高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 第3講 共點(diǎn)力作用下物體的平衡課件

《高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 第3講 共點(diǎn)力作用下物體的平衡課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 第3講 共點(diǎn)力作用下物體的平衡課件（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 溫故自查 對(duì)物體進(jìn)行受力分析是解決力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)，是研究力學(xué)問(wèn)題的重要方法，受力分析的步驟是： 1根據(jù)題意選取研究對(duì)象，選取研究對(duì)象的原則是要使對(duì)問(wèn)題的研究盡量簡(jiǎn)便，研究對(duì)象可以是單個(gè)物體或，也可以是由幾個(gè)物體組成的系統(tǒng) 2把研究對(duì)象從周圍的物體中隔離出來(lái)，為防止漏掉某個(gè)力，要養(yǎng)成按一般步驟分析受力的好習(xí)慣一般應(yīng)，然后環(huán)繞物體一周，找出跟研究對(duì)象的物體，并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象的彈力和，最后再分析其他場(chǎng)力(如電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等)物體的某一部分物體的某一部分先分析重力先分析重力接觸接觸摩擦力摩擦力 3每分析一個(gè)力，都要想一想它的施力物體是誰(shuí)，這樣可以避免分析出某些的力 4畫(huà)完受力圖后要進(jìn)行定

2、性檢驗(yàn)，看一看根據(jù)你畫(huà)的受力圖，物體能否處于題目中所給的 5對(duì)物體受力分析時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)不要把研究對(duì)象所受的力與它對(duì)其他物體的作用力相混淆； (2)對(duì)于作用在物體上的每一個(gè)力，都必須明確它的來(lái)源，不能無(wú)中生有； (3)分析的是物體受到哪些“性質(zhì)力”(按性質(zhì)分類的力)，不能把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析不存在不存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)考點(diǎn)精析研究對(duì)象的選取在進(jìn)行受力分析時(shí)，第一步就是選取研究對(duì)象，選取的研究對(duì)象可以是一個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn))，也可以是由幾個(gè)物體組成的整體(質(zhì)點(diǎn)組) (1)隔離法： 將某物體從周圍物體中隔離出來(lái)，單獨(dú)分析該物體所受到的各個(gè)力，稱為隔離法 隔離法的原則： 把相連

3、結(jié)的幾個(gè)物體看成一個(gè)整體，如果要分析的是整體內(nèi)物體間的相互作用力(即內(nèi)力)，就要把跟該力有關(guān)的某物體隔離出來(lái)當(dāng)然，對(duì)隔離出來(lái)的物體而言，它受到的各個(gè)力就應(yīng)視為外力了 (2)整體法： 把相互連結(jié)的幾個(gè)物體視為一個(gè)整體(系統(tǒng))，從而分析整體外的物體對(duì)整體中各個(gè)物體的作用力(外力)，稱為整體法 整體法的基本原則： 當(dāng)整體中各物體具有相同的加速度(加速度不相同的問(wèn)題，中學(xué)階段不宜采用整體法)或都處于平衡狀態(tài)(即a0)時(shí)，命題要研究的是外力，而非內(nèi)力時(shí)，選整體為研究對(duì)象 整體法要分析的是外力，而不是分析整體中各物體間的相互作用力(內(nèi)力) 整體法的運(yùn)用原則是先避開(kāi)次要矛盾(未知的內(nèi)力)突出主要矛盾(要研究

4、的外力)這樣一種辯證的思想 (3)整體法、隔離法的交替運(yùn)用 對(duì)于連結(jié)體問(wèn)題，多數(shù)情況既要分析外力，又要分析內(nèi)力，這時(shí)我們可以采取先整體(解決外力)后隔離(解決內(nèi)力)的交叉運(yùn)用方法，當(dāng)然個(gè)別情況也可先隔離(由已知內(nèi)力解決未知外力)再整體的相反運(yùn)用順序.溫故自查1平衡狀態(tài)(1)平衡狀態(tài)：物體處于或直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)(2)共點(diǎn)力：同一的力或作用線(或延長(zhǎng)線)交于的力靜止靜止勻速勻速作用點(diǎn)作用點(diǎn)同一點(diǎn)同一點(diǎn)3共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件(F合0)的應(yīng)用步驟(1)選定，依據(jù)題意應(yīng)該用整體法還是隔離法更有利于解決問(wèn)題，應(yīng)視具體問(wèn)題而定(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的，找出哪些物體對(duì)要研究的物體有力的作用(3)畫(huà)出圖，

