讲义:第2章 第3讲受力分析和共点力的平衡最新备战高考精品讲义
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第3讲受力分析共点力的平衡叩M啊白怖黨记喇昨诃.微知识■对点练•ETC——见学生用书P025知识梳理重温教材夯实基础微知识1物体的受力分析对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学问题的重要方法。
受力分析的程序:1. 根据题意选取研究对象,选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便,它可以是单个物体或物体的某一部分,也可以是由几个物体组成的系统。
2. 把研究对象从周围的环境中隔离出来,按照先场力再接触力的顺序对物体进行受力分析,并画出物体的受力分析图。
微知识2共点力作用下物体的平衡1. 平衡态⑴静止:物体的速度和加速度都等于零的状态。
(2) 匀速直线运动:物体的速度不为零,其加速度为零的状态。
2. 平衡条件(1) 物体所受合外力为零,即F合=0。
(2) 若采用正交分解法,平衡条件表达式为F x = 0, F y= 0。
3. 物体平衡条件的相关推论(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。
口特别提醒物体的速度等于零不同于静止,物体静止时(v = 0, a= 0)处于平衡状态,而物体只是速度等于零,不一定处于平衡态,如物体竖直上抛到最高点和单摆摆球及弹簧振子在最大位移处时,速度均等于零,但加速度不等于零,不处于平衡态基础诊断思维辨析对点微练一、思维辨析(判断正误,正确的画“/”,错误的画“X”。
)1对物体进行受力分析时不用区分外力与内力,两者都要同时分析。
(X )2. 处于平衡状态的物体加速度一定等于零。
(“)3. 速度等于零的物体一定处于平衡状态。
(X)4. 物体在缓慢运动时所处的状态不能认为是平衡状态。
(X )5. 物体做竖直上抛运动到达最高点时处于静止状态。
第3讲受力分析共点力平衡[课标要求]1.知道受力分析的概念,了解受力分析的一般思路。
2.理解共点力平衡的条件,会解共点力平衡问题。
考点一物体的受力分析1.受力分析:即分析物体的受力,有两条思路:(1)根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况;(2)根据各种力的特点,从相互作用的角度来分析物体的受力。
2.受力分析的一般顺序:先分析场力(如重力、电场力、磁场力),再分析接触力(如弹力、摩擦力),最后分析其他力。
【基础知识判断】1.受力分析时即要分析研究对象受到的力,也要分析研究对象的施力物体的受力。
(×)2.惯性不是力,但受力分析时可以把物体的惯性当力。
(×)3.受力分析时只分析物体实际受到的力,不要把效果力当性质力去分析。
(√)1.受力分析的一般步骤2.受力分析的三种方法假设法在判断某力是否存在时,先对其做出不存在的假设,然后根据该力不存在时对物体运动和受力状态的影响来判断该力是否存在。
状态法(1)处于平衡状态的物体:根据其平衡条件进行受力分析。
(2)处于变速状态的物体:应用牛顿第二定律进行受力分析。
转换法在受力分析时,若不方便直接分析某力是否存在:(1)可以转换为分析该力的反作用力,根据其反作用力是否存在,判断该力是否存在。
(2)可以转换为分析与该力相关的其他研究对象,通过对其他研究对象进行受力分析,判断该力是否存在。
(2024·四川绵阳高三模拟)如图所示,a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上(球的小孔比杆的直径大),并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。
已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计滑轮的一切摩擦,重力加速度为g。
当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob 段绳沿竖直方向,则下列说法正确的是()A.a一定受到4个力的作用B.b只可能受到2个力的作用C.绳子对a的拉力有可能等于mgD.a的质量一定为m tanθ答案:C解析:对a和b分别受力分析可知,a至少受重力、杆的支持力、绳的拉力3个力,可能还受摩擦力共4个力,b受重力、绳的拉力2个力或重力、绳的拉力、杆的支持力、摩擦力4个力的作用,选项A、B错误;对b受力分析可知,b受绳子的拉力可能等于mg,因此绳子对a的拉力可能等于mg,选项C正确;对a受力分析,如果摩擦力为零,则m a g sinθ=mg cos θ,可得m a=mtanθ,选项D错误。
考点一受力分析整体法与隔离法的应用
1.受力分析
(1)定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力示意图的过程.
(2)受力分析的一般顺序:
①首先分析场力(重力、电场力、磁场力).
②其次分析接触力(弹力、摩擦力).
③最后分析其他力.
2.整体法与隔离法
(1)对整体法和隔离法的理解
①整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法.
②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.
(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,宜用隔离法.
1.[应用隔离法受力分析]如图1所示,物体A置于水平地面上,力F竖直向下作用于物体B上,A、B保持静止,则物体A的受力个数为()
图1
A.3 B.4 C.5 D.6
答案 B
解析利用隔离法对A受力分析,如图所示
A受到重力G A、地面对A的支持力F N地、B对A的压力F N B→A、B对A的摩擦力F f B→A,则A、C、D错误,B正确.
2.[应用隔离法受力分析]如图2所示,传送带沿逆时针方向匀速转动.小木块a、b用细线连接,用平行于传送带的细线拉住a,两木块均处于静止状态.关于木块受力个数,正确的是()
图2
A.a受4个,b受5个B.a受4个,b受4个
C.a受5个,b受5个D.a受5个,b受4个
答案 D
解析先分析木块b的受力,木块b受重力、传送带对b的支持力、沿传送带向下的滑动摩擦力、细线的拉力,共4个力;再分析木块a的受力,木块a受重力、传送带对a 的支持力、沿传送带向下的滑动摩擦力及上、下两段细线的拉力,共5个力,故D正确.3.[应用整体法与隔离法受力分析](多选)如图3所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上,关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是()
图3
A.A一定受到四个力
B.B可能受到四个力
C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力
D.A与B之间一定有摩擦力
答案AD
解析对A、B整体受力分析,如图甲所示,受到向下的重力和向上的推力F,由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩擦力,故选项C错误;对B 受力分析如图乙所示,其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态,故B只受到三个力,选项B错误;对A受力分析,如图丙所示,受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力,共四个力,选项A、D正确.
4.[整体法与隔离法的应用](2013·山东·15)如图4所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C 将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为()
图4
A.3∶4 B.4∶ 3 C.1∶2 D.2∶1
答案 D
解析这是典型的平衡模型,解题的要点是对两小球进行受力分析,。