AO上套有小环P， OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根
来越小． 15[答案] B
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题后反思：在解决物体之间的相互作用时，常常采 用隔离法和整体法，若不涉及物体之间的作用可用 整体法，若要求物体之间的相互作用，需要用隔离 法.
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图2

来源，不能无中生有； (3)分析的是物体受到哪些“性质力”(按性质分类的
力)，不能把“效果力”与“性质力”混淆重复分析．
考点精析 研究对象的选取 在进行受力分析时，第一步就是选取研究对象，选
取的研究对象可以是一个物体 (质点)，也可以是由几个物
体组成的整体(质点组)．
(1)隔离法： 将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体 所受到的各个力，称为隔离法．
3．每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁， 这样可以避免分析出某些 不存在 的力． 4．画完受力图后要进行定性检验，看一看根据你画 的受力图，物体能否处于题目中所给的 运动状态 ．
5．对物体受力分析时应注意以下几点：
(1) 不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用 力相混淆；
(2) 对于作用在物体上的每一个力，都必须明确它的
处理平衡问题的基础上，注意分析由于某一个物理量的变
化而带来的其Βιβλιοθήκη 变化，可用图解法，也可以用数学函数讨
论法，审题时注意抓住“缓慢”之类的关键词语．
光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力 F由底端缓 慢拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球
的支持力FN的变化情况(如图所示)．
[答案] F减小，FN不变 [解析] 如图所示，作出小球的受力示意图，注意弹 力FN总与球面垂直，从图中可得到相似三角形． 设球体半径为R，定滑轮到球面的距离为h，绳长为L，
[ 解析 ]
取 BO 杆的 B 端为研究对象，受到绳子拉力
( 大小为 F) 、 BO 杆的支持力 FN 和悬挂重物的绳子的拉力 (大小为G)的作用，将FN与G合成，其合力与F等值反向，
如图所示，得到一个力三角形(如图中画斜线部分)，此力
三角形与几何三角形 OBA 相似，可利用相似三角形对应 边成比例来解．

撰写实验报告，包括实验目的、原理、步骤、结果和结 论等部分。
对实验结果进行客观评价，提出改进意见和建议。
05
知识体系梳理与易错难点剖析
关键知识点回顾总结
01
02
03
04
共点力平衡条件
物体在共点力作用下处于平衡 状态，则物体所受合外力为零
。
力的合成与分解
心态调整建议
制定复习计划
根据高考时间和自身情况，制 定合理的复习计划，并按照计
划进行复习。
保持积极心态
保持自信、乐观的心态，遇到 困难时积极寻求解决方法，不 断调整自己的学习状态。
合理安排作息时间
保证充足的睡眠和适当的运动 ，保持身体健康和良好的精神 状态。
多做模拟题
多做高考模拟题和历年真题， 熟悉考试形式和难度，提高应
误区三
在进行受力分析时，忽略某些力的作用或错误地判断力的 方向。正确的受力分析是解决问题的关键，需要仔细分析 并准确判断每个力的大小、方向和作用点。
06
应试策略分享及备考建议
选择题答题技巧指导
01
02
03
认真审题
仔细阅读题目，明确题目 要求和考查的知识点，避 免因为理解偏差导致失分 。
排除法
对于不确定的选项，可以 先排除明显错误的选项， 提高正确率。
支架与砝码
用于固定滑轮和提供拉力，砝码质量需精确。
坐标纸
用于记录实验数据。
实验器材准备和使用规范
01
使用前检查器材完好， 确保无损坏或误差过大 。
02
弹簧测力计使用前需调 零，使用过程中避免超 过量程。
03
细绳应绑紧，避免在实 验过程中出现松动或脱 落。
04

共点力的平衡解题方法小结 1.正确选取研究对象 2.隔离物体，分析物体的受力，画出受力图 3.根据平衡条件，确定解题方法：
几何法（建议使用合成法） 正交分解法 4、几何法：根据几何特点，列方程求解； 正交分解法：建立两个轴的合力为零的方程，
组成方程组求解。
正交分解法
例题：物体重力为100N，放在倾角为30°的 斜面上，始终静止。 求：若沿斜面施加向上拉力F1=20N，物体的摩 擦力和支持力是多大？
正交分解法
例题：物体重力为100N，放在倾角为30°的 斜面上，物体与斜面之间最大静摩擦力为40N。 求：1）为保持物体静止在斜面上，沿斜面向上
的拉力最小值是多少？ 2）为保持物体静止在斜面上，沿斜面向上
的拉力的最大值不能超过多大？
二、正交分解法练习 例题8：质量为m的物体放在倾角为θ的粗糙斜面上， 动摩擦因数为μ，在水平恒定推力的作用下，物体 沿斜面匀速向下运动。 求：水平推力的大小_____________ 斜面对物体支持力的大小__________
B．FT = mg，FN = 2mg
C．FT = mg，FN = 3 mg
D．FT =
23 3
m，g
FN
2
=3
mg
动态平衡问题
几何法和正交分解法的应用
动态平衡问题
• 讨论物体静止时，受力的大小及方向的变 化的一类问题
• 解决问题的方法 几何法-----画平行四边形或三角形 正交分解法----建立方程组讨论
F α
FN α
G F合
解法一：合成法
如图，物体静止，合力为零。 几何知识可得：
F=F合=G/cosα FN=Gtanα
例1：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在