5、并將某些力進(jìn)行合成或分解，作出平行四邊形(4)根據(jù)平衡條件：，列出平衡方程進(jìn)行求解研究對(duì)象研究對(duì)象受力分析受力分析受力示意受力示意F合合0考點(diǎn)精析1平衡條件的推論(1)如果物體在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定大小相等、方向相反，為一對(duì)平衡力(2)如果物體在三個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力大小相等、方向相反(3)如果物體受多個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其他力的合力大小相等、方向相反(4)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，沿任意方向物體所受的合力均為零 (5)三力匯交原理：如果一個(gè)物體受到三個(gè)非平行力作用而平衡，這三個(gè)力的作用線必定在同一平面內(nèi)，而且必為共點(diǎn)

6、力2平衡問(wèn)題中列方程的方法(1)正交分解法正交分解法是解決共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的一般方法，應(yīng)用正交分解法一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：該方法不受研究對(duì)象、所受外力多少的限制；關(guān)于坐標(biāo)軸的選取，原則上是任意的，就是說(shuō)選擇不同的坐標(biāo)軸并不影響運(yùn)算的結(jié)果但具體應(yīng)用時(shí)又以解題方便的坐標(biāo)系為最佳選擇，例如在靜力學(xué)問(wèn)題中一般選含外力多的方向?yàn)橐粋€(gè)坐標(biāo)軸的方向，而在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中一般選加速度或初速度方向?yàn)橐粋€(gè)坐標(biāo)軸的方向 (2)力的合成法 特別適合三個(gè)力平衡時(shí)，運(yùn)用其中兩力之和等于第三個(gè)力來(lái)列方程求解 (3)相似三角形法 在共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題中，已知某力的大小及繩、桿等模型的長(zhǎng)度、高度等，常用力的三角形與幾何三角形相似的比例關(guān)

7、系求解 命題規(guī)律分析兩個(gè)或兩個(gè)以上物體的受力情況或系統(tǒng)內(nèi)部分物體間的相互作用時(shí)，采用整體法或隔離法，考查靈活準(zhǔn)確利用整體法和隔離法一般以選擇題或力學(xué)綜合題出現(xiàn)考例1(2010東北三校)如圖所示，質(zhì)量為M的三角形木塊A靜止在水平面上，一質(zhì)量為m的物體B正沿A的斜面下滑，三角形木塊A仍然保持靜止則下列說(shuō)法中正確的是 ()AA對(duì)地面的壓力大小可能小于(Mm)gB水平面對(duì)A的靜摩擦力的方向不可能水平向左C水平面對(duì)A的靜摩擦力可能為零D若B沿A的斜面下滑時(shí)突然受到一沿斜面向上的力F的作用，如果力F的大小滿足一定條件，三角形木塊A可能會(huì)立刻開(kāi)始滑動(dòng)解析若物體B加速下滑，對(duì)整體受力分析，由牛頓第二定律可知，

8、A對(duì)地面的壓力小于(Mm)g，地面對(duì)物體A的摩擦力水平向左；若物體B勻速下滑，同理可得，A對(duì)地面的壓力等于(Mm)g，地面對(duì)物體A無(wú)摩擦力的作用，故選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體B沿斜面下滑時(shí)，對(duì)物體A的壓力(mgcos)與摩擦力(mgcos)不變，而物體A保持不動(dòng)，則突然對(duì)物體B施加一沿斜面向上的力F的作用，并不改變物體B對(duì)物體A施加的作用力，故物體A不會(huì)滑動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案AC (2010安徽合肥)如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，若把A向右移動(dòng)少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)，則() AB

9、對(duì)墻的壓力增大 BA與B之間的作用力增大 C地面對(duì)A的摩擦力減小 DA對(duì)地面的壓力減小答案C解析設(shè)物體A對(duì)圓球B的支持力為F1，豎直墻對(duì)圓球B的彈力為F2；F1與豎直方向夾角因物體A右移而減小，對(duì)物體B由平衡條件得：命題規(guī)律兩個(gè)力的合力不變，其中一個(gè)力的方向不變，討論另一個(gè)力的大小和方向的變化情況，或討論三力平衡的問(wèn)題時(shí)力的變化情況或求極植問(wèn)題考例2重為G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間如圖甲所示若擋板逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，在該過(guò)程中，斜面和擋板對(duì)小球的彈力的大小F1，F(xiàn)2各如何變化？ 解析由于擋板是緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的，可以認(rèn)為每個(gè)時(shí)刻小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此所受合力為0.應(yīng)用三角形定則，G，

10、F1，F(xiàn)2三個(gè)矢量應(yīng)組成封閉三角形，其中G的大小、方向始終保持不變，F(xiàn)1的方向不變，F(xiàn)2的起點(diǎn)在G的終點(diǎn)處，而終點(diǎn)必須在F1所在的直線上，由圖乙可知，擋板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90的過(guò)程中，F(xiàn)2矢量也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90，因此F1逐漸變小，F(xiàn)2先變小后變大(當(dāng)F2F1，即擋板與斜面垂直時(shí)，F(xiàn)2最小)答案F1逐漸變小F2先變小，后變大總結(jié)評(píng)述對(duì)于動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，經(jīng)常用三角形定則來(lái)解，然后找出一個(gè)不變的力做標(biāo)準(zhǔn)，其他力和它比較，當(dāng)邊長(zhǎng)增加時(shí)力增加，反之則減小命題規(guī)律物體所受三力平衡，三力構(gòu)成的封閉三角形是斜三角形，并且力的三角形與幾何三角形相似考查分析問(wèn)題能力和觀察問(wèn)題能力常以選擇題出現(xiàn)考例3一輕桿BO，其O端用光滑

11、鉸鏈鉸于固定豎直桿AO上，B端掛一重物，且系一細(xì)繩，細(xì)繩跨過(guò)桿頂A處的光滑小滑輪，用力F拉住，如圖所示現(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉，使桿BO與桿AO間的夾角逐漸減小，則在此過(guò)程中，拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是()AFN先減小，后增大BFN始終不變CF先減小，后增大 DF始終不變解析取BO桿的B端為研究對(duì)象，受到繩子拉力(大小為F)、BO桿的支持力FN和懸掛重物的繩子的拉力(大小為G)的作用，將FN與G合成，其合力與F等值反向，如圖所示，得到一個(gè)力三角形(如圖中畫(huà)斜線部分)，此力三角形與幾何三角形OBA相似，可利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例來(lái)解答案答案B總結(jié)評(píng)述處理該類動(dòng)態(tài)問(wèn)題的方法，就是在原來(lái)

12、處理平衡問(wèn)題的基礎(chǔ)上，注意分析由于某一個(gè)物理量的變化而帶來(lái)的其他變化，可用圖解法，也可以用數(shù)學(xué)函數(shù)討論法，審題時(shí)注意抓住“緩慢”之類的關(guān)鍵詞語(yǔ) 光滑半球面上的小球被一通過(guò)定滑輪的力F由底端緩慢拉到頂端的過(guò)程中，試分析繩的拉力F及半球面對(duì)小球的支持力FN的變化情況(如圖所示)答案F減小，F(xiàn)N不變解析如圖所示，作出小球的受力示意圖，注意彈力FN總與球面垂直，從圖中可得到相似三角形設(shè)球體半徑為R，定滑輪到球面的距離為h，繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，根據(jù)三角形相似得命題規(guī)律根據(jù)物體平衡條件，利用正交分解法列出方程，然后由題中所給條件或隱含條件，判斷臨界值或極值，一般以選擇題或計(jì)算題出現(xiàn)考例4質(zhì)量為M的小車，在卷?yè)P(yáng)機(jī)帶動(dòng)

13、下，沿動(dòng)摩擦因數(shù)為的水平面運(yùn)動(dòng)，如圖所示，求牽引力F最小時(shí)的牽引角為多大？最小牽引力為多大？解析首先對(duì)小車進(jìn)行受力分析，小車共受到四個(gè)力：重力Mg、支持力FN、牽引力F和摩擦力Ff.由于題干要求求最小牽引力Fmin，顯然小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所需拉力最小這時(shí)小車在四個(gè)力作用下處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)為了利用矢量三角形，不妨將支持力FN和摩擦力Ff先合成為地面對(duì)小車的作用力F地，雖然F地的大小暫時(shí)未知，但是F地與豎直方向的夾角(稱為摩擦角)是完全確定的，這時(shí)arctan.這樣就巧妙地把四力平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為三力平衡問(wèn)題如圖所示，從矢量三角形可明顯看出：當(dāng)增大時(shí)，牽引力F先減小后增大；且當(dāng)牽引角等于摩擦角時(shí)，牽引力F取最小值Fmin.故最佳牽引角為arctan且最小牽引力FminMgsinMgsin arctan 答案30 請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真完成課后強(qiáng)化作業(yè)