难点：共点力的平衡条件的应用．
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课中导学区
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第四章
第一1 章
第 23 页
3.(任务 2)一个物体受到三个共点力的作用,在下列给出的几组力中,能使
物体处于平衡状态的是( C )。
A.F1=3 N,F2=4 N,F3=8 N B.F1=4 N,F2=2 N,F3=1 N C.F1=5 N,F2=5 N,F3=5 N D.F1=5 N,F2=6 N,F3=15 N
A.物体所受静摩擦力逐渐减小到零 B.物体所受静摩擦力先减小后增大 C.物体所受静摩擦力某时刻可能为零 D.物体所受静摩擦力方向可能沿斜面向上
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第四章
第一1 章
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1.(任务 1)下列物体中处于平衡状态的有( A )。
A.杨利伟随神舟五号宇宙飞船匀速直线下降到地面 B.物体在光滑斜面上下滑 C.汽车在笔直的公路上开始启动 D.自由下落的物体在松手的一瞬间
2.处于平衡状态的物体受到的力有什么特点?
解答:处于平衡状态的物体受到的力为平衡力。
3.把上述四种情况的受力分成两类,你认为哪些情况属于同一类?你 是根据什么来划分的?
解答:根据物体的受力特点可将图 1、图 4 分为一类,图 2、图 3 分 为另一类。图 1、图 4 中物体受到的力或力的作用线相交于一点,图 2、 图 3 中的物体受的力的作用线不会相交,属于非共点力平衡。
(2)任意一个力必定与剩余力的合力等大、反向、共线。通过已知 力和题设条件灵活求解。
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第四章
第一1 章
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【解析】选A。以箱子为研究对象,受到重力、支持力、拉力和摩擦力,如下图; 没有拉力时,支持力等于重力mg;有拉力F时,支持力为:N=mg-Fsinθ,所以支持力 减少了Fsinθ,故A正确,B、C、D错误。
知识点二 物体的动态平衡问题 1.动态平衡: (1)所谓动态平衡问题,是指通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢变化, 而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态,常利用图解法解决此类问 题。 (2)根本思路:化“动〞为“静〞,“静〞中求“动〞。
A.150 kg C.200 kg
B.100 3 kg D.200 3 kg
【加固训练】 (多项选择)如下图,物体A、B用细绳与轻弹簧连接后跨过滑轮。A静止在倾角为 45°的粗糙斜面上,弹簧与斜面平行,B悬挂着。质量mA=3mB,不计滑轮摩擦,现 将斜面倾角由45°减小到30°,此时B未落地,那么以下说法中正确的选项是
合力。
2.由平衡条件得出的三个结论:
3.静态平衡问题的常见研究方法: 提醒:“静态平衡〞是指物体在共点力作用下处于静止状态。
【问题探究】 情境:图甲物体静止于斜面上;图乙物体沿斜面匀速下滑;图丙物体到达光滑斜 面的最高点;图丁物体与斜面一起向左加速运动。 讨论:说明物体所处的状态。
提示:图甲、图乙物体处于平衡状态 ;图丙、图丁物体处于非平衡状态。
2.动态平衡问题的常见研究方法:
【典例示范】
【典例】(多项选择)(20xx·全国卷Ⅰ)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°。M始终保持静止,那么在此过程中

3.平衡条件
共点力作用下的物体的平衡条件 F合＝0
或 Fx合＝0 Fy合＝0
【证明】对物体先受力分析，再正交分解在x、y轴上，
求出沿两坐标轴的合力Fx合和Fy合，那么F合 ：2=Fx2合+Fy2合
当F合=0时，一定有Fx合=0、Fy合=0； 当Fx合=0、Fy合=0时，一定有F合=0。
4.平衡条件的推论
3.根据作用效果，准确进行力的分解〔或力的合成〕
4.根据平衡条件，列方程求解
重要推论 ——当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与它受的其 余的力的合力等值反向。
正交分解
⑴共点力作用下物体的平衡条件是：F合= 0； ⑵在建立直角坐标系时，要考虑尽量减少力的分解。
正交分解法把矢量运算转化成标量运算，极大的降低了数学应用
A .4μmg C . 2μmg
B . 3μmg D . μmg
Q
P
F
解析：选整体为研究对象，有F=2T+2μmg,选Q为研 究对象，有T=μmg，因此有F=4μmg。因此选项A正 确。
例6．如下图，质量为m的物体在沿斜面向上的力F作用下 沿程放中在斜水面平保地 持面 静上 止的，质那量么为地面M的对粗斜糙面斜面匀〔速A下滑C ，此〕过
5. 匀质杆AB一端由悬绳连接到天花板，绳与天花
板间的夹角为θ，另一端支撑在地面上，如下
图．假设绳对A点的拉力为T，那么地面对杆的摩擦
力为Tc_o_sθ_______；在图上准确地画出地面对B点的作
用力F的方向．
T
三力汇交原理：物体在 作用线共面的三个非平 行力作用下处于平衡状 态时，这三个的作用线
此题答案： B、D
2.如下图，斜面倾角θ，木块M和斜面间滑动摩擦因数 为μ，问物体m质量多大时，才能使木块匀速运动？